DE3930539A1 - Antrieb, insbesondere fuer wischanlagen an kraftfahrzeugen - Google Patents
Antrieb, insbesondere fuer wischanlagen an kraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb, insbesondere für Wischanlagen
an Kraftfahrzeugen, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die Scheibenwischeranlagen moderner Kraftfahrzeuge werden überwiegend von
einem permanentmagneterregten Gleichstrommotor angetrieben, der in zwei
unterschiedlichen Drehzahlstufen betreibbar ist. Üblicherweise hat der
Gleichstrommotor drei auf einem Kollektor aufliegende Schleifbürsten, von
denen die erste unveränderbar mit dem einen Pol der Gleichspannungsquelle
verbunden ist. Über einen Betriebsschalter kann nun wahlweise eine zweite
oder dritte Bürste mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden werden.
Wenn ein erstes Bürstenpaar mit der ersten und einer zweiten, diametral
gegenüberliegenden Schleifbürste an Spannung liegt, wird der
Gleichstrommotor in einer ersten Drehzahlstufe betrieben. Wird ein zweites
Bürstenpaar mit der ersten und einer dritten Schleifbürste an Spannung
gelegt, läuft der Motor in einer zweiten Drehzahlstufe mit höherer Drehzahl.
Gleichstrommotoren dieser Art erzeugen beim Abschalten induzierte
Spannungsspitzen entsprechend ihrer gespeicherten Energie, die das
Schaltverhalten anderer elektrischer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug
unbeabsichtigt beeinflussen können, insbesondere wenn es sich um
elektronische Geräte mit hochempfindlichen integrierten Schaltungen handelt,
die schon auf geringere Störspannungen ansprechen. Man hat daher den
Bürstenpaaren eines solchen Gleichstrommotors Spannungsbegrenzer
vorgeschaltet, die die beim Abschalten des Gleichstrommotors entstehenden
induktiven Spannungsspitzen auf Werte unterhalb einer bestimmten Schwelle
begrenzen. Als Spannungsbegrenzer wurden sogenannte Suppressor-Dioden
verwendet. Diese Suppressor-Dioden begrenzen auftretende Zenerdionden.
Auf diese Weise kann man also sicherstellen, daß auch beim Abschalten eines
solchen Gleichstrommotors höherer Leistung, wie er bei Wischantrieben
verwendet wird, keine Spannungsspitzen größer als z. B. 70 Volt in das
Bordnetz eingespeist werden. Nachteilig ist allerdings, daß diese
Suppressor-Dioden als Spezialbauteile verhältnismäßig teuer sind und daher
die Kosten eines solchen Antriebes mit einem mehrstufigen Gleichstrommotor,
bei dem für jedes selektiv ansteuerbare Bürstenpaar eine Suppressor-Diode
benutzt wird, nicht unbeträchtlich beeinflussen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der
eingangs erwähnten Art mit einem mehrstufigen Gleichstrommotor so
weiterzubilden, daß kostengünstig ein wirksamer Überspannungsschutz gegen
Störspannungen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfindung liegt dabei die Überlegung zugrunde, daß bei einem solchen
Gleichstrommotor die Bürstenpaare immer nur wahlweise angesteuert werden,
also jeweils nur eine Bürste mit dem positiven Pol der Spannungsquelle
verbunden wird. Wenn man also dafür sorgt, daß ein spannungsbegrenzendes
Bauelement jeweils mit der über die Gleichspannungsquelle angesteuerten
Schleifbürste wirkverbunden wird, wird erkennbar, daß an sich nur ein
spannungsbegrenzendes Bauteil benötigt wird. Dieses spannungsbegrenzende
Bauteil könnte man nun über einen über den Betriebsschalter gesteuerten
Umschalter wahlweise mit einer der beiden Schleifbürsten verbinden, doch
würde dies einen nicht unerheblichen Aufwand bedeuten. Besser ist daher eine
erfindungsgemäße Lösung, bei der dieses eine spannungsbegrenzende Bauteil,
also eine nur in einer Richtung wirkende Zenerdiode, über nach Art eines
ODER-Gatters geschaltete Dioden mit den wahlweise ansteuerbaren
Schleifbürsten des Gleichstrommotors verbunden ist.
