DE3129192A1

DE3129192A1 - Schaltanordnung fuer einen aus einer spannungsquelle gespeisten elektromotor einer scheibenwischanlage

Info

Publication number: DE3129192A1
Application number: DE19813129192
Authority: DE
Inventors: Alfred Kohler; Horst Dipl.-Ing. 7120 Bietigheim-Bissingen Rachner
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1983-02-03
Also published as: JPS6361226B2; FR2510057B1; GB2102596A; ES514286A0; ES8305260A1; FR2510057A1; US4451768A; GB2102596B; JPS5847645A

Description

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Schaltanordnung für einen aus einer Spannungsquelle gespeisten Elektromotor einer Scheibenwischanlage

Die Erfindung geht aus von einer Schaltanordnung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

In der DE-OS 29 17 324 ist bereits eine Schaltanordnung für eine Wischanlage beschrieben, bei der sich der Wischer während des normalen Wischbetriebes zwischen zwei UmkehrsteUungen bewegt, beim Abschalten aber in eine sogenannte versenkte Parkstellung einläuft. Bei dieser bekannten Schaltanordnung wird die Drehrichtung des Elektromotors über einen Umpolschalter immer dann geändert, wenn der Wischer im normalen Wischbetrieb die UmkehrsteUungen am Rand des Wischfeides erreicht. Dabei ist einer der Schaltpunkte des Umpolschalters in Abhängigkeit vom Betriebsschalter veränderbar, so daß bei ausgeschaltetem Betriebsschalter der Wischermotor in eine versenkte Parksteliung einläuft, worauf der Elektromotor abgeschaltet wird.

Bei einer ersten in dieser Vorveröffentlichung gezeigten Ausführungsform sind dem Elektromotor drei Positionsschalter zugeordnet, die in der versenkten Parksteliung sowie in den beiden UmkehrsteUungen betätigt werden. Die Schaltsignale dieser Positionsschalter werden in einer Schaltstufe ausgewertet und zur Ansteuerung eines relaisbetätigten Umpolschalters verwendet. Diese bekannte Schaltung erfordert einen verhältnismäßig hohen Aufwand für die Verkabelung, weil drei Leitungen von den Positionsschaltern am Motor zur Schaltstufe geführt werden müssen.

Bei einer zweiten aus dieser Vorveröffentlichung bekannten Ausführung ist zwar dieser Aufwand für die Verkabelung bereits reduziert, weil die Pösitionsschalter durch einen Drehzahlgeber ersetzt sind. Die Auswertung der Impulse dieses Drehzahlgebers in Zählern und Vergleichsstufen erfordert jedoch einen hohen schaltungstechnischen Aufwand. Diese Ausführung wird daher vermutlich nur unter Verwendung von Mikroprozessoren oder Mikrocomputern realisiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung für eine Wischanlage, bei der der Wischer in eine sogenannte versenkte Parkstellung gebracht wird, in schaltungstechnischer Hinsicht zu vereinfachen.

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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt dabei die Überlegung zugrunde, daß bei Wischanlagen der eingangs erwähnten Art die versenkte Ablagestellung des Wischers um einige Winkelgrade von einem Sollwert abweichen kann, da sich der Wischer in der Ablagestellung nicht im Sichtfeid des Fährers befindet. Es ist daher nicht unbedingt notwendig, daß diese versenkte Parkstellung genau durch einen Positionsschalter definiert wird.

Schaltet man den Wischermotor gemäß der vorliegenden Erfindung über ein Zeitglied verzögert ab, kann also dieser dritte Positionsschaiter und damit ein entsprechender Aufwand für die Verkabelung eingespart werden.

