DE4217037C1

DE4217037C1 - Steuerungseinrichtung für einen elektrischen Antrieb einer Kraftfahrzeug-Heizungs-oder Klimaanlage

Info

Publication number: DE4217037C1
Application number: DE19924217037
Authority: DE
Inventors: Ralf Martin
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-06-03
Anticipated expiration: 2012-05-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungseinrichtung für einen elektrischen Antrieb in einer Kraftfahrzeug-Heizungs- oder -klimaanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Steuerungseinrichtungen sind bei spielsweise für Gebläsemotoren vorgesehen, wobei die Leistungsabstufung über die Vorschaltwiderstände erfolgt. Über ein manuell betätigbares Stellelement in einem Bediengerät ist dabei eine bau lich mit dem Bediengerät vereinigter Stufenschalter vorgesehen, der über eine entsprechende Anzahl von Schaltkontakten verfügt. Die Widerstände selbst befinden sich wegen ihrer großen Wärmeentwicklung nicht in unmittelbarer Nähe des Bediengerätes, so daß zur elektrischen Verbindung jedes Schaltkontaktes mit den Wi derständen ein entsprechendes mehradriges Kabel zur Leistungsüber tragung sowie den entsprechenden Anschlußkontakten erforderlich ist.

Solche bekannten Steuerungseinrichtungen zur Leistungsabstufung von elektrischen Antrieben sind beispielsweise in US-A-34 16 059 und US-A-44 08 244 beschrieben. Diese Anordnungen sind jedoch auf grund der Vielzahl der erforderlichen Kontakte und des Kabelstran ges mit hohen Kosten verbunden. Außerdem führt die Vielzahl von Steckkontakten zu zusätzlichen Fehlerquellen und es treten Span nungsverluste auf.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsein richtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, die einfacher im Aufbau, billiger in der Herstellung und sicherer in der Funktion ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Steuerungseinrichtung der genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß der Kabelstrang zur Verbindung zwischen Schalter und Vorschaltwi derständen sowie die entsprechenden Steckkontakte eingespart wer den können und die Spannungsverluste durch kürzere Anschlußleitun gen und geringere Anzahl von Kontaktstellen reduziert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erforderliche Stell kraft am Stellelement unabhängig von der Betätigungskraft des be weglichen Kontaktes im Schalter ist, d. h. eine Rückwirkung des er forderlichen Anpreßdruckes der Kontakte auf das Stellelement ist nicht vorhanden.

Als gelenkige oder flexible mechanische Verbindung können bei spielsweise Gestänge mit Hebeln, Flachbandzüge oder dergleichen vorgesehen sein. Als besonders geeignet wird jedoch angesehen, daß die mechanische Verbindung einen Bowdenzug umfaßt, dessen Bowden zugseil mit einem Ende an dem Betätigungselement und mit dem ande ren Ende an dem beweglichen Kontakt befestigt ist.

Eine weitere Reduktion des baulichen Aufwands und der Herstel lungskosten wird dadurch erreicht, daß die Vorschaltwiderstände auf einem Gehäuse befestigt sind, in dem der Schalter angeordnet ist. Dabei sind vorzugsweise an den ortsfesten Kontakten des Schalters die Anschlüsse der Widerstände befestigt. Die Baueinheit aus Schalter und Widerstandsgruppe benötigt lediglich zwei elektrische Anschlüsse, nämlich einen für den nachgeschalteten elektrischen Antrieb und einen für das Bordnetz. Für diese elektrischen An schlüsse sind vorzugsweise an dem Gehäuse zwei Kontaktstifte vor gesehen, die sich vorzugsweise an der den Widerständen entfernt liegenden Seite des Gehäuses befinden.

Es ist außerdem vorteilhaft, daß das Bowdenzugseil aus einem elek trisch leitenden Material besteht, und mit dem beweglichen Kontakt des Schalters sowie mit einem Schleifkontakt am Stellelement lei tend verbunden ist. Auf diese Weise kann ohne eine zusätzliche elektrische Leitung der Draht des Bowdenzugs als elektrischer Lei ter benutzt werden, beispielsweise für Verbraucher mit geringer Leistungsaufnahme wie eine Schalterbeleuchtung oder dergleichen.

Das Gehäuse des Schalters ist auf seiner den Vorschaltwiderständen abgewandten Seite mit einer Öffnung versehen, durch die der Schal ter montiert und das Bowdenzugseil befestigt wird. Diese Öffnung wird mittels einer Abdeckung verschlossen und zur Verbindung von Abdeckung und Gehäuse sind Rastmittel vorgesehen. Das Gehäuse wird in einem luftführenden Kanal derart angeordnet, daß die Vorschalt widerstände einem Kühlluftstrom ausgesetzt sind. Diese Anordnung geschieht vorzugsweise in dem Gebläsegehäuse, so daß bei einge schaltetem Gebläse die dem Gebläsemotor zugeordneten Vorschaltwi derstände gekühlt werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläu tert:

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Schaltplan mit Schalter in einer 0-Stellung;

Fig. 2 einen Schaltplan mit Schalter in der Stellung für die zweite Drehzahlstufe;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Schaltergehäuses mit darauf befindlichen Vorschaltwiderständen;

Fig. 4 eine Abdeckung als Verschluß des Schalter gehäuses und

Fig. 5 eine Innenansicht des Schalters von der Unterseite.