Im Vergleich zu der bekannten Ausführung benötigt man nun bei einem
zweistufigen Gleichstrommotor zwar drei Bauelemente, nämlich eine einzige
Zenerdiode und zwei normale Diolden zur Bildung des ODER-Gatters, doch sind
diese Bauelemente als handelsübliche Bauteile wesentlich kostengünstiger
beziehbar als die Suppressor-Dioden. Selbst wenn man den im Vergleich zum
Stand der Technik erhöhten Montageaufwand der Erfindung für drei Bauteile
berücksichtigt, ergeben sich erhebliche Kostenvorteile ohne jede Einbuße
hinsichtlich Wirkung und Funktionssicherheit. Noch günstiger werden die
Kostenvorteile bei drei- und mehrstufigen Gleichstrommotoren, weil
gewissermaßen dann jede zusätzliche Suppressor-Diode bei den Ausführungen
nach dem Stand der Technik lediglich durch eine kostengünstige normale Diode
ersetzt werden muß.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten
Schaltbildes näher erläutert.
Zu dem Antrieb einer Scheibenwischeranlage gehört ein Gleichstrommotor 10,
von dem in der Zeichnung der Kollektor 11 angedeutet ist, auf dessen
Umfangsfläche die Schleifbürsten 12, 13 und 14 aufliegen. Bei 16 ist
angedeutet, daß es sich um einen permanentmagneterregten Motor handelt.
Zur Ansteuerung dieses Gleichstrommotors 10 und zur Einstellung der
unterschiedlichen Drehzahlstufen dient ein Betriebsschalter 20 mit einer
beweglichen Kontaktbrücke 21, über die wahlweise die Schleifbürste 13 oder
die Schleifbürste 14 mit dem positiven Pol 30 einer Spannungsquelle 31
verbindbar ist, deren anderer negativer Pol 32 unveränderbar mit der ersten
Schleifbürste 12 elektrisch leitend verbunden ist. Wird der Betriebsschalter
20 mit seiner beweglichen Kontaktbrücke 21 in seine erste Schaltstellung I
geschaltet, wird ein erstes Bürstenpaar mit der ersten Schleifbürste 20 und
der diametral gegenüberliegenden Schleifbürste 13 mit der Spannungsquelle
verbunden und der Gleichstrommotor läuft dann in einer ersten Drehzahlstufe
mit niedriger Drehzahl. Wird der Betriebsschalter 20 mit seiner beweglichen
Kontaktbrücke 21 in seine andere Schaltstufe II umgestellt, wird ein zweites
Bürstenpaar mit der ersten Schleifbürste 12 und der dritten Schleifbürste 14
angesteuert. Der Gleichstrommotor wird dann in seiner zweiten Drehzahlstufe
mit höherer Drehzahl betrieben. Insoweit ist die Ansteuerschaltung für den
Gleichstrommotor 10 bekannt.
Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist nun die Ausbildung eines
insgesamt mit 40 bezeichneten Spannungsbegrenzers, dessen Aufgabe es ist, die
beim Abschalten des Gleichstrommotors 10 entstehenden induktiven
Spannungsspitzen auf Werte unterhalb einer bestimmten Schwelle,
beispielsweise 70 Volt, zu begrenzen. Zu diesem Spannungsbegrenzer 40 gehört
eine Zenerdiode 41, die mit ihrem ersten Anschluß, im vorliegenden Fall der
Kathode, mit der ersten Schleifbürste 12 des Gleichstrommotors 10 bzw. dem
negativen Pol 32 der Gleichspannungsquelle 31 verbunden ist. Der andere
Anschluß 43, im vorliegenden Fall also die Anode dieser Zenerdiode 41 ist
über eine erste Diode 45 mit der zweiten Schleifbürste 13 und über eine
weitere Diode 46 mit der dritten Schleifbürste 14 elektrisch leitend
verbunden. Aus der Zeichnung geht hervor, daß diese Dioden bezüglich der
Gleichspannungsquelle bzw. der von dieser Gleichspannungsquelle 31 an eine
der beiden Bürstenpaare angelegten Spannung in Sperrichtung gepolt sind.
Durch die beim Abschalten des Gleichstrommotors entstehenden inversen
Überspannungen wird wenigstens eine dieser Dioden 45, 46 aber leitend
gesteuert. Die Überspannung wird dann aber durch die Zenerdiode 41 auf einen
bestimmten Schwellwert begrenzt, so daß keine störenden Überspannungen in
das Bordnetz zurückfließen und dort unbeabsichtigt Schaltvorgänge auslösen
können.