Wenn sich in Einzelfällen in der Praxis ergeben sollte, daß bei stark unterschiedlichen Reibungsverhältnissen auf der Scheibe und damit auch unterschiedlichen Drehzahlen des Elektromotors der Wischer außerhalb des zugelassenen Toleranzbandes in der versenkten Parksteliung zum Stillstand kommt, kann man gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung Abhilfe dadurch schaffen, daß man die Verzögerungszeit des Zeitgliedes in Abhängigkeit von diesen Reibungsverhältnissen bzw. der Drehzahl des Elektromotors variiert. Bei hoher Drehzahl bzw. hoher Wischgeschwindigkeit soll also die Verzögerungszeit des Zeitgliedes kürzer sein als bei langsamer Drehzahl bzw. langsamer Wischgeschwindigkeit.

Der Grundgedanke der Erfindung wird nachstehend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Prinzipschaltbilder sind im wesentlichen identisch, jedoch zeigt Figur 1 eine Ausführung mit einem Zeitglied mit konstanter Verzögerungszeit, während bei der Ausführung nach Figur 2 die Verzögerungzeit des Zeitgliedes von der Motordrehzahl abhängt.

Ein Elektromotor 10 wird über einen Umpolschalter 11 aus einer Spannungsqueile 12 gespeist, deren positiver Pol mit 15 und deren negativer Pol bzw. Masseanschluß mit 13 bezeichnet ist. Der Elektromotor 10 ist direkt an die beiden beweglichen Kontaktbrücken 16 und 17 des Umpolschalters angeschlossen. Die Festkontakte 18 und 20 sind zusammengeschaltet und liegen an Masse 13. Die beiden anderen Festkontakte 19 und 21 sind ebenfalls zusammengeschaltet und an den Ausgang 22 eines Hauptspeichers 23 angeschlossen. Die beweglichen

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Kontaktbrücken 16 und 17 werden gemeinsam über ein Relais 24 geschaltet. Mit ist ein Betriebsschalter bezeichnet, der einen Schließerkontakt 26 und einen Umschaltekontakt 27 aufweist, die gemeinsam betätigt werden.

Vom Elektromotor 10 wird ein insgesamt mit 30 bezeichneter Positionsschalter betätigt, der durch eine Schaltscheibe realisiert sein kann. Dabei wirkt ein Kontaktsegment 31, welches dauernd an Masse 13 liegt, in den Umkehrstellungen des Wischers während des normalen Wischbetriebes mit den Festkontakten 33 bzw. 32 zusammen. In der Zeichnung ist dieses Kontaktsegment 31 in der Lage dargestellt, die es in der sogenannten versenkten Parkstellung einnimmt. Dreht sich der Elektromotor 10 um einen Drehwinkel ^, läuft das Kontaktsegment 31 auf den Festkontakt 33 auf und löst ein Schaltsignal aus. Dies ist der Fall, wenn der Wischer während des normalen Wischbetriebs die der versenkten Parkstellung benachbarte erste Umkehrstellung einnimmt. Die andere

IS Umkehrstellung ist dann erreicht, wenn das Kontaktsegment 31 auf dem Festkontakt 32 aufliegt. In dieser Schaltstellung des Kontaktsegmentes 31 wird ein zweites Schaltsignal ausgelöst.

Zu der Schaltung gehört weiterhin ein Umpolspeicher 40 mit einem Setzeingang 4 und einem Rücksetzeingang 42, der das Relais 24 steuert. Der auf negative Potentialflanken ansprechende Setzeingang 41 ist mit dem Festkontakt 32 verbunden. Der Rücksetzeingang 42 ist über den Umschalter 27 wahlweise mit dem Festkontakt 33 oder dem Ausgang eines Zeitgliedes 50 verbindbar, dessen Eingang ebenfalls an dem Festkontakt 33 angeschlossen ist. 25

Ein statischer Setzeingang 28 des Hauptspeichers 23 ist mit dem Schließerkontakt 26 des Betriebsschalters verbunden. Der dynamische Rücksetzeingang 29 des Hauptspeichers 23 liegt am Ausgang des Zeitgliedes 50.

Bei der folgenden Beschreibung der Funktionsweise der Schaltanordnung wird davon ausgegangen, daß die beiden Speicher 23 und 40 zurückgesetzt sind und deshalb das Relais .nicht erregt ist. Die einzelnen Kontaktbrücken nehmen die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung ein. Der Wischer befindet sich in der versenkten Parkstellung.

