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Steuereinrichtung zum Stillsetzen von Scheibenwischern, insbesondere
für Luftfahrzeuge Bei Kraftfahrzeugen sind Steuereinrichtungen zum Stillsetzen von
Scheibenwischern bekannt, die durch Gleichstrommotoren angetrieben werden, -welche
aus der Gleichstromanlage des Kraftfahrzeuges gespeist werden.
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Bei einer bekannten Steuereinrichtung für diesen Zweck erhält der
Betätigungs- und Steuerstromkreis des Motors einen Handschalter, der bei seinem
Öffnen den Stillsetzvorgang einleitet, und einen weiteren Schalter, welcher während
des normalen Wischvorganges zyklisch geöffnet wird, wenn der Wischer ungefähr die
gewünschte Stillstand- oder Parkstellung erreicht, und welcher nach dem Öffnen des
Handschalters die Stromzufuhr zu dem Motor kurzzeitig aufrechterhält und dann die
Enterregung des Motors bewirkt.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Steuereinrichtung dieser
Art, welche das Stillsetzen von Scheibenwischern in der richtigen Stellung zu gewährleisten
gestattet, die durch einen mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Wechselstrominduktionsmotor
angetrieben werden sollen, der mit Wechselstrom hoher Frequenzen und hoher Spannung
aus einer Anlage gespeist wird, wie sie insbesondere auf Luftfahrzeugen vorhanden
ist.
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Die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Wechselstrominduktionsmotor den Wischer über ein stark reduzierendes Getriebe
antreibt, welches im Ruhezustand den Wischer gegen eine Bewegung aus der Stillstand-
(z. B. Park-) Stellung heraus verriegelt, und daß zwischen dem Motor und dem Getriebe
eine gewöhnlich eingerückte oder sich selbst einrückende Freilaufreibungskupplung
vorgesehen ist, die ein gewöhnlich zusammen mit der Kupplung umlaufendes Anhalteelement,
wie z. B. eine Buchse, und eine mechanisch anlegbare Stoppvorrichtung für das Anhalteelement
enthält, die einen Elektromagneten einschließt, der mit einem Teil des den Motor
speisenden Stromkreises verbunden ist und von diesem Teil während des Arbeitens
des Motors erregt und bei der Enterregung des Motors enterregt wird.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
zur Darstellung gebracht.
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Fig. 1 zeigt in verkleinertem Maßstab eine Ansicht der gesamten Einrichtung
mit einem Gehäuse 1 (des die Wischer betätigenden Elektromotors M gemäß nachstehender
Beschreibung), welches ein Gehäuse 2 einer Kupplungs- und Bremseinrichtung und einen
Endteil einer biegsamen Welle 3 tragen kann, welche zu einem Reduktionsgetriebe
4 nahe der Windschutzscheibe (nicht dargestellt) führt. In der Annahme, daß die
Einrichtung 4 eine zweckentsprechende Form einer Bewegungsumkehreinrichtung enthält,
wird der Wischer W, der mit der Ausgangswelle 4' der Einrichtung 4 verbunden ist,
mit abwechselnder Drehbewegung angetrieben; Fig. 2 und 3 zeigen in vergrößertem
Maßstab eine Quer- bzw. Längsschnittansicht der Kupplungs- und Bremseinrichtung
15 bzw. 30, wobei die Schnittebene der Fig.2 bei 2-2 in Fig. 1 und die Ebene der
Fig. 3 bei 3-3 in Fig.2 angedeutet ist; Fig.4 ist eine Teilschnittansicht eines
Bremsenanlegenockens, die Ebene dieser Ansicht ist bei 4-4 in Fig.3 angedeutet;
Fig. 5 ist ein elektrisches Schaltschema, welches in üblicher Weise einen Mehrphaseninduktionsmotor
M wiedergibt, der getrennte Wicklungen für niedrige Geschwindigkeit LSW und für
hohe Geschwindigkeit HSW sowie Stromkreisverbindungen zum Steuern des Motors aufweist.
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Gemäß den Fig. 1 und 3 hat das Motorgehäuse 1 einen Stütz- oder Tragunterteil
6 und seitlich vorstehende Flanschteile 7 (einer dargestellt), an welchen das Gehäuse
2 für die Brems- und Kupplungseinrichtung, zum Beispiel durch Schrauben 8; starr
befestigt ist. Die Tragplatte oder der Flanschteil 9 des Brems-und Kupplungseinrichtungsgehäuses
2 paßt genau über einen kurzen kreisförmigen Ansatz 10 an dem Motorgehäuse 1 und
hält eine Wälzlageranordnung 12 des Gehäuses 2 in genauer Ausrichtung mit dem Läufer
des Motors M; der Läufer ist in den Fig. 2 und 3 durch einen in das Gehäuse 2 hineinragenden
Endteil der Welle 14 dargestellt.
