DE3243108C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers in einem Kraftfahrzeug mit einem im Steu­ erstromkreis eines Relais liegenden, von Hand einschaltbaren Schalterkon­ takt, der unter dem Einfluß einer Verzögerungseinrichtung eine vorbe­ stimmte Dauer geschlossen bleibt.

Verschiedene elektrische Verbraucher in Kraftfahrzeugen, wie z. B. Wisch/- Wasch-Anlagen für Front- und/oder Heckfensterscheiben, Heckscheibenhei­ zungen, Blinkanlagen zur Fahrtrichtungsanzeige und dergleichen, werden meist nur vorübergehend betrieben und bedürfen einer Ausschaltung, nach­ dem sie ihren Zweck erfüllt haben. Aus Bequemlichkeitsgründen sind die zugehörigen Schaltvorrichtungen meist so ausgebildet, daß zur Einschal­ tung des Verbrauchers lediglich ein Betätigungsglied gedrückt werden muß, während die Ausschaltung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne selbsttätig erfolgt. Eine solche Automatik hat außerdem den Vorteil, daß eine unnötige Batteriestromentnahme oder ein unnötiger Verschleiß des Verbrauchers vermieden wird, wenn der Fahrer die Ausschaltung vergißt.

Bei den allgemein bekannten Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Gattung, die dem vorstehend erwähnten Zweck dienen, enthält der Steuer­ stromkreis einen gesonderten, von Hand betätigbaren Tastschalter, der in Reihe mit der Erregerwicklung des Relais zwischen die Pole der Betriebs­ spannungsquelle (Batterie) geschaltet ist. Der Arbeitskontakt des Relais liegt in Reihe mit dem Verbraucher in einem zweiten, vom Steuerstromkreis vollständig getrennten Verbraucherstromkreis, der ebenfalls aus der Be­ triebsspannquelle gespeist wird. Bei Betätigung des Tastschalters fließt ein Erregerstromimpuls durch das Relais, wodurch dessen Anker angezogen und der Arbeitskontakt geschlossen wird, wodurch Betriebsstrom durch den Verbraucher fließt. Eine dem Relais zugeordnete Verzögerungseinrichtung (Abfallverzögerung) sorgt dafür, daß der Relaisanker nach Beendigung des über den Tastschalter gesendeten Stromimpulses noch eine vorbestimmte Zeit lang angezogen bleibt, um die Schließung des Arbeitskontaktes und somit die Verbraucherspeisung erst nach Ablauf dieser Zeit aufzuheben.

Wenn bei einer solchen bekannten Vorrichtung das Verzögerungsrelais aus­ fällt oder der Relaisanker in der angezogenen oder abgefallenen Stellung hängenbleibt, dann läßt sich der Verbraucher nicht mehr aus- oder ein­ schalten. Als Abhilfe für derartige Problemfälle ist es aus der DE 31 08 488 A1 bekannt, in der über den Relaiskontakt geschalteten Verbindung zwischen dem Verbraucher und der Betriebsspannungsquelle eine Steckver­ bindung vorzusehen, die auf eine zweite ungeschaltete Verbindung zwischen dem Verbraucher und der Betriebsspannungsquelle umsteckbar ist. Der hier­ zu notwendige Umsteckvorgang, durch den der Relaiskontakt im Falle einer Störung überbrückt wird, ist jedoch unbequem und kann nur von einem zuvor eingewiesenen Benutzer durchgeführt werden. Darüber hinaus kann dann der Verbraucher nur im Dauerbetrieb benutzt werden. Weiterhin ist es aus der FR-PS 23 40 610 allgemein bekannt, bei einem Relais den Steuerstromkreis über den im Stromkreis eines Verbrauchers liegenden Arbeitskontakt des Relais zu schleifen, der gleichzeitig den Schalterkontakt zur Einschal­ tung der Erregung des Relais bildet, wobei dieser Kontakt mittels eines Betätigungsmechanismus von Hand nach Belieben geöffnet und geschlossen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Ein- und Ausschalten des Verbrau­ chers auch im Falle einer Störung des Relais oder der Verzögerungsein­ richtung in einfacher Weise durch jeden Benutzer möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerstrom­ kreis über den im Stromkreis das Verbrauchers liegenden Arbeitskontakt das Relais geschleift ist, welcher gleichzeitig den Schalterkontakt zur Einschaltung der Erregung des Relais und des Zeitgliedes bildet, und daß ein Betätigungsmechanismus vorgesehen ist, mittels dessen dieser Kontakt von Hand nach Belieben geöffnet und geschlossen werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Verbraucherstrom direkt durch den von Hand betätigten Schalterkontakt gesteuert. Dennoch ist eine Einschaltung des Verbrauchers durch einfache Betätigung des Schalterkon­ taktes und eine automatische zeitverzögerte Ausschaltung des Verbrauchers möglich, da dieser Schalterkontakt gleichzeitig der Arbeitskontakt des unter dem Einfluß der Verzögerungseinrichtung stehenden Relais ist und zur Einschaltung der Erregung des Relais und des Zeitgliedes dient. Bei einer Störung des Relais oder der Verzögerungseinrichtung kann der Ver­ braucher im eingeschaltenen Zustand gehalten werden, weil der Kontakt mittels des Betätigungsmechanismus in der Schließstellung verharrt. Eine Ausschaltung des Verbrauchers im Störungsfall ist durch Öffnen des Kon­ takts von Hand mittels des Betätigungsmechanismus möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand Ausführungsbeispielen der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schaltvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine alternative Ausführung einer Schaltvorrichtung nach der Erfindung und