Aus der Zeichnung ist also ersichtlich, daß nach der vorliegenden Erfindung
zur Spannungsbegrenzung an beiden, separat ansteuerbaren Bürstenpaaren drei
Bauelemente benötigt werden, wobei aber diese Bauelemente in großen
Stückzahlen hergestellt werden und damit entsprechend kostengünstig
beschafft werden können. Mit diesen handelsüblichen Bauelementen wird der
gleiche Schutz erreicht wie mit den beiden bisher verwendeten
Suppressor-Dioden, die wesentlich teurer sind. Dabei ist in beiden Fällen
ein Verpolschutz realisiert, wenn die Zenerspannung größer ist als die
Betriebsspannung. Wenn nämlich bei der erfindungsgemäßen Ausführung
versehentlich die Gleichspannungsquelle 31 mit falscher Polarität
angeschlossen wird, ist eine Zerstörung eines Halbleiterelementes vermieden,
weil gewissermaßen immer zwei Diodenstrecken gegensinnig gepolt in Reihe
geschaltet sind.
In der Zeichnung ist gestrichelt noch angedeutet, daß zum Betrieb in einer
weiteren Drehzahlstufe dem Kollektor eine weitere Schleifbürste 15
zugeordnet sein kann. Diese weitere Schleifbürste 15 wird dann einfach über
eine weitere Diode 47 mit der Zenerdiode 41 verbunden, wodurch ein Schutz
beim Abschalten auch dieser Drehzahlstufe erreicht wird. Zur Dämpfung der
negativen Spannungsspitzen beim Abschalten weiterer Drehzahlstufen wird
jeweils also nur eine einzige normale Diode benötigt, so daß nur geringe
Kosten anfallen.
Claims (2)
1. Antrieb, insbesondere für Wischanlagen an Kraftfahrzeugen, mit einem
Gleichstrommotor mit einem Kollektor und wenigstens drei auf dem Kollektor
aufliegenden Schleifbürsten zum Betrieb des Gleichstrommotors in einer
ersten Drehzahlstufe, wenn ein erstes Bürstenpaar mit einer ersten und
zweiten Schleifbürste über einen Betriebsschalter an einer
Gleichspannungsquelle angeschlossen sind, und zum Betrieb in einer zweiten
Drehzahlstufe, wenn ein zweites Bürstenpaar mit der ersten und einerdritten
Schleifbürste über den Betriebsschalter an die Gleichspannungsquelle
angeschlossen sind, wobei die induktiven Spannungsspitzen beim Abschalten des
Gleichstrommotors durch den Bürstenpaaren vorgeschaltete Spannungsbegrenzer
auf Werte unterhalb einer bestimmten Schwelle begrenzt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Spannungsbegrenzung an beiden Bürstenpaaren
(12-13; 12-14) nur eine einzige Zenerdiode (41) mit der ersten Schleifbürste (12)
und der zweite Anschluß (43) über jeweils eine bezüglich der von der
Gleichspannungsquelle (31) gelieferten Versorgungsspannung in Sperrichtung
gepolte Diode (45, 46) mit der zweiten oder dritten Schleifbürste (13, 14)
verbunden ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb in
weiteren Drehzahlstufen dem Kollektor (11) weitere Schleifbürsten (15)
zugeordnet sind und daß diese weiteren Schleifbürsten (15) über jeweils eine
Diode (47) mit dem zweiten Anschluß (43) der Zenderdiode (41) verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3930539A DE3930539A1 (de) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Antrieb, insbesondere fuer wischanlagen an kraftfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3930539A DE3930539A1 (de) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Antrieb, insbesondere fuer wischanlagen an kraftfahrzeugen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3930539A1 true DE3930539A1 (de) | 1991-03-21 |
Family
ID=6389319
Family Applications (1)
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DE3930539A Withdrawn DE3930539A1 (de) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Antrieb, insbesondere fuer wischanlagen an kraftfahrzeugen |
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Country | Link |
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DE (1) | DE3930539A1 (de) |
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-
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- 1989-09-13 DE DE3930539A patent/DE3930539A1/de not_active Withdrawn
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