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Die Kupplungseinrichtung 15 ist, wie dargestellt, eine Feder- oder
Spiralkupplung mit einem antreibenden Kupplungstrommelteil 16, der auf zweckentsprechende
Weise mit der Motorenwelle 14 verkeilt ist, einem angetriebenen Kupplungstrommeltei118,
der
zwecks freier Drehbewegung von dem Lager 12 und dem Hilfslager
29 getragen wird und welcher einen Teil 18' zur Verbindung mit der (nicht
dargestellten) biegsamen Welle des Aufbauteiles 3 hat, einer schraubenförmigen Kupplungsfeder
19, welche die Kupplüngstrommelflächenteile 20 und 21 der Trommelteile 16 und 18
in Reibungseingriff mit ihnen umgibt, und einer drehbaren Kupplungssteuerbuchsenanordnung
22, welche die Kupplungsfeder 19 enthält. Die Steuerbuchsen- und Kupplungsfederanordnung
22 enthält, wie dargestellt; eine zylindrische Buchse 24 aus Leichtmetall, welche
zwecks freier Winkelbewegung auf den Kupplungstrommeln 16 und 18- oder relativ zu
ihnen getragen wird, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Buchse 24 umgibt die Kupplungsfeder
19 und ist mit einem Endteil der Kupplungsfeder verbunden. Das linke Ende der Buchse
24 ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist, axial mit einer Ausnehmung nahe einem die
Buchse in Lage haltenden Flanschteil 16' des Kupplungsteiles 16 versehen, um einen
Ansatz 26 der Kupplungsfeder 19 lose aufzunehmen. Der Ansatz 26 kann, wie durch
einen Vergleich der Fig. 2 und 3 erkennbar ist, als ein radial nach außen gebogener
Endteil der der Antriebstrommel zugeordneten Endwindung der Kupplungsfeder gebildet
werden. Die verschiedenen Windungen der Kupplungsfeder 19 haben solche Innendurchmesser,
daß sie gegen die zugeordneten Trommelflächen 20, 21 der Kupplungstrommeln in radialer
Richtung etwas vorgespannt sind (sie sind auf sie fest aufgepaßt), so daß die Kupplungsfeder
sich selbst bewegt, um die angetriebene Trommel 18 mit der antreibenden Trommel
16 zwecks Drehbewegung des Teiles 18 durch diesen in nur einer Drehrichtung fest
zu verkuppeln. Die die Steuerbuchse und die Kupplungsfeder umfassende Anordnung
22 ist weiterhin vorzugsweise mit synthetischem Kautschuk oder anderem Material
mit starker Reibung versehen, wodurch gewährleistet wird, daß der Buchsenteil 27
an der Metallbuchse anhaftet.
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Die Kupplungsfeder 19 ist in der richtigen Richtung in bezug auf die
Arbeitsrichtung der Läuferwelle 14 des Motors gewickelt, um über die zwischen der
Kupplungstrommel 18 und der Einrichtung 4 angeschlossene biegsame Welle 3 ein Arbeiten
des Wischers zu bewirken, solange der Motor M (in dem Gehäuse) zum Arbeiten erregt
wird und solange die Steuerbuchsen-und Kupplungsfederanordnung 22 sich mit den Kupplungstrommeln
16 und 18 frei drehen kann. Falls die Steuereinrichtung 22 daran gehindert wird,
sich auf diese Weise mit den Kupplungstrommeln zu drehen, wird die Kupplungsfeder
selbsttätig entspannt, was bedeutet, daß die Federwindungen um den Eingangs-oder
Antriebstrommelflächenteil 20 der Trommel 16 in genügendem Maße außer Griffberührung
mit ihr ausgeweitet werden, so daß die Trommel 16 die Trommel 18 überlaufen
kann. Eine Reibungsbremseinrichtung 30, welche durch später zu beschreibende Steuerungen
betätigt wird, .hält die Drehbewegung der Steuerbuchsen- und Kupplungsfederanordnung
an und unterbricht infolgedessen die Übertragung des Drehmomentes von dem Motor
zur Ausgangstrommel 18 zum Stillsetzen des Wischers W (Fig. 1).
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Die Bremseinrichtung 30 in dem Gehäuse 2 enthält, wie in den Fig.