Fig. 3 eine Schaltvorrichtung nach Fig. 2 mit einem Überlastungsschutz für den Verbraucher.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 enthält ein Relais 22 und einen Arbeitskon­ takt 24, der durch den Relaisanker 23 bei Erregung des Relais geöffnet wird. Im geschlossenen Zustand stellt der Arbeitskontakt 24 eine leitende Verbindung vom Pluspol des Bordnetzes zur einen Klemme des Verbrauchers 25 her, dessen andere Klemme an den Minuspol angeschlossen ist. Der Steu­ erstromkreis zur Einschaltung des Relais 22 ist über den Arbeitskontakt 24 des Relais geführt (geschleift). Im dargestellten Fall ist die aus der Verzögerungseinrichtung 26 und der Erregerwicklung des Relais 22 beste­ hende Relaisschaltung mit der einen Seite an dem Minuspol des Bordnetzes und mit der anderen Seite an die Verbindung zwischen dem Arbeitskontakt 24 und dem Verbraucher angeschlossen.

Der Arbeitskontakt 24 ist nicht durch Erregung des Relais 22 sondern von Hand schließbar. Ferner ist dafür gesorgt, daß der Arbeitskontakt 24 von Hand in der geschlossenen Stellung verrastet und auch entrastet werden kann. Hierzu ist bei der dargestellten Ausführungsform ein Bedienungsele­ ment mit einem Betätigungsknopf 21 und einer Schaltstange 20 vorgesehen, die bei Druck auf den Betätigungsknopf 21 den beweglichen Teil 24a des Kontaktes 24 in die Schließstellung bewegt. Die Stange 20 greift direkt am beweglichen Kontaktteil 24a an. Der Stange 20 ist eine durch das Symbol 27 angedeutete Rastung zugeordnet.

Die Anordnung ist so ausgelegt, daß der Kontakt 24 geschlossen wird, wenn der Bedienungsknopf 21 und damit die Stange 20 bis zum Einschnappen der Rastung gedrückt wird. Durch die Schließung des Kontaktes 24 wird der Verbraucher 25 eingeschaltet und die Verzögerungseinrichtung 26 akti­ viert, welche daraufhin das Relais 22 zeitverschoben erregt. Nach Ablauf einer durch die Verzögerungseinrichtung 26 vorgegebenen Zeitspanne wird das Relais 22 erregt, so daß der Anker 23 die Rastung freigibt und sich der Kontakt 24 aufgrund der Wirkung einer nicht dargestellten Feder öffnet, wobei die Schaltstange 20 in die Ausgangsstellung zurückgeht. Damit wird der Verbraucher 25 ausgeschaltet und auch der Steuerstromkreis für die Relaisschaltung unterbrochen. Sonach ist der vorherige Zustand wieder erreicht.

Ist die Verzögerungseinrichtung 26 oder das Relais 22 defekt, dann wird bei Druck auf den Betätigungsknopf 21 der Verbraucher 25 über den sich schließenden Kontakt 24, der durch die Rastung in Schließstellung gehal­ ten wird, in jedem Falle eingeschaltet. Der Verbraucher 25 bleibt dann solange eingeschaltet, bis der Benutzer durch Betätigung des Knopfes 21 die Schaltstange 20 aus der Rastung zurückschaltet, so daß sich der Kon­ takt 24 wieder öffnet.

