DE2645707B2 - Schaltanordnung für einen Antriebsmotor, insbesondere einen Wischermotor - Google Patents

Description

eines Federelementes in der stabilen Schaltphase aus einer Ruhestellung auslenkbar ist, wobei das Federelement vorgespannt wird, und das in der instabilen Schaltphase in umgekehrter Richtung über die Ruhestellung hinauspendelt und dabei eine Kontaktfeder kurzzeitig von einem Gegenkontakt abhebt. Da das Pendel anschließend nach Entspannung des als Speicher dienenden Federelementes selbsttätig in seine Ruhestellung zurückkehrt, ist also eine dauernde Unterbrechung durch den Endlagenschalter nicht möglich.

Dieser Gedanke läßt sich auch bei Endlagenschaltern mit einer Schaltscheibe realisieren, bei denen als Energiespeicher unmittelbar die Kontaktfeder dient, die in ihrer Ruhestellung auf einer Kontaktbahn aufliegt und in der instabilen Schaltphase über eine Kontaktlükke gleitet.

Die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Weiterbildungen wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Stromlaufplan mit einem Relais als Schaltelement, welches mit dem Betriebsschalter zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist,

Fig.2 einen Stromlaufplan mit einem Relais als Schaltelement und getrenntem Betriebsschalter,

Fig.3 einen Stromlaufplan mit einem Thyristor als Schaltelement,

F i g. 4 einen Stromlaufplan mit einem Bypass-Schaltelement als Anlaufhilfe,

F i g. 5 eine Alternativlösung zu F i g. 4,

F i g. 6 eine weitere Alternativlösung zu F i g. 4 mit zusätzlicher Überstromsicherung,

Fig. 7 eine weitere Alternativlösung zu F i g. 4 mit einem Relais als Bypass-Schaltelement,

Fig.8 eine weitere Alternativlösung zu Fig.4 mit einem Widerstand als Bypass-Schaltelement,

Fi g. 9 eine Schaltanordnung mit einem monostabilen Endlagenschalter mit einem Pendel,

Fi g. 10 eine Schaltanordnung mit einem monostabilen Endlagenschalter mit Schaltscheibe und

Fig. 11 — 14 Konstruktionsvarianten hierzu.

Der Grundgedanke der Erfindung wird nachstehend anhand von Fig. 1 erläutert. Ein Wischermotor 10 mit einem insgesamt mit 11 bezeichneten Endlagenschalter ist über die Karosserie des Kraftfahrzeuges unmittelbar mit Masse 12 verbunden. Der Endlagenschalter 11 hat eine Schaltscheibe 13, auf der zwei Kontaktfedern 14 und 15 federnd aufliegen. Die Kontaktfeder 15 liegt bei jeder Stellung der Schaltscheibe 13 auf der Kontaktbahn 16 der Schaltscheibe 13 auf, die eine Kontaktlücke 17 aufweist, auf der die Kontaktfeder 14 in zeitgleichen Abständen aufliegt. Der Endlagenschalter 11, der mit dem Wischermotor 10 zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist, arbeitet also als periodischer Unterbrecherschalter.

Als steuerbares Schaltelement zur Schaltung des Motorstromkreises dient bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 ein Stroinrelais 20 mit einem beweglichen Umschaltkontakt 21. Der Ruhekontakt 22 dieses Stromrelais 20 ist an Masse angeschlossen, der Arbeitskontakt 23 direkt mit der Wicklung verbunden. Die Wicklung des Stromrelais 20 ist andererseits direkt an die Versorgungsspannung 24 angeschlossen.

Der Bctriebsschalter 30 ist in der Zeichnung nur schematisch dargestellt und beinhaltet einen Stößel 31, der unmittelbar auf den Umschaltkontakt 21 bzw. den Anker des Stromrelais 20 einwirkt und diesen bei Betätigung des Bclricbsschaltcrs 30 auf den Arbcilskontakt 23 umlegt. Betriebsschalter und steuerbares Schaltelement sind also bei dieser Ausführung zu einer Baueinheit zusammengefaßt und mit dem Motor 10 — wie aus der Zeichnung deutlich ersichtlich — über nur eine einzige Verbindungsleitung 32 verbunden. Diese Verbindungsleitung dient damit einerseits als Motorstromzuleitung, andererseits aber auch als Steuerleitung für das Strornrelais 20, denn über sie wird das Abschaltsignal, welches von dem Endlagenschalter 11

ίο erzeugt wird, dem Stromrelais 20 zugeführt, wie aus der nachstehenden Beschreibung der Wirkungsweise dieser Schaltanordnung hervorgeht.