2 und 3 dargestellt ist, ein Paar von im wesentlichen identischen Metallbremsschuhen
32, welche durch eine zweckentsprechende Scharnierausführung 33, die einen Zapfen
34 in dem Gehäuse 2 unterhalb der Kupplungseinrichtung 15 enthält, schwenkbar miteinander
verbunden sind. Die Schuhe 32 sind vorzugsweise mit Reibungsmaterial 32a (z. B.
synthetischer Kautschuk) an den Teilen ihrer Oberfläche versehen, welche am Umfang
nahe der Reibungsbuchse 27 der drehbaren Steuerbuchsenanordnung 22 liegen. Einander
gegenüberliegende Wandungsteile des Gehäuses 2 (Fig. 2) tragen in lösbarer Verbindung
benachbarte Enden eines Bremsschuhführungszapfens 35, der etwas lose durch Längsschlitze
32' in dem jeweiligen Bremsschuhteil 32 hindurchgeht. Die Bremsschuhe betätigende
Federn 36 werden von den Führungszapfen 35 getragen und sind gegen relativ gegenüberliegende
und einander zugewandte Flächen der Bremsschuhe 32 für ein die Entspannung der Kupplung
bewirkendes Arbeiten des Bremsmechanismus vorgespannt. Während der Arbeitsvorgänge
des Wischers werden zwei obere Armteile 32" der Bremsschuhteile 32 durch einen Nocken
38 auseinandergedrückt, welcher auf einer senkrechten Welle 39 angeordnet ist, die
zwecks begrenzter Winkelbewegung durch ein Gehäuse 40 (Fig. 1 und 3) getragen wird,
welches einen oberen Abschluß für das Innere des Gehäuses 2 bildet.
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Das Gehäuse 40 gemäß den Fig. 1 und 3 enthält eine nicht dargestellte
Solenoideinrichtung bekannter Art. Wenn die Solenoidspule B, die nur in Fig. 5 dargestellt
ist, erregt wird, wird der Nocken 38 durch die Bewegung des Solenoidankers um die
Achse der den Nocken tragenden Welle 39 über einen ausreichenden Winkel gedreht
(Fig.2, insbesondere Fig.4), um die Bremsschuhe 32 aus der die Drehbewegung hindernden
(d. h. der die Federkupplung entspannenden) Reibungsberührung mit der aus leichtem
Material bestehenden Steuerbuchsen- und Kupplungsfederanordnung 22 freizugeben,
wodurch ermöglicht wird, daß die Kupplungsfeder 19 unmittelbar ihre beiden Trommelflächen
20 und 21 erfaßt, um den Wischer anzutreiben. Die Solenoidspule B wird durch den
den Wischermotor antreibenden elektrischen Strom- jedoch nur während des normalen
Arbeitens des Motors M - erregt und gleichzeitig mit der Enterregung des Motors
enterregt.
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Die Reibung, welche notwendigerweise durch eine größere Geschwindigkeitsverminderung
und eine Bewegungsumkehr in dem Gehäuse 4 hervorgerufen wird ist, zusammen mit der
Reibung des Wischerblattes auf der Windschutzscheibe, ausreichend, um ein Anhalten
und eine wirksame Verriegelung des Wischerblattes in jeglicher Stellung zu gewährleisten,
welche das Blatt in dem Augenblick eingenommen hat, in dem die Federkupplung 15
entspannt wird. Durch die Verwendung eines elektrischen Grenzschalters, der gemäß
der Stellung des Wischers auf oder relativ zu der Windschutzscheibe in an sich bekannter
Weise zyklisch betätigt wird, kann eine Unterbrechung des Wischerantriebes nur dann
eintreten, wenn der Wischer sich in einer gewünschten Ruhestellung befindet. Die
Wischerantriebswelle 4' (Fig. 1) hat einen Grenzschaltersteuernocken 4", welcher
auf einen elektrischen Schaltkontakt 57 (Fig. 5) einwirkt, wie unten näher beschrieben
wird.
