DE3135996C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltanordnung für einen aus einer Spannungsquelle gespeisten Elektromotor einer Wischanlage gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der Praxis sind bereits Wischanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen der Wischer 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. Dabei läuft der Elektromotor beim Einschalten der Wischanlage und während des normalen Wischbetriebes in der einen Drehrichtung, zum Einfahren des Wischers in die versenkte Parkstellung wird jedoch die Drehrichtung des Elektromotors dann geändert, wenn der Wischer die der Parkstellung benachbarte Umkehrstellung erreicht hat. Bei dem nachfolgenden Wischzyklus mit geänderter Drehrichtung des Motors wird ein Exzenter in dem Kurbeltrieb zwischen dem Elektromotor und dem Wischer derart verändert, daß sich der Wischwinkel vergrößert und damit der Wischer außerhalb des Sichtfeldes des Fahrers in die versenkte Parkstellung einläuft und dort abgelegt wird. Bei einer bekannten Schaltanordnung für eine solche Wischanlage wird die Drehrichtung des Wischermotors über einen relaisbetätigten Umpolschalter festgelegt. Die bekannte Schaltanordnung ist dabei so ausgelegt, daß mit dem Einschalten des Betriebsschalters in der Parkstellung des Wischers das Relais erregt wird und während des gesamten normalen Wischbetriebes erregt bleiben muß. Lediglich beim Einfahren des Wischers in die Parkstellung ist das Relais entregt und damit der Umpolschalter wieder umgestellt. Eine solche Ausführung hat den Nachteil, daß bei einem Defekt das Relais der Wischer überhaupt nicht mehr in Gang gesetzt werden kann. Fällt das Relais während des Wischbetriebes aufgrund eines Defektes ab, bleibt der Wischer sofort stehen, was unter Umständen die Sicherheit im Straßenverkehr wesentlich beeinträchtigen wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung für eine Wischanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die mit hoher Betriebssicherheit zumindest den normalen Wischbetrieb gewährleistet.