F i g. 1 zeigt den Betriebszustand bei stillgesetztem Wischermotor 10, wobei sich der Wischer in der vorgegebenen Ablagestellung befindet. Die beiden Kontaktfedern 14 und 15 sind dabei über die Kontaktbahn 16 elektrisch leitend miteinander verbunden. Der Wischermotor 10 wird durch Betätigung des Stößels 31 des Betriebsschalters 30 in Gang gesetzt, der den Umschaltkontakt 21 auf den Arbeitskontakt 23 umlegt. Damit wird ein Stromkreis von der Versorgungsspannung 24 über die Wicklung des Stromrelais 20, den Umschaltkontakt 21, die Motorstromzuleitung 32, die Kontaktfedern 14 und 15 zum Wischermotor 10 geschlossen. Das Stromrelais 20 wird damit erregt und hält den Umschaltkontakt 21 in der Arbeitsstellung, auch wenn der Stößel 31 in die gezeichnete Ruhelage zurückkehrt. Das Stromrelais hält sich also über den Umschaltkontakt 21 selbst und arbeitet damit praktisch als Speicher, der den Motorstrom auch bei ausgeschaltetem Betriebsschalter aufrechterhält.

Mit der Bewegung des Wischermotors 10 dreht sich auch die Schaltscheibe 13 des Endlagenschalters 11. Wenn nun die Kontaktfeder 14 auf der Kontaktlücke 17 aufliegt, wird der Motorstromkreis kurzzeitig unterbrochen. Diese Motorstromunterbrechung wird als Schaltsignal des Endlagenschalters 11 ausgewertet und dem Stromrelais 20 über die Motorstromversorgungsleitung 32, die damit zugleich als Steuerleitung dient, zugeführt.

4ü Das Stromrelais 20 spricht auf diese Motorstromunterbrechung an und fällt ab. Befindet sich zu diesem Zeitpunkt der Stößel 31 in der dargestellten Lage, wird über den Ruhekontakt 22 ein Kurzschlußstromkreis für den Motor 10 geschlossen, sobald die beiden Kontaktfedem 14 und 15 über die Kontaktbahn 16 wieder elektrisch leitend verbunden sind. Der Motor wird damit abrupt abgebremst. Ist dagegen der Umschaltkontakt 21 durch den Stößel 31 in seiner Arbeitsstellung arretiert, zieht das Stromrelais 20 nach dem Abfall sofort wieder an und hält den Motorstromkreis aufrecht. Dabei muß sichergestellt sein, daß das Schwungmoment des Motors 10 ausreicht, die Schaltscheibe 13 soweit zu drehen, daß die Kontaktfeder 14 wieder auf der Kontaktbahn 16 aufliegt. Die Kontaktlücke 17 muß aber andererseits so

y> groß gewählt werden, daß die Dauer der Stromunterbrechung zu einem sicheren Abfall des Stromrelais 2C ausreicht.

Die Wicklung des Stromrelais 20, dessen beweglicher Schaltkontakt 21 sowie der Endlagenschalter 11 sind

ho also bei dieser Ausführung in Reihe in den Motorstromkreis geschaltet, so daß eine einzige Verbim.ungsleitung 32 ausreicht, welche zugleich als Stromversorgungs- und als Steuerleitung dient. Gegenüber der eingang! erwähnten bekannten Schaltanordnung wird alsc

μ insbesondere bei Wischanlagen für Heckscheiben ar Kraftfahrzeugen eine wesentliche Ersparnis erzielt denn es werden trotz der einfacheren Verkabelung keine zusätzlichen Bauelemente benötigt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 wird der bewegliche Umschaltkontakt 21 des Stromrelais nicht mechanisch über den Betriebsschalter 30 arretiert, sondern durch einen Hilfsstromkreis gehalten. Der Betriebsschalter 30 hat einen gesonderten beweglichen Schaltkontakt 33, der in Reihe mit der Wicklung des Stromrelais 20 in die Motorstromzuleitung geschaltet ist Beim Einschalten fließt der Motorstrom über diesen beweglichen Schaltkontakt 33 und eine Leitung 34. Das Stromrelais 20 zieht an, so daß nunmehr über dessen Umschaltkontakt 21 und eine Leitung 35 der Stromkreis zum Motor 10 auch dann aufrechterhalten bleibt, wenn der Betriebsschalter 30 abgeschaltet wird, bis der Endlagenschalter den Stromkreis zum Motor 10 unterbricht Über einen zweiten Schaltkontakt 36 des Betriebsschalters 30 und den Ruhekontakt 22 des Stromrelais 20 wird dann ein Kurzschlußstromkreis für den Motor 10 geschlossen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 dient als steuerbares Schaltelement ein in den Motorstromkreis geschalteter Thyristor 40, dessen Gate — Anschluß 41 über einen Vorwiderstand 42 mit dem Betriebsschalter 30 verbunden ist. Dieser Thyristor 40 hat ebenfalls eine Speichercharakteristik, denn nach dem Zünden durch den Betriebsschalter 30 hält er den Motorbetriebsstrom solange aufrecht, bis dieser bei einer Unterbrechung durch den Endlagenschalter 11 unter den Haltestrom abfällt Bei betätigtem Betriebsschalter wird aber der Thyristor 40 sehr schnell wieder gezündet, so daß der Wischermotor wie gewünscht weiterläuft. Unterbricht dagegen der Betriebsschalter 30 den Zündstromkreis des Thyristors 40, läuft der Wischermotor nach einer kurzzeitigen Betriebsstromunterbrechung aus. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird also als Abschaltsignal die Betriebsstromunterbrechung ausgewertet, die dem das steuerbare Schaltelement darstellenden Thyristor 40 über die Motorstromzuleitung 32 gemeldet wird.