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Ein Wechselstromerzeuger A in Fig. 5 hat einen geerdeten Nullpunkt
44 und Stromausgangsleitungen 45, 46 und 47, die jeweils mit drei von vier mechanisch
miteinander verbundenen beweglichen Schaltelementen oder Kontakten 48 verbunden
sind, welche in einem vierpoligen, durch Federn zentrierten Umkehrrelaismechanismus
50 von zweckentsprechender Art und Ausführung enthalten sind. Die Arbeitsspulen
oder Elektromagneten HR und LR des Relaismechanismus 50 sind mit Leitern 51, 52,
53 elektrisch verbunden (der letztgenannte ist, wie dargestellt, bei 54 mit einer
Ausgangsleitung des Wechselstromerzeugers A verbunden). Die Spulen HR und ZR haben
Anker (nicht dargestellt), die mechanisch miteinander und mit den
gesamten
Kontakten 48 verbunden sind. Die oberen drei der vier durch das Relais betätigten
Kontakte 48 kuppeln wahlweise die Ausgangsleitungen 45, 46 und 47 des Wechselstromerzeugers
mit der Wicklung HSW für hohe Geschwindigkeit und der Wicklung LSW für niedrige
Geschwindigkeit des Wischermotors M über entsprechende mit der Motorenwicklung verbundene
Leitungen H und L auf Grund einer Bewegung eines von Hand betätigten Steuerschaltkontaktes
C, der bei G 1 als geerdet wiedergegeben ist, in seine zwei in gestrichelten Linien
wiedergegebenen »Ein«-Stellungen CH bzw. CL. Das Stillsetzen des Wischers und das
vollständige Abstellen des Arbeitens des Motors ergibt sich hauptsächlich aus der
Bewegung des Kontaktes C in seine in ausgezogenen Linien dargestellte (Abstell-Einleitungs-
oder) »Aus«-Stellung; jedoch kann wegen des mit dem Wischer verbundenen Grenzschalters
das Stillsetzen und Abstellen nur dann zu Ende geführt werden, wenn der Wischer
während seiner Bewegung die richtige Ruhestellung erreicht hat. Falls der Kontakt
C zu einem Zeitpunkt in die das Abstellen einleitende Stellung bewegt wird, zu welchem
sich der Wischer in einer anderen als seiner richtigen Ruhestellung befindet, hält
ein getrennt geerdeter Haltestromkreistei155 (der ein Teil des Stromkreises der
Relaiseinrichtung über den untersten vom Relais betätigten Kontakt 48 bildet), welcher
nur durch den mit dem Wischer verbundenen Nocken 4" über den zugeordneten nockenbetätigten
Kontakt 57 geregelt wird, die Relaisspule HR oder LR, die bisher gearbeitet hat,
in erregtem Zustand, bis der Wischer sich in der richtigen Ruhestellung befindet;
und dann werden die mit der Motorwicklung verbundenen Leitungen H oder L durch die
Federzentrierwirkung des Relais infolge der Bremsung des Haltestromkreisteiles 55
am Kontakt 57 enterregt.
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Aus vorstehenden Ausführungen ist bei Bezugnahme auf Fig. 5 ersichtlich,
daß der Handsteuerkontakt C normalerweise bewegt werden kann, um von der einen Motorengeschwindigkeit
auf die andere überzuwechseln, ohne daß der Wischermotor M angehalten wird, da der
Wischer sich gewöhnlich nicht in der richtigen Ruhestellung befindet (was notwendig
ist, um den Grenzschalterkontakt 57 zu öffnen), wenn der Steuerkontakt C beim Wechseln
der Geschwindigkeit durch seine die Abstellung einleitende oder Zwischenstellung
bewegt wird. Die Ausführung ermöglicht, wie weiterhin ersichtlich ist, ein Bewegen
des Steuerkontaktes C von Hand aus jeder der beiden Geschwindigkeitsauswählstellungen
CH oder CL direkt zur Aus-Stellung oder zu der die Abstellung einleitenden Stellung,
d. h. ohne daß die Geschwindigkeitsauswahl geändert werden müßte.
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Das Solenoid B, das bei 59 (Fig. 5) mit der Erde verbunden ist, wird
durch Gleichstrom erregt, der durch eine Doppelgleichrichteranlage in der Gleichrichtereinrichtung
60 gespeist wird. Die getrennten Gleichrichter 62 und 64 haben eine gemeinsame Ausgangsverbindung
mit dem Solenoid B. Die Gleichrichtereingänge sind, wie dargestellt, jeweils mit
einem Paar der Motorleitungen H und L verbunden, so daß das Solenoid B durch das
Arbeiten des vierpoligen Umkehrrelais 50 bei jeder ausgewählten Motorgeschwindigkeit
erregt wird. Ein Filterkondensator 63 der Einrichtung 60 ist bei 65 geerdet. Die
schematisch dargestellte Anordnung ermöglicht eine sichere und zuverlässige Verwendung
der heute leicht erhältlichen, bewährt leistungsfähigen Gleichstrom-Solenoideinrichtungen
zur Steuerung der Bremseinrichtung 15 und Kupplungseinrichtung 30 und vermeidet
die Notwendigkeit, ein zusätzliches bewegliches Schalterelement ähnlich den Elementen
48 in dem Relais 50 für die Erregung und Enterregung des Solenoids gleichzeitig
mit der Durchführung der beschriebenen elektrischen Steuerung des Motors vorzusehen.