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

Der Erfindung liegt dabei die Überlegung zugrunde, daß der Elektromotor während des normalen Wischbetriebes wie bei den herkömmlichen Wischanlagen ohne versenkte Parkstellung allein über den Betriebsschalter bzw. den Positionsschalter gespeist werden soll. Das Relais wird lediglich dann erregt, wenn die Drehrichtung des Elektromotors zum Einfahren des Wischers in die Parkstellung geändert werden muß. Ein Defekt des Relais hat daher auf den normalen Wischbetrieb keinen Einfluß. Bei einem Defekt des Relais würde der Wischer in der der Parkstellung benachbarten Umkehrstellung abgelegt werden, was in sicherheitstechnischer Hinsicht jedoch keinen Nachteil bedeutet.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 kann ein besonders einfacher Steuerschaltkreis für das Relais realisiert werden. Dabei wird von einem Positionsschalter üblicher Bauart ausgegangen, der als Wechselschalter ausgebildet ist, dessen Umschaltkontaktzunge in den beiden Schaltstellungen wechselweise mit dem positiven bzw. negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist, wobei der Wechselschalter unabhängig von der Drehrichtung des Elektromotors in der Parkstellung und in der der Parkstellung benachbarten ersten Umkehrstellung seine erste Schaltstellung, im übrigen aber seine zweite Schaltstellung einnimmt. Ein solcher Positionsschalter kann leicht durch eine drehfest mit dem Elektromotor gekoppelte Schaltscheibe und entsprechende Schleifkontakte in der Form realisiert werden, wie bei den meisten serienmäßigen Wischermotoren üblich ist. Führt man nun den Steuerstromkreis des Relais über diesen Positionsschalter und eine Schaltbrücke des Betriebsschalters, kann sichergestellt werden, daß in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters das Relais dann erregt wird, wenn der Positionsschalter seine erste Schaltstellung einnimmt, sich der Wischer also in der der Parkstellung benachbarten ersten Umkehrstellung befindet. Da der Positionsschalter kurzzeitig nach der Umkehr der Drehrichtung des Elektromotors wieder die andere Schaltstellung einnimmt, muß man einen Selbsthaltekreis für das Relais vorsehen, der von der Schaltstellung dieses Positionsschalters unabhängig ist. Ein solcher Selbsthaltekreis kann sehr einfach über nun mehr umgestellten Umpolschalter gebildet werden. Da die Schaltstellung des Positionsschalters in der Parkstellung derjenigen in der ersten Umkehrstellung entspricht, muß man zusätzlich dafür sorgen, daß in der versenkten Parkstellung dieser Selbsthaltekreis wieder unterbrochen wird. Daher ist in den Steuerstromkreis zusätzlich ein Schaltelement eingeschleift, das nur in der Parkstellung geöffnet ist. Dieses Schaltelement kann auf verschiedenartige Weise ausgebildet sein, doch wird eine Ausführung bevorzugt, bei der ein Parkstellungsschalter verwendet wird, der drehrichtungsabhängig vom Elektromotor derart gesteuert wird, daß er während des normalen Wischbetriebes geschlossen und nur nach Drehrichtungsänderung des Motors in der Parkstellung des Wischers geöffnet ist. Ein solcher drehrichtungsabhängiger Parkstellungsschalter läßt sich ohne großen Aufwand bei den herkömmlichen Wischermotoren anbauen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 10 die Baueinheit eines Elektromotors 11 mit Permanentmagneten bezeichnet, der zum Antrieb wenigstens eines Wischers dient. Der Elektromotor wird über die Anschlüsse 12 und 13 gespeist. Dem Elektromotor 11 ist ein Positionsschalter 14 zugeordnet, der als Wechselschalter derart ausgebildet ist, daß die bewegliche Umschaltkontaktzunge 15 wechselweise am positiven Potential 16 oder am negativen Potential 17 einer nicht näher dargestellten Spannungsquelle anliegt. Dieser Positionsschalter 14 kann beispielsweise eine drehfest mit dem Elektromotor gekoppelte Schaltscheibe mit einer positiven und einer negativen Kontaktbahn aufweisen, auf denen die Umschaltkontaktzunge 15 als Schleiffeder wechselweise derart aufliegt, daß sie in einer ersten Schaltstellung, in der der Wischer in der versenkten Parkstellung oder einer ersten der Parkstellung benachbarten Umkehrstellung negatives Potential, im übrigen aber positives Potential führt. Die Ausbildung derartiger Positionsschalter ist von herkömmlichen Wischermotoren bekannt und braucht daher hier nicht näher erläutert zu werden. Zu der Motorbaueinheit 10 gehört weiterhin ein Parkstellungsschalter 18, der als einfacher Öffner ausgebildet ist. Dieser Parkstellungsschalter 18 besteht aus einer federnd abgestützten Kontaktfeder 19, die mit einem Festkontakt 20 zusammenwirkt. Die Funktionsweise dieses Parkstellungsschalters muß man sich so vorstellen, daß die Kontaktfeder 19 auf dem Festkontakt 20 aufliegt, solange sich der Wischermotor während des normalen Wischbetriebs in der einen Drehrichtung dreht. Wird die Drehrichtung des Elektromotors 11 zum Einfahren des Wischers in die Parkstellung dagegen geändert, hebt ein vom Elektromotor 11 angetriebener Nocken 21 die Kontaktfeder 19 vom Festkontakt 20 ab, sobald der Wischer die versenkte Parkstellung einnimmt. Dies ist in der Zeichnung rechts schematisch dargestellt.

Außerdem gehören zur Motorbaueinheit 10 noch zwei Entkopplungsdioden 22 und 23, deren Funktion weiter unten im einzelnen erläutert wird.

An der Motorbaueinheit erkennt man zwei weitere Anschlüsse 24 und 25, die mit dem Parkstellungsschalter 18 bzw. dem Positionsschalter 14 elektrisch leitend verbunden sind.

Mit 30 ist ein Betriebsschalter bezeichnet, der zwei gleichzeitig betätigbare Schaltbrücken 31 und 32 aufweist. Die erste Schaltbrücke 31 führt in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters dem Anschluß 33 und in der Einschaltstellung des Betriebsschalters dem Anschluß 34 positives Potential zu. Die zweite Schaltbrücke 32 verbindet in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters die Anschlüsse 34 und 35 des Betriebsschalters. In der Einschaltstellung des Betriebsschalters ist dieser Strompfad unterbrochen.

Mit 40 ist ein Umpolschalter bezeichnet, der von einem Relais 41 betätigt wird. Die beweglichen Kontaktbrücken 42 und 43 sind direkt mit dem Elektromotor 11 elektrisch leitend verbunden. In der gezeigten Ruhestellung des Umpolschalters 40 liegt die erste bewegliche Kontaktbrücke 42 an einem ersten Festkontakt 44, der mit dem Schalteranschluß 34 verbunden ist. Die zweite Kontaktbrücke 43 liegt an einem zweiten Festkontakt 45, der wie der dritte Festkontakt 46 an negativem Potential liegt. In der Arbeitsstellung des Umpolschalters 40, also bei erregtem Relais 41, liegt die erste bewegliche Kontaktbrücke 42 an dem negatives Potential führenden Festkontakt 46 und die andere Kontaktbrücke 43 an dem Festkontakt 47, der positives Potential führt.

Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der Schaltanordnung beschrieben, wobei davon ausgegangen ist, daß sich der vom Elektromotor 11 angetriebene Wischer in der versenkten Parkstellung befindet und die einzelnen Schalter die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung einnehmen. Der Elektromotor 11 ist dann kurzgeschlossen, da der Anschluß 13 über die Kontaktbrücke 43 des Umpolschalters an negativem Potential liegt und auch der Motoranschluß 12 über die bewegliche Kontaktbrücke 42, die Schaltbrücke 32 und die Umschaltkontaktzunge 15 des Positionsschalters 14 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Das Relais 41 ist entregt, da in der versenkten Parkstellung der Parkstellungsschalter 18 geöffnet ist.

Wird nun der Betriebsschalter 30 eingeschaltet, wird zunächst der Motorkurzschlußstromkreis über die Schaltbrücke 32 unterbrochen. Außerdem wird der Steuerstromkreis für das Relais 41 über die Schaltbrücke 31 des Betriebsschalter 30 unterbrochen, so daß das Relais unabhängig von der Schaltstellung des Positionsschalters 14 zunächst nicht erregt werden kann. Über die Schaltbrücke 31 des Betriebsschalters wird nun auf den Anschluß 34 positives Potential aufgeschaltet, das dem Elektromotor über die erste Kontaktbrücke 42 des Umpolschalters 40 zugeführt wird. Der Motor läuft damit in einer bestimmten Drehrichtung, beispielsweise entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn an. Nach kurzer Zeit wird dadurch der Parkstellungsschalter 18 geschlossen und die Umschaltkontaktzunge 15 des Positionsschalters 14 auf den positiven Pol 16 der Spannungsquelle umgeschaltet. Dies hat jedoch keinerlei Einfluß auf die Drehrichtung des Motors, da dessen einer Anschluß 13 über die Kontaktbrücke 43 direkt mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist, während der andere Anschluß 12 über die Kontaktbrücke 42 und die Schaltbrücke 31 direkt am positiven Potential liegt. Der Elektromotor 11 wird also allein über den in seiner Ruhelage befindlichen Umpolschalter und den Betriebsschalter 30 gespeist. Der Betrieb der Wischanlage ist damit auch dann gewährleistet, wenn beispielsweise die Relaiswicklung 41 defekt sein sollte.

Wird nun zum Ausschalten der Wischanlage der Betriebsschalter wieder in die dargestellte Lage gebracht, wird über die Schaltbrücke 31 der Steuerstromkreis für das Relais 41 vorbereitet. Über die Schaltbrücke 42 liegt der Motor 11 mit seinem Anschluß 12 aber weiterhin an positivem Potential, dann während des normalen Wischbetriebes liegt die Umschaltkontaktzunge 15 auf positivem Potential, solange sich der Wischer nicht in seiner der Parkstellung benachbarten ersten Umkehrstellung befindet. Das Relais 41 kann nicht erregt werden, da über den geschlossenen Parkstellungsschalter 18 und die Dioden 22 und 23 lediglich Stromwege zu Schaltungspunkten geschlossen sind, die positives Potential führen. Erreicht der Wischer nun seine der Parkstellung benachbarte erste Umkehrstellung, wird die Umschaltkontaktzunge 15 auf negatives Potential umgelegt. Dadurch wird zunächst wieder ein Kurzschlußstromkreis für den Motor 11 über die Schaltbrücke 32 des Betriebsschalters 30 geschlossen. Insoweit entspricht der Funktionsablauf vollständig demjenigen bekannter Schaltungen bei einer Wischanlage ohne versenkte Parkstellung. Zusätzlich wird aber nun das Relais 41 erregt, denn über die Schaltbrücke 31 kann durch die Wicklung des Relais 41 ein Erregerstrom fließen, da der Parkstellungsschalter 18 geschlossen ist und sowohl der Anschluß 12 des Motors als auch die Umschaltkontaktzunge 15 negatives Potential führen. Bei erregtem Relais 41 wird der Umpolschalter 40 in seine zweite Schaltstellung gebracht, wo die Kontaktbrücke 43 direkt am positiven Pol und die Kontaktbrücke 42 direkt am negativen Pol der Spannungsquelle liegt. Die Drehrichtung des Motors ändert sich nun. Kurzzeitig später wird die Umschaltkontaktzunge 15 des Positionsschalters 14 wieder auf positives Potential umgeschaltet. Die Diode 22 ist damit gesperrt, doch über die Diode 23 und die erste Kontaktbrücke 42 des Umpolschalters 40, die nun auf dem Festkontakt 46 und damit an negativem Potential liegt, ist ein Selbsthaltekreis für das Relais 41 gebildet. Der Motor läuft nun in dieser anderen Drehrichtung so lange, bis in der versenkten Parkstellung des Wischers der Parkstellungsschalter 18 öffnet und damit der Selbsthaltekreis für das Relais 41 unterbrochen wird. In der versenkten Parkstellung liegt die Umschaltkontaktzunge 15 wieder am negativen Pol 17 der Spannungsquelle, so daß unmittelbar nach dem Abfall des Relais 41 wieder der zuvor beschriebene Kurzschlußstromkreis für den Elektromotor 11 gebildet ist.