Wird nun der Betriebsschalter 25 betätigt, wird positives Potential über den Schließerkontakt 26 dem Setzeingang 28 des Hauptspeichers 23 zugeführt. Am Ausgang 22 dieses Hauptspeichers 23 ist dann positives Potential messbar, das

dem Elektromotor gegebenenfalls über eine nicht näher dargestellte Leistungsstufe etwa in Form eines Relais und über die Umschaltkontaktbrücke 16 zugeführt wird. Der Elektromotor 10 liegt damit an Spannung, da die andere Umschaltkontaktbrücke 17 an Masse liegt. Zugleich mit dem Umschalten des Schließerkontaktes 26 wurde auch der Umschaltekontakt 27 in die gestrichelt dargestellte Lage umgestellt. Dies hat jedoch auf den Schaltzustand des Umpolschalters 40 keinen Einfluß.

Der Elektromotor dreht sich nun entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß schließlich nach einem Winkel ^das Kontaktsegment 31 auf den Festkontakt 33 aufläuft und damit ein erstes Schaltsignal auslöst. Dieses Schaltsignal wird über den Umschaltekontakt zwar auf den Rücksetzeingang 42 des Umpolschalters 40 aufgeschaltet, hat aber keinen Einfluß, da dieser Umpolspeicher ohnehin zurückgesetzt war. Die Drehrichtung des Elektromotors bleibt also unverändert, bis schließlich nach einem Drehwinkel O< das Kontaktsegment 31 auf den Festkontakt 32 aufläuft. Damit wird ein zweites Schaltsignal ausgelöst, das dem Setzeingang 41 des Umpolschalters 40 zugeführt wird. Der Umpolspeicher 40 wird damit gesetzt und das Relais 24 spricht an und verstellt die Kontaktbrücken 16 und 17 in die gestrichelt dargestellte Lage. Damit ist die dem Elektromotor 10 zugeführte Spannung umgepolt und der Motor dreht sich nun in der anderen Drehrichtung. Läuft nun das Kontaktsegment 31 wieder auf den Festkontakt 33 auf, wird erneut ein erstes Schaltsignal ausgelöst, welches nun den Umpolspeicher 40 zurücksetzt. Damit wird das Relais 24 entregt und die Drehrichtung des Motors erneut geändert. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend, solange der Betriebsschalter eingeschaltet bleibt. Die Wischer bewegen sich innerhalb des durch den Winkel O{ vorgegebenen Wischfeldes zwischen den beiden Umkehrstellungen, wobei jeweils beim Auflaufen des Kontaktsegmentes 31 auf die Festkontakte 32 bzw. 33 Schaltsignale ausgelöst werden, über die der Umpolspeicher 40 gesetzt bzw. zurückgesetzt wird.

Das Zeitglied 50 hat einen statischen Setzeingang 51, der bei eingeschaltetem Betriebsschalter 25 über den Schließerkontakt 26 an positivem Potential liegt. Das Zeitglied 50 ist dann gesetzt, so daß an seinem Ausgang 52 ebenfalls positives Potential meßbar ist. Läuft das Kontaktsegment 31 auf den Festkontakt 33 auf, wird dem Triggereingang 53 des Zeitgliedes 50 negatives Potential zugeführt. Dieses Schaltsignal kann aber das Zeitglied 50 nur triggern, wenn der Betriebsschalter 25 abgeschaltet ist, denn der Setzeingang 51 hat vor dem Triggereingang 53 Vorrang. Beim Einschalten des Betriebsschalters 25 wird also dieses Zeitglied 50 gesetzt und verharrt in diesem Zustand während des gesamten normalen Wischbetriebs.