Bei den bisher beschriebenen Schaltanordnungen kann nun beispielsweise bei kurzem Ausfall der Versorgungsspannung der Fall eintreten, daß der Wischermotor in eine Stellung ausläuft, in der die Kontaktfeder 14 auf der Kontaktlücke 17 aufliegt. Der Wischermotor kann dann nicht mehr gestartet werden, weil auch durch Betätigung des Betriebsschalters der Motorstromkreis nicht mehr geschlossen werden kann. Im folgenden werden nun Ausführungen erläutert, bei denen ein sicheres Anlaufen des Motors gewährleistet ist Bei den Ausführungen gemäß den F i g. 4 bis 8 wird die Schaltstrecke des Endlagenschalters 11 durch ein Bypass-Schaltelement 50 überbrückt. Als Bypass-Schaltelement kann ein Bimetallschalter 51 dienen, dessen Heizwicklung 52 in den Motorstromkreis geschaltet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 ist die Heizwicklung 52 in Reihe zum Endlagenschalter 11 geschaltet und die Schaltstrecke des Bimetallschalters über die Kontakte 55 und 54 im Ruhezustand geschlossen. Beim Einschalten des Wischermotors wird damit der Motorstromkreis zunächst über diese Kontakte des Bimetallschalters geschlossen, so daß das Stromrelais 20 anzieht. Der Endlagenschalter 11 ist so lange wirkungslos, bis sich nach einer gewissen Aufheizzeit der Kontakt 54 des Bimetallschalters 51 vom Kontakt 55 abhebt. Bei dieser Ausführung kann der Wischermotor verzögerungsfrei gestartet werden, doch muß die Heizwicklung des Bimetallschalters als Stromwicklung ausgelegt sein. Auch muß sichergestellt sein, daß die Schaltstrecke über die Kontakte 54 und 55 auch bei sehr tiefen Außentemperaturen unterbrochen ist, bevor die erste Stromkreisunterbrechung über den Endlagenschalter 11 erfolgt, weil sonst unter Umständen der Wischermotor unbeabsichtigt lange weiterlaufen würde.

Bei der Ausführung gemäß F i g. 5 ist die Heizwicklung 52 des Bimetallschalters 51 über einen Vorwiderstand 56 parallel zum Endlagenschalter 11 geschaltet und die Schaltstrecke über die Kontakte 54 und 55 ist im Ruhezustand geöffnet Wenn bei dieser Ausführung am Störungsfall die Kontaktfeder 14 auf der Kontaktlücke 17 steht, wird diese Schaltstrecke über die Kontakte 54 und 55 nach einer bestimmten Aufheizzeit des Bimetallschalters 51 geschlossen. Der Motor läuft damit in jeder beliebigen Schaltstellung der Schaltscheibe 13 an, wobei die Heizwicklung des Bimetallschalters 51 durch den Endlagenschalter 11 kurzgeschlossen wird, sobald die Kontaktfedern 14 und 15 über die Kontaktbahn 16 elektrisch leitend verbunden sind. Nach einer bestimmten Abkühlzeit öffnet sich dann die Schaltstrecke über die Kontakte 54 und 55, so daß nunmehr auch der Wischermotor wieder abgeschaltet werden kann. Bei dieser Ausführungsform muß beim Einschalten der Wischanlage nach einem obengenannten Störungsfall allerdings eine Verzögerungszeit in Kauf genommen werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 entspricht der Ausführung gemäß F i g. 4, doch hat der Bimetallschalter 51 einen weiteren Kontaktsatz mit den Kontakten 57 und 58. Im Normalfall fließt durch die Heizwicklung 52 des Bimetallschalters 51 der Betriebsstrom des Wischermotors 10. Dadurch wird der Bimetallschalter 51 soweit aufgeheizt, daß der Kontakt 54 vom Kontakt 55 abgehoben wird. Der an einer federnden Kontaktzunge 59 befestigte Kontakt 58 kann aber dieser Bewegung folgen und bleibt damit in leitender Verbindung mit dem Kontakt 57. Wird nun aber der Wischermotor 10 blockiert, erhöht sich die Stromaufnahme wesentlich, was zur Folge hat, daß sich nunmehr auch der Kontakt 57 vom Kontakt 58 löst, weil die Kontaktzunge 59 der Bewegung nicht mehr folgen kann. Damit ist also auf einfache Weise eine Überstromsicherung verwirklicht, die ein Durchbrennen der Ankerwicklung des Wischermotors 10 wirksam verhindert.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 dient als Bypass-Schaltelement ein Relais 65 mit einem Schaltkontakt 66, der parallel zum Endlagenschalter 11 geschaltet ist. Wenn die Kontaktfeder 14 auf der Kontaktlücke 17 steht, wird ein Kondensator 67 über den Widerstand 68 aufgeladen. Sobald die Ladespannung die Anzugsspannung des Relais 65 erreicht hat, zieht dieses an und schließt den Motorstromkreis. Wenn die Kontaktfeder 14 und 15 über die Kontaktbahn 16 wieder in leitender Verbindung miteinander stehen, wird der Kondensator 67 entladen, so daß nunmehr der Endlagenschalter wieder seine Funktion übernimmt