Der Steuerstromkreis für das Relais 41 wird über zwei parallele Stromzweige zum Positionsschalter 14 gebildet. Der eine Stromzweig wird allein durch die Diode 22 gebildet, während der andere Stromzweig über die Diode 23, die bewegliche Kontaktbrücke 42 und die Schaltbrücke 32 führt. Durch diese Stromverzweigung wird sichergestellt, daß das Relais 41 auch dann erregt bleibt, wenn die Kontaktbrücke 42 während des Umschaltens kurzzeitig potentiallos ist. Auf die Diode 22 könnte man verzichten, wenn man ein entsprechend schnell schaltendes Relais 41 verwendet.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführung wird das Relais 41 über die Schaltbrücke 31 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle und über den Parkstellungsschalter 18 und die Umschaltkontaktzunge 15 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden. Alternativ könnte man den einen Anschluß des Relais 41 auch direkt an positives Potential anschließen und die Schaltbrücke 31 zwischen das Relais 41 und den Parkstellungsschalter 18 einschleifen. Dadurch würde jedoch der Aufbau des Betriebsschalters 30 komplizierter. Die Schaltanordnung ist aber mit Absicht gerade so gewählt, daß man auf serienmäßige Bauteile zurückgreifen kann. Das betrifft sowohl die Baueinheit 10 des Elektromotors, die handelsüblich ist und der nur die Dioden 22 und 23 und der Parkstellungsschalter 18 zugefügt werden müssen. Auch das Relais 41 mit dem Umpolschalter 40 kann kostengünstig beschafft werden, da es in großen Serien hergestellt wird. Schließlich entspricht auch der Betriebsschalter 30 den bekannten Serienausführungen bis auf die Ausnahme, daß zusätzlich der Anschluß 33 eingefügt werden muß.

Anstelle des mechanischen Parkstellungsschalters 18 könnte natürlich auch ein elektronisches Schaltelement eingesetzt werden. Beispielsweise könnte man sich anstelle dieses mechanischen Parkstellungsschalters 18 eine bistabile Kippstufe vorstellen, die jeweils dann getriggert wird, wenn die Umschaltkontaktzunge 15 des Positionsschalters negatives Potential führt. Wenn man diese bistabile Kippstufe mit dem Umpolschalter und dem Relais 41 zu einer Baueinheit vereinigt, könnte man auf die Leitung vom Anschluß 24 zum Relais 41 verzichten und diese bistabile Kippstufe beispielsweise vom Kontakt 44 aus steuern, der ja in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters mit der Umschaltkontaktzunge 15 des Positionsschalters 14 verbunden ist.

Auf diesen Parkstellungsschalter 18 könnte man auch dann verzichten, wenn man dem Relais 41 ein Zeitglied derart zuordnet, daß der Selbsthaltekreis nach einer bestimmten Zeit selbsttätig unterbrochen wird. Eine solche Ausbildung beruht auf der Überlegung, daß die Ablagestellung des Wischers in der Parkstellung nicht notwendigerweise sehr exakt eingehalten werden muß.