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Wird nun die Wischanlage abgeschaltet und damit der Umschaltkontakt 27 und der Schließerkontakt 26 wieder in die in Figur 1 dargestellte Lage gebracht, ändert sich zunächst an dem Schaltzustand der Speicher 23 bzw. 40 nichts. Der Speicher 23 bleibt also gesetzt, so daß der Elektromotor sich in der momentanen Drehrichtung weiterdreht. Läuft nun das Kontaktsegment 31 auf den Festkontakt 33 auf, wird ein Schaltsignal ausgelöst, welches das Zeitglied 50 triggert. Damit beginnt die Verzögerungszeit des Zeitgliedes 50. Während dieser Verzögerungszeit dreht sich der Elektromotor in der ursprünglichen Drehrichtung weiter und bringt den Wischer in die versenkte Parkstellung. Nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitgliedes 50 springt das Potential am Ausgang 52 auf Masse und setzt damit sowohl den Umpolspeicher 40 als auch den Hauptspeicher zurück. Der Elektromotor ist damit abgeschaltet.

Wesentlich bei dieser Ausführung ist also, daß das gleiche Schaltsignal, das ausgelöst wird, wenn das Kontaktsegment auf den Festkontakt 33 aufläuft, in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Betriebsschalters 25 in unterschiedlicher Weise ausgewertet wird. Bei eingeschaltetem Betriebsschalter löst dieses Schaltsignal 33 unverzögert eine Drehrichtungsänderung des Motors aus, während bei ausgeschaltetem Betriebsschalter 25 das Zeitglied 50 zur Wirkung kommt und der Umpolspeicher erst verzögert zurückgesetzt wird. Damit kann man auf einen dritten Positionsschalter, der die Parkstellung definiert, verzichten.

Bei der Ausführung nach Figur 2 besteht das Zeitglied 50 aus einem Kondensator 60, dem ein Entlade wider stand 61 parallel geschaltet ist, und der über einen Ladewiderstand 62 und eine Diode 63 an den Ausgang einer bistabilen Kippstufe 64· angeschlossen ist. Der Setzeingang dieser bistabilen Kippstufe 64 ist mit dem Festkontakt 32 und der Rücksetzeingang mit dem Festkontakt 33 verbunden. Im übrigen entspricht die Schaltung gemäß Figur 2 derjenigen nach Figur 1. Auch die Funktionsweise während des normalen Wischbetriebes ist identisch.

Unterschiedlich ist lediglich das Zeitverhalten dieses Zeitgliedes 50, dessen Kondensator 60 während des normalen Wischbetriebes laufend aufgeladen und dann wieder entladen wird. Läuft nämlich das Kontaktsegment 31 auf den Festkontakt 32 auf, wird die bistabile Kippstufe 64 gesetzt, so daß am Ausgang positives Potential erscheint. Damit wird der Kondensator 60 über die Diode 63 und den Widerstand 62 aufgeladen. Sobald in der anderen Umkehr stellung des Wischers das Kontaktsegment 31 auf den Festkontakt 33 aufläuft und damit ein Schaltsignal auslöst, wird die bistabile Kippstufe wieder zurückgesetzt. Damit kann sich der

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Kondensator 60 über den Widerstand 61 entladen, während sich der Wischer von der ersten Umkehrstellung in die zweite Umkehrstellung bewegt. Danach wird der Kondensator 60 in der zuvor beschriebenen Weise wieder aufgeladen. Daraus ergibt sich, daß die Ladespannung des Kondensators 60 von der Zeitdauer zwischen der Auslösung der beiden Schaltsignale in den Umkehrstellungen des Wischers abhängt. Läuft der Wischer langsam und ist demzufolge die Drehzahl des Elektromotors 10 klein, erreicht die Ladespannung des Kondensators 60 einen hohen Wert. Ist dagegen die Laufzeit des Wischers von der zweiten Umkehrstellung in die erste Umkehrstellung beispielsweise bei nasser Windschutzscheibe klein, wird auch die Kippstufe 64 entsprechend früher umgeschaltet und damit die Aufladung des Kondensator 60 früher beendet.