Während bei den bisherigen Ausfuhrungsbeispielen das Bypass-Schaltelement Störungsfall 50 nur kurzzeitig die Schaltstrecke des Endlagenschalters überbrückt, ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 eine dauernde Überbrückung mittels eines Widerstandes 60 bezug hen. Dieser Widerstand muß allerdings hochbelastbar sein, denn er führt im Störungsfalle den Motorstrom.

Durch diese Ausführung soll gezeigt werden, daß der Gedanke der Erfindung nicht nur dadurch verwirklicht werden kann, daß die Motorstromunterbrechung als Abschaltsignal ausgenutzt wird, es genügt vielmehr eine

Motorstromreduzierung, wenn in der Ablagestellung periodisch dieser Widerstand 60 in den Motorstromkreis geschaltet wird. Schließlich sind auch Ausführungen denkbar, in denen in der Ablagestellung des Wischers jeweils der Motorstrom erhöht wird und daraus das Abschaltsignal abgeleitet wird.

Bisher wurde davon ausgegangen, daß im Störungsfall die Kontaktfeder 14 auf der Kontaktlücke 17 stehen kann und deshalb zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, damit ein sicheres Anlaufen des Wischermotors in jeder Betriebsstellung gewährleistet ist Im folgenden werden prinzipiell andere Ausführungen erläutert, bei denen der Endlagenschalter monostabiles Verhalten aufweist und in der instabilen Phase den Motorstrom kurzzeitig reduziert bzw. unterbricht. Bei einem solchen Endlagenschalter ist also der Fall ausgeschlossen, dessen Wirkung durch das Bypasselement kurzzeitig aufgehoben wurde.

Der Endlagenschalter gemäß F i g. 9 hat ein Pendel 70, das in seinem Massenschwerpunkt pendelnd gelagert ist und aufgrund zusätzlicher Massen 71 ein großes Massenträgheitsmoment aufweist. An dem Pendel 70 greift ein Federelement 72 an, welches in der dargestellten Ruhelage entspannt ist. Vom Wischermotor wird ein Getrieberad 73 angetrieben, welches einen Schaltnocken 74 aufweist Das eine Ende des Pendels 70 ragt in die Kreisbahn dieses Schaltnockens 74 derart, daß das Pendel entgegen der Kraft des Federelementes 72 auslenkbar ist. Eine Kontaktfeder 75 liegt in einer stabilen Schaltphase fest auf einem Gegenkontakt 76 auf, so daß der Motorbetriebsstromkreis geschlossen ist. In dieser stabilen Schaltphase wird nun das Pendel ausgelenkt und dabei das Federelement 72 vorgespannt. Wenn der Schaltnocken 74 das Pendel 70 wieder freigibt, pendelt dieses über seine Ruhestellung hinaus und hebt dabei kurzzeitig die Kontaktfeder 75 von dem feststehenden Gegenkontakt 76 ab. Schließlich nimmt das Pendel wieder die gezeigte Ruhestellung ein.

Bei dieser Ausführung ist also diejenige Schaltphase, in der der Endlagenschalter den Motorstromkreis unterbricht, instabil.

