专利名称：接触盘系统和玻璃刮水器电机的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种接触盘系统，包括一个可转动的接触盘和多个接触件，其中所述接触盘具有多条触轨，并且每个接触件均对应一条触轨。本发明还涉及一种采用一个接触盘系统对玻璃刮水器电机进行控制的方法，所述接触盘系统包括一个可转动接触盘和多个接触件，其中所述接触盘具有多条触轨，并且每个接触件均对应一条触轨。此外，本发明还涉及一种玻璃刮水器电机，其接触盘系统包括一个可转动接触盘和多个接触件，其中所述接触盘具有多条触轨，并且每个接触件均对应一条触轨。
已有技术具有上述类型的接触盘系统的玻璃刮水器装置以及上述类型的玻璃刮水器电机的控制方法已是公知的，特别是应用于清洗汽车玻璃。通常玻璃刮水器装置是用开关操纵的，该开关位于汽车内部，而且大多设计成转向组合开关。通过拨动转向组合开关可以使玻璃刮水器装置从关闭状态进入至少一个工作状态。通常实现具有多个玻璃刮水器速度的工作状态和一个间歇刮水转换。
为了保证玻璃刮水器在转向组合开关关闭后，不会停留在一个中间位置上，而是正常地回到停放位置上，要采用公知的接触盘系统。通过这种接触盘系统，可保持玻璃刮水器电机的电流回路处在接通状态，直到玻璃刮水器达到停放位置为止。
图1中表示出一个接触盘110，它用于已有技术中的接触盘系统。这种接触盘110被安装在所述类型的玻璃刮水器电机内，使其与玻璃刮水器电机同步转动。所述接触盘110与3个接触件相接触，所述接触件分别在接触盘110的一条触轨上滑动。一个第一接触件在一条有一个断点的外触轨120上滑动。第二接触件在一条内触轨122上滑动，该触轨是一条短触轨，并且有一个第三接触件在一条连续的中间触轨121上滑动。采用这种结构可以实现在所有的电机位置上，除了在端点位置和端点位置附近的范围之外，保持电流接通。其实现方式是，一个与蓄电池正极相连的接触件在外触轨120上滑动。一个在中间触轨121上滑动的接触件与刮水器电机相连接。因此电流可以一直从蓄电池正极流向刮水器电机，只要所述第一接触件在外触轨120的导电区上滑动。只有当接触盘110转动到接触件达到了外触轨120的断点处时，才将电流切断。由于电机的惯性，接触盘在电流切断后还要继续转动。这种继续转动当然会在短的内触轨122的导电区与一个接触件相连接的时刻结束。该接触件的作用是将电机短路，通过这种方式实现主动制动。
由于已有技术中的接触盘有3条触轨，所以它要有一定的最小结构尺寸。但是对于玻璃刮水器电机，人们希望其总体结构尺寸要尽可能小，特别是接触盘的尺寸要较小。此外，较小尺寸的接触盘的优点是，制造玻璃刮水器电机时，特别是在具有摆动机构的后窗刮水器电机中，目前必须满足的是，接触盘应当在相对摆动机构而言的对面一侧触点接通。由于以上原因，玻璃刮水器电机在目前的装配中要在装配传送带上转动，从而增加了制造工艺的费用。
本发明的优点本发明对以上所述类型的接触盘系统的改进在于，所述接触盘具有2条触轨，并且多个接触件中的两个选择出的接触件始终保持在相同的电位上，并在同一条触轨上滑动。通过该方式可实现一种具有两条触轨的接触盘，电流的通路可一直保持到玻璃刮水器达到停放位置或即将抵达停放位置。通过该方式使接触盘具有两条触轨即可，减小了其结构尺寸，即径向结构宽度，有利于减小玻璃刮水器电机的整体结构尺寸，而且有利于制造工艺的简化。
所选择的接触件优选在一条具有导电区和电绝缘区的第一触轨上滑动，并且所选择的接触件中至少有一个接触件与所述导电区相连。如果玻璃刮水器电机通过拨动转向组合开关而关闭，则可经至少一个所选择的接触件使刮水器电机保持电路连接，因为始终至少有一个所选择的接触件是与第一条触轨的导电区保持连接的。
第一条触轨的电绝缘区优选是通过导电触轨的断点实现的，并且所述选择出的接触件具有一个间距，它大于第一触轨的断点。在一个圆形接触盘上，所述电绝缘区可通过带有径向伸展的界线的切口实现。如果该断点的开角小于所选择接触件的间距角，则通过这种方式可保证始终有一个所选择的接触件与第一条触轨的导电区保持连接。
特别优选的方案是，在第一触轨上有一个另外的第一接触件滑动，该另外的第一接触件的作用是，在接触盘和汽车蓄电池正极之间保持电连接。所以即便转向组合开关处在关闭位置上，也能够在蓄电池正极和电机之间经所述另外的第一接触件和至少一个所选择的接触件保持电连接。只有当所述另外的第一接触件离开了第一触轨的导电区，而且处于第一触轨的绝缘区时，才将电流切断。