In der Ausschaltstellung des Betriebsschalters 25 wird die Ladespannung dieses Kondensators 60 dem Rücksetzeingang 42 des Umpolspeichers 40 zugeführt. Dieser Umpolspeicher 40 wird aber erst zurückgesetzt, wenn die Ladespannung auf einen bestimmten Wert abgeklungen ist. Diese Zeitdauer hängt von der Höhe der Ladespannung ab. Demzufolge wird der Umpolspeicher zu unterschiedlichen Zeiten nach der Auslösung des Schaltsignales über den Festkontakt 33 zurückgesetzt. Auf diese Weise erreicht man also mit einem verhältnismäßig geringen schaltungstechnischen Aufwand, daß der Winkel Ϋ , den der Wischer von seiner ersten Umkehrstellung bis in die versenkte Parkstellung zurücklegt, auch bei unterschiedlichen Reibungsverhältnissen auf der Scheibe nahezu konstant ist, da die Verzögerungszeit des Zeitgliedes 50 der Drehzahl des Elektromotors umgekehrt proportional ist.

Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, bei dem die Drehrichtung des Motors während des normalen Wischbetriebs laufend geändert wird. Es sind aber auch Wischanlagen bekannt, bei denen die Drehrichtung des Elektromotors während der normalen Wischbewegung unverändert bleibt und die Pendelbewegung des Wischers durch ein Kurbelgetriebe erzielt wird. Zum Ablegen des Wischers in der versenkten Parkstellung wird dann bei dieser Anlage die Drehrichtung des Elektromotors umgekehrt, wobei durch diese Drehrichtungsänderung ein Exzenter derart versteilt wird, daß die Länge der Kurbel des Kurbeltriebes verändert wird. Auch bei derartigen Wischanlagen kann der Grundgedanke der Erfindung mit Vorteil eingesetzt werden, wenn man die Schaltanordnung so ausbildet, daß der Umpolschalter während des normalen Wischbetriebes eine erste Schaltstellung beibehält und bei ausgeschaltetem Betriebsschalter durch das Schaltsignal umgestellt wird und aus dieser zweiten

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Schaltstellung in die erste Schaltstellung erst nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitgliedes zurückgestellt wird, wobei zugleich der Motor von der Spannungsquelle abgeschaltet wird.

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltanordnungen zusätzlich der Vorteil erzielt wird, daß der Wischermotor auf jeden Fall abgeschaltet wird, auch wenn er beispielsweise bei einem mit Schnee vollgestopften Ablagekanal seine an sich vorgesehen Parkstellung gar nicht erreicht» Bei der erfindungsgemäßen Schaltanordnung ist also jedenfalls für den Bewegungsbereich zwischen der ersten Umkehrstellung des Wischers und der versenkten Parkstellung ein Blockierschutz für den Elektromotor gegeben. Ein derartiges Zeitglied könnte daher auch mit Vorteil als zusätzliches Element bei der eingangs erwähnten bekannten Anlage mit drei Positionsschaltern eingesetzt werden.

Abschließend soll noch darauf hingewiesen werden, daß diese Schaltanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl bei Heckwischanlagen als auch bei Frontwischanlagen mit einem oder mehreren Wischern verwendet werden kann. Der Grundgedanke der Erfindung könnte auch bei solchen Anlagen verwirklicht werden, bei denen zur Festlegung des normalen Wischwinkels Impulse eines Drehzahlgebers gezählt werden.

Es soll auch nicht unerwähnt bleiben, daß die in den Figuren dargestellten Schaltbilder nur den Grundgedanken der Erfindung skizzieren sollten und beim konkreten Aufbau der Schaltung mannigfache Abwandlungen möglich sind. Beispielsweise könnte das Zeitglied nicht auf den Umpolspeicher 40 sondern direkt auf das Relais 24 in der Weise einwirken, daß dieses verzögert abgeschaltet wird. Das Zeitglied könnte auch allein auf den Hauptspeicher 23 einwirken, wenn man auf andere Weise sicherstellt, daß der Umpolspeicher 40 auf jeden Fall beim Einschalten der Wischanlage den zurückgesetzten Zustand einnimmt.