Der gleiche Effekt wird bei der Ausführung gemäß Fig. 10 erreicht. Eine vom Motor angetriebene Schaltscheibe 80 aus elektrisch leitendem Material hat am Außenumfang eine Kontaktbahn 81, auf der eine Kontaktfeder 82 federnd aufliegt. Aus der Kontaktbahn erhebt sich ein Schaltnocken 83, dessen abfallende Flanke 84 wesentlich steiler ist als die ansteigende Flanke 85. In die abfallende Flanke 84 ist ein Isolierstück 86 eingebettet. Dreht sich die Schaltscheibe 80 in der angegebenen Drehrichtung, wird die Kontaktfeder 82 ausgelenkt und dabei vorgespannt, bleibt aber in dieser stabilen Schaltphase in leitender Verbindung mit der Schaltscheibe 80 und damit dem Masseanschluß 12. Die in der Kontaktfeder 82 gespeicherte Energie wird frei, wenn diese über die abfallende Flanke 84 auf die Kontaktbahn 81 zurückfedert und dabei kurzzeitig über das Isolierstück 86 gleitet. In dieser instabilen Schaltphase wird der Motorstrom kurzzeitig unterbrochen, wobei aber diese Unterbrechung selbsttätig aufgehoben wird. Dies ist sichergestellt, wenn man die Vorspannung der Kontaktfeder 82 in bezug auf die Steilheit der abfallenden Flanke 84 und die Reibungs-' Verhältnisse entsprechend abstimmt

In F i g. 11 ist der wesentliche Ausschnitt einer Schaltscheibe 80 dargestellt, auf deren Stirnseite die Kontaktbahn 81 angebracht ist. Wiederum ist ein Schaltnocken 83 vorgesehen, dessen ansteigende Flanke 85 mit der Kontaktbahn in leitender Verbindung steht. Die abfallende Flanke 84 steht annähernd senkrecht zur Kontaktbahn 81, auf der eine weitere Kontaktfeder 87 schleift. Die Zeit, in der die Kontaktfeder 82 über die abfallende Flanke 84 des Schaltnockens 83, die die KontaktlUcke darstellt, auf die Kontaktbahn 81 zurückspringt, reicht zur Auslösung des Stromrelais 20 aus.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 10 und

ίο Π wird die Kontaktfeder in der stabilen Schaltphase, in der sie in leitender Verbindung mit dem Gegenkontakt steht, quer zur Bewegungsrichtung der Kontaktbahn ausgelenkt Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 wird die Kontaktfeder 82 dagegen durch einen neben der Kontaktbahn 81 auf der Schaltscheibe 80 befestigten Schaltstift 88 in Bewegungsrichtung der Kontaktbahn 81 ausgelenkt und dabei vorgespannt, wobei sie aber mit der Kontaktbahn 81 leitend verbunden bleibt. Beim Zurückfedern überstreicht die Kontaktfeder 82 sehr schnell die Kontaktlücke 17 in der Kontaktbahn 81 und liegt anschließend wieder auf dieser auf, so daß eine leitende Verbindung zur anderen Schleiffeder 87 hergestellt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 13 wird die Kontaktfeder 82 durch einen Exzenternocken 90 in der stabilen Schaltphase radial und in der Ebene der Kontaktbahn 81 ausgelenkt und dabei vorgespannt. Beim Zurückfedern gleitet sie über einen die Kontaktlücke realisierenden Schlitz 91.

Die Schaltscheibe 80 gemäß F i g. 14 hat im Bereich der Kontaktbahn 81 eine Vertiefung 92, in die das bogenförmig, insbesondere Ω-förmig abgewinkelte Ende 93 der Kontaktfeder 82 eingreift. Durch die Bewegung der Schaltscheibe wird dabei dieses bogenförmige Ende vorgespannt. Sobald eine gewisse Vorspannung überschritten wird, springt das Ende der Kontaktfeder aus der Vertiefung 92 heraus und gleitet entgegen der Bewegungsrichtung der Kontaktbahn sehr schnell über die im Anschluß an die Vertiefung 92 vorgesehene Kontaktlücke 17.

Bei allen diesen Ausführungen hat also der Endlagenschalter monostabiles Verhalten, wobei in der stabilen Schaltstellung der Motorstromkreis geschlossen und nur in einer instabilen Schaltstellung kurzzeitig unterbrachen wird. Dabei liegt diesen Ausführungsbeispielen das Prinzip zugrunde, daß in der stabilen Schaltphase ein Energiespeicher, nämlich das Federelement, aufgeladen wird, dessen beim Entladen in der instabilen Schaltphase freiwerdende Energie zur kurzzeitigen Motorstromunterbrechung dient. Da die in dem Speicher gespeicherte Energie begrenzt ist, ist auch die Zeit der Stromunterbrechung begrenzt so daß bei diesen Ausführungen zusätzliche Bypass-Schaltelemente als Anlaufhilfe für den Wischermotor entfallen können.