一种特别有利的方案是，一条第二触轨具有一个电绝缘区和一个导电区，并且在所述第二触轨上有一个另外的第二接触件滑动。该接触件的作用是，实现电机的电气短路，并且在达到停放位置时实现电机的主动制动。
一种优选的方案是，所述第一触轨上的断点，第二触轨上的导电区、所述另外的第一接触件和所述另外的第二接触件相互间这样配置，使得存在一种状态，在该状态中，所述另外的第一接触件和所述另外的第二接触件均不与第一触轨和第二触轨上的导电区相连。在该状态下，玻璃刮水器电机的电路中的电流已经被切断。电机和接触盘由于其惯性还继续转动。在该阶段中电机的转速下降，只有当所述另外的第二接触件与第二触轨的导电区发生连接时，由于电气短路使电机产生主动制动。
特别有利的方案是，被第二触轨上的导电区覆盖的角度范围小于被第一触轨上的电绝缘区覆盖的角度范围。该结构可允许所述另外的第一接触件由于接触盘的转动而离开第一触轨的导电区，而另外的第二接触件还尚未抵达第二触轨的导电区。在这种中间状态下，即不会发生电机的驱动，也不会发生电机的主动制动。此时电机在其惯性作用下继续转动，但是转速减小。只有当第二触轨的导电区与所述另外的第二接触件连通时才最终实现电机制动。
所述接触件最好是接触簧。通过该方式能在接触盘和接触件之间建立可靠的接触。
本发明采用所述接触盘系统控制玻璃刮水器电机，从而对所述类型的方法实现了改进。通过该方式可使本发明所述接触盘系统的优点通过一种控制方法中得以实现。
本发明的一种特别有利的方法是，一个与所述接触盘系统相连的开关执行换向，并且所述接触盘一直保持转动，直至所述另外的第二接触件与第二触轨的导电区连通。所述控制方法以有利的方式实现了玻璃刮水器从工作位置向停放位置的可靠过渡。
一种有利的方案是，在所述另外的第二接触件与第二触轨的导电区连通之前，切断所述另外的第一接触件与第一触轨的导电区的连通。在按上述方式产生的中间状态中，电机和蓄电池之间的电连接虽然已经被切断，但是在惯性作用下相关部件仍继续转动，当然电机的转速变慢。只有当第二触轨的导电区与所述另外的第二接触件连通时才最终实现电机制动。
本发明对所述玻璃刮水器电机的改进是，它具有所述的接触盘系统。这样可使玻璃刮水器电机应用本发明所述接触盘和本发明所述方法的所有优点。特别有利的是所述玻璃刮水器电机制造时减小了结构尺寸。
本发明所依据的出人意料的认识是，采用合适的接触件配置以及合适的接触盘几何形状，可以实现一个三触轨接触盘的功能，即已有技术中采用的玻璃刮水器电机接触盘，但是却用一种两触轨接触盘实现。所以本发明所述玻璃刮水器电机的结构尺寸更小。特别是可以简化制造工艺，因为在装配传送带上不再需要在工件支架上转动电机。
附图下面对照附图所示优选实施例对本发明作进一步的说明。
图1表示一种已有技术中的接触盘；图2表示一种本发明所述接触盘；图3表示一种本发明所述接触盘系统在接通状态下的电路图；图4表示图3所示电路的替换电路图；图5表示一种本发明所述接触盘系统在第一中间状态下的电路图；图6表示一种本发明所述接触盘系统在第二中间状态下的电路图；图7表示一种本发明所述接触盘系统在第三中间状态下的电路图；图8表示图5至图7所示电路的替换电路图；图9表示一种本发明所述接触盘系统在第四中间状态下的电路图；图10表示图9所示电路的替换电路图；图11表示一种本发明所述接触盘系统在关闭状态下的电路图12表示图11所示电路的替换电路图。
对实施例的描述在以下对附图的说明中，相同的元件采用相同的标号。
图2表示本发明所述接触盘系统的俯视图。该接触盘系统包括一个接触盘10和多个接触件12、14、16、18。所述接触件12、14、16、18是接触簧。接触盘10具有两个触轨20、22。第一触轨20有一个相对较长的导电区24和一个相对较短的电绝缘区26，后者是通过触轨20的断点实现的。所述第一触轨20在径向上位于第二触轨22的外侧。该第二触轨22具有一个相对较长的电绝缘区28和一个相对较短的导电区30。导电区30是作为短的附件在第一触轨20的导电区24上实现的。所述多个接触件12、14、16、18中的二个接触件12、14被称为选择出的接触件12、14，它的接触点36、38具有一个间距角，该角大于第一触轨20的断点26。