Die alternative Vorrichtung nach Fig. 2 enthält ein Relais 22 mit einem Arbeitskontakt 24, der durch den Relaisanker 23 bei Erregung des Relais geöffnet wird und bei unerregtem Relais offen ist. Der Arbeitskontakt 24 ist nicht nur durch Erregung des Relais 22 sondern auch von Hand schließ­ bar. Ferner ist dafür gesorgt, daß der Arbeitskontakt 24 von Hand in der geschlossenen Stellung verrastet und auch entrastet werden kann. Hierzu ist ein Bedienungselement mit einem Betätigungsknopf 21 und einer Schalt­ stange 20 vorgesehen, die mit dem Relaismechanismus derart gekoppelt ist, daß bei Druck auf den Betätigungsknopf 21 der bewegliche Teil 24a des Kontaktes 24 in die Schließstellung bewegt wird. Die Stange 20 kann entweder direkt am beweglichen Kontaktteil 24a oder am Relaisanker 23 angreifen. An der Stange 20 ist ferner eine Rastnase 27 angeordnet, die mit einem festsitzenden Rastzahn 28 zusammenwirken kann.

Diese Anordnung ist so ausgelegt, daß der Kontakt 24 geschlossen wird. Wenn der Betätigungsknopf 21 und damit die Stange 20 bis zum Anschlag der Rastnase 27 an den Rastzahn 28 eingedrückt wird. Durch die Schließung des Kontaktes 24 wird der Verbraucher 25 eingeschaltet und die Verzögerungs­ einrichtung 26 aktiviert, welche daraufhin das Relais 22 sofort erregt. Der Anker 23 des Relais hält den Kontakt 24 geschlossen, auch wenn der Betätigungsknopf 21 unmittelbar nach dem Drücken wieder losgelassen wird. Nach Ablauf einer durch die Verzögerungseinrichtung 26 vorgegebenen Zeit­ spanne hört die Erregung des Relais 22 auf, so daß der Anker 23 abfällt und den Kontakt 24 öffnet. Damit wird der Verbraucher 25 ausgeschaltet und auch der Steuerstromkreis für die Relaisschaltung unterbrochen. Damit ist der vorherige Zustand wieder erreicht. Ist die Verzögerungseinrich­ tung 26 oder das Relais 22 bei dieser Ausführungsform defekt, dann wird bei Druck auf den Betätigungsknopf 21 der Verbraucher 25 über den sich schließenden Kontakt 24 in jedem Falle eingeschaltet. Merkt der Benutzer nach dem Loslassen des Knopfes 21, daß der Verbraucher 25 nicht einge­ schaltet bleibt, dann kann er durch erneuten, festeren Druck auf den Knopf 21 dafür sorgen, daß die Rastnase 27 über den Rastzahn 28 springt, so daß der Kontakt 24 durch die Verklinkung zwischen Rastnase und Rast­ zahn in der geschlossenen Stellung gehalten wird. Der Verbraucher 25 bleibt dann solange eingeschaltet, bis der Benutzer durch kräftigen Zug am Knopf 21 die Verklinkung löst, so daß sich der Kontakt 24 entweder durch diese Zugkraft oder durch seine eigene Rückstellkraft wieder öffnet.

Führt hingegen ein Defekt in der Relaisschaltung oder am Relaismecha­ nismus bei diesem Ausführungsbeispiel dazu, daß sich der Kontakt 24 nach Tastung des Betätigungsknopfes 21 zwar schließt aber nach der vorbestimm­ ten Verzögerungszeit nicht wieder öffnet, dann bleibt der Verbraucher 25 dauernd eingeschaltet. Diesen Zustand kann der Benutzer dadurch beenden, daß er am Betätigungsknopf 21 zieht und dadurch den Kontakt 24 in die geöffnete Stellung zwingt, gegebenenfalls gegen die Magnetkraft des Relais 22.

Vorzugsweise ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Schaltstange 20 über ein elastisches Zwischenglied, wie z. B. eine Feder 29, mit dem Relaisme­ chanismus verbunden. Ein solches Zwischenglied verhindert, daß der ver­ stärkte Druck auf den Betätigungsknopf 21 zur Überwindung des Rastzahnes 28 eine Verbiegung der Kontaktbestandteile bewirkt.