Claims (7)

1. Schaltanordnung für einen aus einer Spannungsquelle gespeisten Elektromotor einer Wischanlage für Kraftfahrzeuge 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, wobei der Elektromotor beim Einschalten der Wischanlage und während des normalen Wischbetriebes in einer Drehrichtung, zum Einfahren der Wischer in die Parkstellung aber in der anderen Drehrichtung läuft, mit einem Betriebsschalter zum Ein- und Ausschalten der Wischanlage, einem vom Motor betätigten Positionsschalter sowie einem die Drehrichtung des Motors beeinflußenden Umpolschalter, der über ein Relais betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten der Wischanlage und während des normalen Wischbetriebes der Elektromotor (11) über den in seiner Ruhelage befindlichen Umpolschalter (40) und den Betriebsschalter (30) und/oder den Positionsschalter (14) gespeist wird und daß nur zum Einfahren des Wischers in die versenkte Parkstellung das Relais (41) erregt und damit der Umpolschalter (40) umgestellt wird.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umpolschalter (40) nach Art eines bistabilen Schaltwerkes (Kippstufe) arbeitet, das nur bei ausgeschaltetem Betriebsschalter (30) durch den Positionsschalter (14) jeweils dann von einer Schaltstellung in die andere umgestellt wird, wenn der Wischer seine der Parkstellung benachbarte Umkehrstellung einnimmt, und in die Ruhelage zurückgestellt wird, wenn der Wischer die versenkte Parkstellung einnimmt.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsschalter (14) als Wechselschalter ausgebildet ist, dessen Umschaltkontaktzunge (15) in den beiden Schaltstellungen wechselweise mit dem positiven bzw. negativen Pol (16, 17) der Spannungsquelle verbunden ist, wobei der Positionsschalter unabhängig von der Drehrichtung des Elektromotors (11) in der Parkstellung und in der der Parkstellung benachbarten ersten Umkehrstellung seine erste Schaltstellung, im übrigen aber seine zweite Schaltstellung einnimmt, daß der Steuerstromkreis für das Relais (41) über diesen Positionsschalter und eine erste Schaltbrücke (31) des Betriebsschalters (30) führt, die den Steuerstromkreis in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters (30) schließt, daß in den Steuerstromkreis außerdem ein Schaltelement (18) eingeschleift ist, welches den Steuerstromkreis in der Parkstellung des Wischers unterbricht, und daß über dieses Schaltelement (18) und eine erste Kontaktbrücke (42) des Umpolschalters (40) ein Selbsthaltekreis für das Relais (41) geschaltet ist.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Parkstellungsschalter (18) ist, der drehrichtungsabhängig vom Elektromotor (11) derart gesteuert wird, daß er während des normalen Wischbetriebes geschlossen und nur nach Drehrichtungsänderung des Motors in der versenkten Parkstellung des Wischers geöffnet ist.

5. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschluß des Relais (41) über eine Schaltbrücke (31) des Betriebsschalters (30) in dessen Ausschaltstellung am positiven Pol (16) der Spannungsquelle liegt und daß dem anderen Anschluß des Relais (41) über den Parkstellungsschalter (18), eine erste Kontaktbrücke (42) des Umpolschalters (40), eine zweite in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters geschlossene Schaltbrücke (32) und über die Umschaltkontaktzunge (15) des Positionsschalters (14) in dessen erster Schaltstellung negatives Potential zugeführt wird.

6. Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem anderen Anschluß des Relais (41) außerdem direkt über die Umschaltkontaktzunge (15) des Positionsschalters (14) in dessen erster Schaltstellung und über den Parkstellungsschalter (18) negatives Potential zugeführt wird, wobei die beiden das negative Potential führenden Stromzweige über Dioden (22, 23) entkoppelt sind.

7. Schaltanordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (11) ein Permanentmagnetmotor ist, der an die beiden beweglichen Kontaktbrücken (42, 43) des Umpolschalters (40) angeschlossen ist, daß in der Ruhestellung des Umpolschalters (40) die erste Kontaktbrücke (42) an einem mit dem Betriebsschalter (30) verbundenen ersten Festkontakt (44) und die zweite Kontaktbrücke (43) an einem zweiten Festkontakt (45) mit negativem Potential liegt, daß in der Arbeitsstellung des Umpolschalters (40) bei erregtem Relais (41) die erste Kontaktbrücke (42) an einem dritten Festkontakt (46) mit negativem Potential und die zweite Kontaktbrücke (43) an einem vierten Festkontakt (45) mit positivem Potential liegt, daß in der Einschaltstellung des Betriebsschalters (30) dem ersten Festkontakt (44) über die erste Schaltbrücke (31) positives Potential und in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters (30) über die zweite Schaltbrücke (32) und die Umschaltkontaktzunge (15) des Positionsschalters (14) in Abhängigkeit von dessen Schaltstellung positives oder negatives Potential zugeführt wird.