通过该方式，始终至少有一个接触件12、14与第一触轨20的导电区24连通。所述另外的第一接触件16在第一触轨20上滑动。所述另一个第二接触件18在第二触轨22上滑动。由第一触轨20的断点26覆盖的角度区域大于由第二触轨的导电区30覆盖的角度范围。所述另外的第一接触件16的接触点40以及所述另外的第二接触件18的接触点42以及第一触轨20的断点26和第二触轨22的导电区30相互间这样配置，使得产生一个状态，在该状态下，所述另外的第一接触件16和另外的第二接触件18均不与其对应的触轨连通。同样地要这样选择所述另外的第一接触件16、另外的第二接触件18以及第一触轨20的断点26和第二触轨22的导电区30的配置，使得产生一种状态，在该状态下所述另外的第二接触件18与第二触轨22的导电区30连通，而所述另外的第一接触件16位于第一触轨20的电绝缘区26内，从而切断通向接触盘10的电接触。
图3表示一种本发明所述接触盘系统在接通状态下的电路图。一个开关34通常是作为转向组合开关构成的，它可在端子53和汽车蓄电池正极之间建立连通。通过该方式，经端子53、一个极性保护二极管44以及一个线圈46将正向电位施加到电机32上。该电位与接触盘10相对于接触件12、14、16、18的位置有关，在图中表示出与电机32同步转动的接触盘10的任意瞬间状态。
图4表示图3所示电路的替换电路图。如图所示，端子53始终经开关34保持在正电位上。接触盘10通过一个由电机32操纵的开关示意性表示，它在多个开关状态之间切换，其中在某个时间可使电机32经端子53a与正极实现额外的连通。该连通是在示意性表示的接触盘10上用实线表示的。在另一个时间，发动机32与端子53实现附加连通。该连通是在示意性表示的接触盘10上用右虚线表示的。同样还存在一种状态，在该状态下接触盘10没有形成电机32与通向端子53、53a的附加连通，该状态是在示意性表示的接触盘10上用中间的虚线表示的。与接触盘10的开关状态无关，在接通状态下，也就是说，在开关34与正极建立连通的状态下，正电位经线圈46作用到电机32上。
图5表示一种本发明所述接触盘系统在第一中间状态下的电路图。为了关闭玻璃刮水器，将开关34拨动，通过开关34建立通向蓄电池负极的连通。当然电机32还继续经端子53a、接触件16、接触盘10和接触件12获得正电位。在图5所示的瞬间状态下，接触件14位于接触盘10的第一触轨20的电绝缘区内。因为所述选择出的接触件12、14之间的间距大于接触盘10的第一触轨20的断点26，所以从接触盘10至电机32始终保持连通。另外的第二接触件18经端子53处在负电位上，它没有与接触盘连通，因为它位于第二触轨22的电绝缘区上。
图6表示一种本发明所述接触盘系统在第二中间状态下的电路图。该第二中间状态相当于图5所示的第一中间状态，其区别是正极接触是经所述另外的选择出的接触件14建立的。
图7表示一种本发明所述接触盘系统在第三中间状态下的电路图。该第三中间状态也相当于图5所示的第一中间状态和图6所示的第二中间状态，其区别是正极和电机32之间的连通在图7所示的瞬间状态中是通过两个选择出的接触件12、14保持的。
图8表示图5至图7所示电路的替换电路图。在所有状态中，正极经端子53a与电机连通，使其保持运行。
图9表示一种本发明所述接触盘系统在第四中间状态下的电路图。该第四中间状态和第一中间状态、第二中间状态以及第三中间状态之间有电路上的区别。在图9所示的第四中间状态中，所述另外的第一接触件16位于第一触轨20的电绝缘区内。所以正电位不再作用到所选择出的接触件12、14上，也没有电压作用在电机32上。所述另外的第二接触件18处在第二触轨22的电绝缘区内，然而马上就要与导电区相接触。从图9所示的状态出发，接触盘由于相关部件的惯性作用将继续转动。
图10表示图9所示电路的替换电路图。如图所示，端子53a和端子53均没有连通电机。这就是说用于正常工作的正电位没有作用在电机32上。同样也没有负电位作用在电机32上，它会使电机32短接。
图11表示一种本发明所述接触盘系统在关闭状态下的电路图。和图9所示的一样，其中的接触件16也位于触轨20的电绝缘区26内。和图9不同的是，接触件18在图11所示的瞬间状态处在第二触轨22的导电区30内。所以在负极和电机之间经端子53和接触件18产生连通。电机此时被短路，从而实现主动制动。玻璃刮水器处在停放位置上。