Für die aus der Erregerwicklung des Relais 22 und der Verzögerungsein­ richtung 26 bestehende Relaisschaltung sind verschiedene Ausführungs­ formen möglich. Die Verzögerungseinrichtung 26 kann ein Zeitglied z.B. in Form einer monostabilen Kippschaltung sein, die mit dem Schließen des Kontaktes 24 getriggert wird, um einen Erregerstromimpuls vorbestimmter Dauer an die Relaiswicklung zu liefern. Es kann genügen, allen den Trig­ gereingang einer solchen monostabilen Kippschaltung in den Steuerstrom­ kreis einzufügen, während der Speisestromkreis für die Kippschaltung und auch der von der Kippschaltung zu schließende Erregerstromkreis des Re­ lais getrennt vom Steuerstromkreis verläuft. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn der durch den Kontakt 24 schließbare Steuerstromkreis sowohl den Betriebsstrom für die Verzögerungseinrichtung 26 als auch den Erreger­ strom für das Relais 22 leitet, wie es in den Figuren schematisch gezeigt ist. Es ist auch möglich, als Verzögerungseinrichtung einen einfachen Zeitschalter zu verwenden, der in Reihe mit der Erregerwicklung des Relais 22 im Steuerstromkreis angeordnet ist. Ein solcher Zeitschalter kann z. B. durch einen normalerweise geschlossenen und sich nach bestimm­ ter Erregungszeit öffnenden Bimetallschalter realisiert werden. Es wird hauptsächlich von der Länge der gewünschten Verzögerungszeit abhängen, welche spezielle Ausführungsform man für die Relaisschaltung wählt. In jedem Fall sollte die Anordnung vorzugsweise so getroffen werden, daß weder die Erregerwicklung des Relais noch die Verzögerungseinrichtung im Stromkreis des Verbrauchers liegt.

Um eine Überlastung des Verbrauchers 25, beispielsweise eines Fenster­ heber-Motors in einem Kraftfahrzeug, zu verhindern, ist dem Verbraucher 25 ein Reed-Schalter 30 mit zugehörigem Betätigungsglied 31 vorgeschal­ tet. Bei Überlastung schaltet das Betätigungsglied 31 den Reed-Schalter 30 ein, der dann die Verzögerungseinrichtung 26 einschaltet, wodurch der Kontakt 24 geöffnet wird. Zur Überwachung der Einschaltfunktion des Verbrauchers ist diesem eine Kontrollampe 32 parallel geschaltet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in erster Linie für das Ein- und Ausschalten der Heckscheibenheizung eines Kraftfahrzeuges gedacht, sie kann jedoch auch zur Steuerung anderer, zeitbegrenzt einzuschaltender Verbraucher, wie z. B. den bereits erwähnten Fensterheber-Motor, in einem Kraftfahrzeug verwendet werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers in einem Kraftfahrzeug mit einem im Steuerstromkreis eines Relais liegenden, von Hand einschaltbaren Schalterkontakt, der unter dem Einfluß einer Verzögerungseinrichtung eine vorbestimmte Dauer ge­ schlossen bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstromkreis über den im Stromkreis des Verbrauchers (25) liegenden Arbeitskontakt (24) des Relais (22) geschleift ist, welcher gleichzeitig den Schal­ terkontakt zur Einschaltung der Erregung des Relais und des Zeitglie­ des (26) bildet, und daß ein Betätigungsmechanismus (20, 21, 27 bzw. 20, 21, 27, 28, 29) vorgesehen ist, mittels dessen dieser Kontakt von Hand nach Belieben geöffnet und geschlossen werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betäti­ gungsmechanismus einen Betätigungsknopf (21) sowie eine Schaltstange (20) enthält, wobei die Schaltstange (20) in Wirkverbindung mit dem beweglichen Teil (24a) des Kontaktes (24) steht, um durch Handbewe­ gung den Kontakt (24) gegen seine Rückstellkraft zu schließen und mit der Rückstellkraft zu öffnen, wenn nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit der Erregerstrom des Relais durch das Zeitglied (26) ausge­ schaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betäti­ gungsmechanismus ein Bedienungselement (20, 21) aufweist, welches auf den beweglichen Teil (24a) des Kontaktes (24) wirkt, um durch Handbe­ wegung in einer ersten Richtung bis zu einem fühlbaren Druckpunkt (28) den Kontakt gegen seine Rückstellkraft zu schließen und durch Handbewegung in der entgegengesetzten Richtung den Kontakt gegen die Magnetkraft des Relais (22) zu öffnen, und welches bei Bewegung über den Druckpunkt hinaus lösbar einrastet (27, 28).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedie­ nungselement (20, 21) mit dem beweglichen Teil (24a) des Kontaktes (24) über ein elastisches Zwischenglied (29) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbraucher (25) als Überlastungsschutz ein Reed-Schalter (30) mit zugehörigem Betätigungsglied (31) vorgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbraucher (25) eine Kontrollampe (32) parallel geschaltet ist.