Claims

SWF-SPEZIALFABRUi "pQr"ÄUTO£UBE:HC?R ÖUSTAV RAU GMBH 7120 Bietigheim-Bissingen PAL/A 12 66Ψ Kubier/ oe 21.07.1981 Schaltanordnung für einen aus einer Spannungsquelle gespeisten Elektromotor einer Scheibenwischanlage Patentansprüche; 20

1. Schaltanordnung für einen aus einer Spannungsquelle gespeisten Elektromotor einer Scheibenwischanlage an Kraftfahrzeugen mit wenigstens einem Wischer, der im normalen Wischbetrieb zwischen zwei Umkehrstellungen innerhalb eines Wischfeldes pendelt und nach dem Ausschalten der Wischanlage in einer sogenannten versenkten Parkstellung außerhalb des Wischfeldes abgelegt wird, mit einem Betriebsschalter zum Ein- und Ausschalten der Wischanlage sowie wenigstens einem vom Elektromotor betätigten Positionsschalter, der in der der versenkten Parkstellung benachbarten ersten Umkehrstellung des Wischers ein Schaltsignal auslöst, das in einer den Elektromotor steuernden Schaltstufe derart ausgewertet wird, daß bei eingeschaltetem Betriebsschalter der normale Wischbetrieb fortgesetzt, bei ausgeschaltetem Betriebsschalter aber der Wischer in die versenkte Parkstellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe ein Zeitglied (50) aufweist, daß das Schaltsignal des Positionsschalter (31, 33) dieses Zeitglied (50) triggert und daß bei ausgeschaltetem Betriebsschalter (25) über das Zeitglied (50) der Elektromotor (10) verzögert abgeschaltet wird.

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2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit des Zeitgliedes (50) der Drehzahl des Elektromotors (10) bzw. der Wischgeschwindigkeit umgekehrt proportional ist.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (10) über einen Umpolschalter (11) aus der Spannungsquelle (12) gespeist wird, daß dieser Umpolschalter (11) bei eingeschaltetem Betriebsschalter (25) durch das Schaltsignal unverzögert umgestellt, bei ausgeschaltetem Betriebsschalter (25) aber über das Zeitglied verzögert umgestellt wird, und daß auch der Elektromotor (10) von der Spannungsqueile (12) über das Zeitglied (50) verzögert abgeschaltet wird.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektromotor (10) zwei Positionsschalter (31, 33; 31, 32) derart zugeordnet sind, daß ein erstes Schaltsignal in der der Parkstellung benachbarten ersten Umkehrstellung und ein zweites Schaltsignai in der anderen Umkehrstellung des Wischers ausgelöst wird, daß die Schaltstufe einen Umpolspeicher (40) aufweist, dessen Setzeingang (41) das zweite Schaltsignal und dessen Rücksetzeingang (42) in Abhängigkeit von der Schaltstellung eines mit dem Betriebsschalter (25) verstellbaren Umschalters (27) entweder das erste Schaltsignal oder das Ausgangssignal des Zeitgliedes (50) zugeführt wird, daß der Umpolspeicher (40) über ein Relais (24) den Umpolschalter (11) steuert und daß der Motorstromkreis über einen Hauptspeicher (23) gesteuert wird, dessen Setzeingang (28) über den Betriebsschalter (25) und dessen Rücksetzeingang (29) über das Ausgangssignai des Zeitgliedes (50) gesteuert wird.

5. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor über einen Umpolschalter aus der Spannungsquelle gespeist ist, daß der Umpolschalter während des normalen Wischbetriebes eine erste Schaltstellung beibehält und bei ausgeschaltetem Betriebsschalter durch das Schaltsignal umgestellt wird und aus dieser zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung erst nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitgliedes zurückgestellt wird und dabei zugleich der Elektromotor von der Spannungsquelle abgeschaltet wird.