图12表示图11所示电路的替换电路图。如图所示，表示接触盘10的开关以负极连通电机32，使得电机短路。
按照本发明对以上实施例的描述仅用于说明目的，并没有限制本发明的目的。在本发明框架内可以有各种改变和变化，而不会脱离本发明的范围及其等同方案。
权利要求
1.接触盘系统，包括一个可转动的接触盘(10)和多个接触件(12，14，16，18)，其中所述接触盘(10)具有多条触轨(20，22)，并且每个接触件(12，14，16，18)均对应一条触轨(20，22)，本发明的特征是，所述接触盘(10)具有两条触轨(20，22)，并且所述多个接触件(12，14，16，18)的两个选择出的接触件(12，14)始终处在同一个电位上，并且在同一条触轨(20)上滑动。
2.如权利要求1所述的接触盘系统，其特征是，所述选择出的接触件(12，14)在一条第一触轨(20)上滑动，该触轨具有一个导电区(24)和一个电绝缘区(26)，并且所述选择出的接触件(12，14)的至少一个接触件(12，14)与所述第一触轨(20)上的导电区(24)相连。
3.如权利要求1或2所述的接触盘系统，其特征是，所述第一触轨(20)上的电绝缘区(26)是通过导电区(24)的断点实现的，并且所述选择出的接触件(12，14)具有一个间距，它大于导电区(24)的断点。
4.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，一个另外的第一接触件(16)在第一触轨(20)上滑动。
5.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，一条第二触轨(22)具有一个电绝缘区(28)和一个导电区(30)，并且，一个另外的第二接触件(18)在所述第二触轨(22)上滑动。
6.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，所述第一触轨(20)上的断点(26)，第二触轨(22)上的导电区(30)，所述另外的第一接触件(16)和所述另外的第二接触件(18)相互间被这样配置，使得存在一种状态，在该状态中，所述另外的第一接触件(16)和另外的第二接触件(18)均不与第一触轨(20)和第二触轨(22)上的导电区(24，30)相连。
7.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，由第二触轨(22)上的导电区(30)覆盖的角度范围小于被第一触轨(20)上的电绝缘区(26)覆盖的角度范围。
8.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，所述接触件(12，14，16，18)是接触簧。
9.采用如权利要求1至8中任何一项所述接触盘系统控制玻璃刮水器电机(32)的方法。
10.如权利要求9所述的方法，其特征是，一个与所述接触盘系统相连的开关(34)执行换向，并且所述接触盘(10)一直保持转动，直至所述另外的第二接触件(18)与第二触轨(22)的导电区(30)连通。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征是，在所述另外的第二接触件(18)与第二触轨(22)的导电区(30)连通之前，切断所述另外的第一接触件(16)与第一触轨(20)的导电区(24)的连通。
12.玻璃刮水器电机，具有权利要求1至9中任何一项所述的接触盘系统。
全文摘要
本发明涉及一种接触盘系统，包括一个可转动的接触盘(10)和多个接触件(12，14，16，18)，其中所述接触盘(10)具有多条触轨(20，22)，并且每个接触件(12，14，16，18)均对应一条触轨(20，22)，其中，所述接触盘(10)具有两条触轨(20，22)，并且所述多个接触件(12，14，16，18)的两个选择出的接触件(12，14)始终处在同一个电位上，并且在同一条触轨(20)上滑动。本发明还涉及一种玻璃刮水器电机和控制玻璃刮水器电机的方法。
文档编号H01H19/00GK1394178SQ01803367
公开日2003年1月29日 申请日期2001年9月26日 优先权日2000年10月28日
发明者罗兰·博恩 申请人:罗伯特·博施有限公司