!Insbesondere diese Ausführungen mit einem monostabilen Endlagenschalter arbeiten bei einem geringen Aufwand sehr betriebssicher und ermöglichen die Ansteuerung eines Wischermotors mit Endlagenschalter über nur eine einzige Verbindungsleitung.

Bei den Ausführungen mit einem Relais als steuerbarem Schaltelement bereitet die Auslegung der Stromwicklung des Relais gewisse Schwierigkeiten. Der Spannungsabfall an dieser Relaiswicklung soll nämlich möglichst gering sein, was sich durch Verwendung eines Drahtes mit entsprechend großem Querschnitt bei geringer Windungszahl realisieren läßt. Andererseits muß aber sichergestellt sein, daß dieses Stromrelais

Il

auch noch bei geringer Versorgungsspannung und wenig belastetem Wischermotor, also geringem Motorstrom, sicher anzieht. Um diesen Erfordernissen gerecht zu werden, kann es erforderlich sein, das Stromrelais 20 mit einer Hilfswicklung 98 auszurüsten, die über den beweglichen Umschaltkontakt 24 erregbar ist, wie dies in F i g. 4 eingezeichnet ist.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims (24)

Patentansprüche:

1. Schaltanordnung für einen Antriebsmotor, insbesondere Wischermotor, mit einem steuerbaren Schaltelement zur Schaltung des Motorbetriebs-Stromkreises, welches von einem willkürlich betätigbaren Betriebsschalter und einem Abschaltsignal eines Endlagenschalters ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltsignal des Endlagenschalters (11) dem Schaltelement (20, 40) ίο unmittelbar über die Motorstromzuleitung (32) zugeführt ist

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endlagenschalter (11) als Unterbrecher unmittelbar in die Motorstromzuleitung (32) geschaltet ist und das Schaltelement (20, 40) auf eine Motorstromänderung anspricht.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (20, 40) als Speicher arbeitet und den Motorstrom auch bei ausgeschaltetem Betriebsschalter (30) aufrechterhält, bis der Motorstrom durch den Endlagenschalter (11) unterbrochen wird.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Stromrelais (20) ist, dessen Wicklung in Reihe mit dem Endlagenschalter (11) in den Motorbetriebsstromkreis geschaltet ist und dessen beweglicher Schaltkontakt (21) in der Arbeitsstellung den Motorbetriebsstromkreis schließt.

5. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Schaltkontakt (21) unmittelbar durch einen Stößel (31) des Betriebsschalters (30) in die Arbeitsstellung umschaltbar ist.

6. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsschalter (30) einen gesonderten beweglichen Schaltkontakt (33) aufweist, der in Reihe mit der Wicklung des Stromrelais (20) in die Motorstromzuleitung (32) geschaltet ist.

7. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromrelais (20) eine Hilfswicklung (98) aufweist, die über den beweglichen Schaltkontakt (21) erregbar ist.

8. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Thyristor (40) ist, dessen Zündstromkreis über den Betriebsschalter (30) steuerbar ist.

9. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstrecke des Endlagenschalters (11) durch ein Bypass-Schaltelement (50, 51, 65, 60) überbrückbar ist.

10. Schaltanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypass-Schaltelement ein Widerstand (60) ist

11. Schaltanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypass-Schaltelement ein Relais (65) ist.

12. Schaltanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypass-Schaltelement ein Bimetallschalter (51) ist, dessen Heizwicklung (52) in den Motorstromkreis geschaltet ist.

13. Schaltanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung (52) in Reihe zum Endlagenschalter (11) geschaltet ist und die Schaltstrecke des Bimetallschalters (51) im Ruhezustand geschlossen ist.

14. Schaltanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung (52) parallel zum Endlagenschalter (11) geschaltet ist und die Schaltstrecke des Bimetallschalters (51) im Ruhezustand geöffnet ist

15. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 12.13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallschalter (51) zugleich als Überstromsicherung dient und einen zusätzlichen Kontaktsatz (57,58) in Reihe zum Endlagenschalter aufweist.

16. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Endlagenschalter (11) monostabiles Verhalten aufweist und in der instabilen Schaltphase den Motorstrom kurzzeitig verändert, insbesondere unterbricht.

17. Schaltanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Endlagenschalter (11) einen Energiespeicher (72,82) aufweist, der in der stabilen Schaltphase aufgeladen wird und dessen in der instabilen Schaltphase freiwerdende Energie zur kurzzeitigen Stromunterbrechung dient.

18. Schaltanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher ein Federelement (72,82) dient

19. Schaltanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Endlagenschalter (11) ein Pendel (70) aufweist, welches entgegen der Kraft des Federelementes (72) in der stabilen Schaltphase aus einer Ruhestellung auslenkbar ist, wobei das Federelement vorgespannt wird, und das in der instabilen Schaltphase in umgekehrter Richtung über die Ruhestellung hinauspendelt und dabei kurzzeitig eine Kontaktfeder (75) von einem Gegenkontakt (76) abhebt.

20. Schaltanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher unmittelbar eine Kontaktfeder (82) dient, die in der stabilen Schaltphase auf einer Kontaktbahn (81) einer Schaltscheibe aufliegt und in der instabilen Schaltphase über eine Kontaktlücke (17,91) gleitet.

21. Schaltanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (82) durch einen Exzenternocken (90) auf der Schaltscheibe in der Ebene der Kontaktbahn quer zu deren Längsrichtung ausgelenkt und dabei vorgespannt wird und beim Zurückfedern über eine Kontaktlücke (91) gleitet.

22. Schaltanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (82) durch einen aus der Ebene der Kontaktbahn (81) vorstehenden Schaltnocken (83) mit einer ansteigenden Kontaktflanke (85) ausgelenkt und dabei vorgespannt wird und beim Zurückfedern über die abfallende, eine Kontaktlücke (86) aufweisende Flanke (84) gleitet.

23. Schaltanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (82) durch einen neben der Kontaktbahn (81) auf der Schaltscheibe (80) befestigten Schaltstift (88) in Bewegungsrichtung der Kontaktbahn ausgelenkt und dabei vorgespannt wird und beim Zurückfedern entgegen der Bewegungsrichtung der Kontaktbahn über eine Kontaktlücke (17) gleitet.

24. Schaltanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (82) an ihrem freien Ende (93) bogenförmig, insbesondere Ω-förmig abgewinkelt ist, daß dieses freie Ende zur

Vorspannung in eine Vertiefung (92) in der Kontaktbahn (81) eingreift und beim Entspannen über eine Kontaktlücke (17) gleitet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung für einen Antriebsmotor, insbesondere einen Wischermotor, mit einem steuerbaren Schaltelement zur Schaltung des Motorbetriebsstromkreises, welches von einem willkürlich betätigbaren Betriebsschalter und dem Abschaltsignal eines Endlagenschalters ansteuerbar ist

Bei einer bekannten Schaltanordnung dieser Art (DE-AS 24 36 302) dient als steuerbares Schaltelement ein Relais, dessen Umschaltkontakt wechselweise den Motorbetriebsstromkreis oder einen Motorkurzschlußstromkreis schließt. Die Wicklung dieses Relais ist in Reihe mit dem Betriebsschalter unmittelbar an die Versorgungsspannung angeschlossen. Parallel zum Betriebsschalter liegt ein als Unterbrecher arbeitender Endlagenschalter, über den das Relais auch bei abgeschaltetem Betriebsschalter solange in Arbeitsstellung gehalten wird, bis der vom Motor angetriebene Wischer eine Ablagestellung erreicht hat. Das Relais ist also durch ein Abschaltsignal des Endlagenschalters abschaltbar, welches über eine separate Steuerleitung zugeführt wird. Bei dieser bekannten Ausführung müssen also vom Schalter zum Antriebsmotor zwei Leitungen verlegt werden, nämlich einmal die Motorstromzuleitung und zum zweiten eine Steuerleitung, über die das Abschaltsignal des Endlagenschalters dem steuerbaren Schaltelement zugeführt wird. Diese Schaltanordnung ist daher insbesondere dann sehr teuer, wenn — wie dies beispielsweise bei Heckscheibenwischanlagen an Kraftfahrzeugen der Fall ist — der Schalter weil: entfernt vom Antriebsmotor angeordnet ist. Der Kabelaufwand für die Versorgungsleitung und die Steuerleitung ist dann sehr hoch und mit entsprechenden Kosten verbunden, wobei noch zu berücksichtigen ist, daß es durchweg mit Schwierigkeiten verbunden ist, nachträglich eine Leitung in dem vorhandenen Leitungskanal eines Kraftfahrzeuges unterzubringen.

Weiter ist eine Schaltanordnung bekannt (DE-OS 21 57 909), bei welcher der Endlagenschalter direkt in Reihe zum Motor liegt. Dieser Endlagenschalter ist jedoch ein Umschalter, der beim Anlauf den Motor über seinen Ruhekontakt und den Umschaltkontakt eines Relais und im Betrieb über seinen Arbeitskontakt direkt an Spannung legt. Auch bei dieser Ausführung sind zur Ansteuerung des Motors zwei Zuleitungen erforderlich.

Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn gemäß der Erfinduni; das Abschaltsignal des Endlagenschalters dem Schaltelement unmittelbar über die Motorstromzuleitung zugeführt wird.

Bei Verwirklichung dieses Gedankens ist also zwischen dem Schalter und dem Antriebsmotor lediglich eine Versorgungsleitung notwendig, denn die Masseleitung wird üblicherweise über die Karosserie des Fahrzeuges hergestellt.

Die Erzeugt ng und Auswertung des Abschaltsignales kann auf versctiiedenartige V/eise durchgeführt werden, doch wird eine Ausführung bevorzugt, bei der der Endlagenscheilter als Unterbrecher unmittelbar in die Motorstromzuleitung geschaltet ist und das Schaltelement auf eine Motorstromänderung anspricht. Bei einer solchen Ausführung werden gegenüber der bekannten Ausführung keine zusätzlichen Schaltelemente benötigt, denn als Abschaltsignal wird unmittelbar die Motorbetriebsstromgröße ausgewertet

Bei einer besonders einfachen und erprobten Ausführung ist das Schaltelement ein Stromrelais, dessen Wicklung in Reihe mit dem Endlagenschalter in den Motorstromkreis geschaltet ist und dessen beweglicher Schaltkontakt in der Arbeitsstellung den Motor-Stromkreis schließt Das Stromrelais arbeitet damit praktisch als Speicher, der durch Betätigung des Betriebsschalters gesetzt wird und in dieser Stellung auch nach Abschalten des Betriebsschalters verbleibt, bis der Stromkreis durch die Wicklung, der zugleich auch der Motorbetriebsstromkreis ist, durch den Endlagenschalter kurzzeitig unterbrochen wird. Während also bei der bekannten Schaltanordnung die Wicklung des Relais in einen Stromkreis parallel zum Motorbetriebsstromkreis geschaltet ist und parallel entweder über den Betriebsschalter oder den Endlagenschalter erregbar ist, ist bei dieser Ausführung die Wicklung in Reihe mit dem Endlagenschalter unmittelbar in den Motorbetriebsstromkreis geschaltet, so daß die zusätzliche Steuerleitung der bekannten Schaltanlage entfallen kann.

Bei dieser Ausführung fällt nun aber das Stromrelais auch bei eingeschaltetem Betriebsschalter bei jedem Arbeitszyklus kurzzeitig ab. Man muß deshalb dafür Sorge tragen, daß die Motorstromunterbrechung nur so kurz ist, daß der Endlagenschalter durch das Schwungmoment des Motors wieder in seine Arbeitsstellung gebracht wird. Die Motorstromunterbrechung muß natürlich andererseits so lange sein, daß ein sicherer Abfall des Relais in der Endlage gewährleistet ist. Bei den bekannten nockenbetätigten Endlagenschaltern kann auch bei sorgfältiger Dimensionierung und Abstimmung der Fall eintreten, daß — beispielsweise beim kurzzeitigen Ausfall der Betriebsspannung — der Antriebsmotor in einer Stellung stehen bleibt, in der der Stromkreis durch die Relaiswicklung unterbrochen ist. Dann könnte auch bei erneuter Betätigung des Betriebsschalters die Relaiswicklung nicht mehr erregt und damit der Antriebsmotor nicht mehr in Betrieb gesetzt werden. Dieser Nachteil läßt sich doch einfach dadurch beseitigen, daß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Schaltstrecke des Endlagenschalters durch ein Bypass-Schaltelement überbrückt wird. Dieses Bypass-Schaltelement kann eine Zeitcharakteristik aufweisen und beispielsweise als Bimetallschalter ausgebildet sein. Bei einer anderen Ausführung weist der Endlagenschalter zur Sicherstellung des Wiederanlaufes des Motors monostabiles Verhalten auf, wobei in der instabilen Phase der Motorstrom kurzzeitig reduziert oder unterbrochen wird. Ein solcher monostabiler Endlagenschalter kehrt also nach jeder kurzzeitigen Stromunterbrechung selbsttätig in die Arbeitsstellung zurück, in der der Motorstromkreis und damit auch der Stromkreis durch die Wicklung des Relais durch den Betriebsschalter geschlossen werden kann.

Ein monostabiler Endlagenschalter läßt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung auf sehr einfache Weise durch einen Energiespeicher realisieren, der in der stabilen Schaltphase aufgeladen wird und dessen beim E.itladen in der instabilen Schaltphase freiwerdende Energie zur kurzzeitigen Stromkreisunterbrechung ausgenutzt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführung weist der Endlagenschalter ein Pendel auf, welches entgegen der Kraft