Der in der Fig. 1 dargestellte Schaltplan zeigt einen Elektromotor 10, der über einen Steckkontakt 24 und eine elektrische Verbin dungsleitung 25 mit einem Bordnetzanschluß 14, und über einen Steckkontakt 26 und eine Verbindungsleitung 27 mit einer Vorwider standsgruppe 12 verbunden ist. Die Vorwiderstandsgruppe 12 umfaßt drei Vorschaltwiderstände 21, 22 und 23, die auf einem Gehäuse 11 angeordnet sind. Das Gehäuse 11 beinhaltet außerdem einen Schalter 13 mit einem beweglichen Kontakt 30 und mehreren festen Kontakten 31, 32, 33 und 34. Die festen Kontakte 31 bis 34 sind derart mit den Vorschaltwiderständen 21, 22 und 23 verbunden, daß je nach Einstellung des beweglichen Kontaktes 30 an einem der festen Kon takte 31 bis 34 die Widerstände beliebig zuschaltbar oder über brückbar sind. Der bewegliche Kontakt 30 ist um einen Drehpunkt 29 schwenkbar und mittels einer elektrischen Leitung 28 mit dem Bord netzanschluß 14 verbunden.

Mit 15 ist ein Bediengerät bezeichnet, das räumlich von dem Ge häuse 11 getrennt ist und vorzugsweise im Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs eingebaut wird. Dieses Bediengerät 15 umfaßt ein Stellelement 20, das gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 in fünf verschiedenen Positionen einstellbar ist. Das Stellelement 20 ist mittels eines Bowdenzugs 16 mit dem beweglichen Kontakt 30 des Schalters 13 gekoppelt, wobei das Bowdenzugseil 17 mit einem Ende 18 an dem beweglichen Kontakt 30 angreift und das andere Ende 19 an dem Stellelement 20 angelenkt ist. Auf diese Weise ist eine flexible mechanische Verbindung geschaffen, durch die die Position des Stellelementes 20 die Stellung des beweglichen Kontaktes 30 im Schalter 13 bestimmt.

Die in Fig. 1 dargestellte Position des Stellelementes 20 auf "0" bedeutet, daß der bewegliche Kontakt 30 an keinem der festen Kon takte 31 bis 34 anliegt und somit der Elektromotor 10, der vor zugsweise als Antriebsmotor für ein Gebläse dient, nicht mit elek trischer Energie versorgt wird. Betätigt man das Stellelement 20 des Bediengerätes 15 in eine der Positionen I bis IV, so wird der bewegliche Kontakt 30 des Schalters 13 in Anlage an einem der fe sten Kontakte 31 bis 34 gebracht und der Elektromotor wahlweise über einen oder mehrere Vorwiderstände 21 bis 23, oder aber direkt mit dem Bordnetzanschluß 14 verbunden. Auf diese Weise kann durch die Einstellung des Stellelementes 20 der Elektromotor 10 mit ei ner gewünschten, abgestuften oder aber mit der vollen Drehzahl be trieben werden.

In dem Bediengerät 15 befindet sich eine Glühlampe 35 zur Beleuch tung der Symbole 0 bis IV und der Lage des Stellelementes 20. Die Glühlampe 35 ist über eine Brücke 37 mit einem nicht näher darge stellten Schleifkontakt am Stellhebel 20 angeschlossen und steht andererseits über eine Leitung 36 mit dem Bordnetzanschluß 14 in Verbindung. Da das Bowdenzugseil 17 elektrisch leitend ist, liegt die Glühlampe 35 zwischen dem Plus- und dem Minuspol des Bordnetz anschlusses 14.

In Fig. 2 ist der bereits zu Fig. 1 beschriebene Schaltplan mit einer Schalter- und Bediengerätestellung für die zweite Drehzahl stufe dargestellt. In dieser Stellung bilden die beiden Vorschalt widerstände 22 und 23 eine Reihenschaltung in der Zuleitung des Elektromotors 10.

In Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung eines Schalterge häuses 51 gezeigt, aus dem an der Oberseite drei Blechteile 45, 46 und 47 hervorstehen, deren innerhalb des Gehäuses 51 liegendes Ende die festen Kontakte des Schalters bilden. An den herausste henden Enden der Blechteile 45, 46 und 47 sind die Enden der als Drahtwendeln ausgestalteten Vorwiderständen 41 und 42 angeschlos sen. Auf der Unterseite des Gehäuses 51 ragen zwei Kontaktstifte 48 und 49 hervor, an welche die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Leitungen 27 und 28 angeschlossen werden. An dem Gehäuse 51 ist seitlich ein Stutzen 50 angeformt, der zur Aufnahme des Endes ei ner Bowdenzughülle 43 eines Bowdenzuges 40 dient. Das Bowdenzug seil ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet.

Das Gehäuse 51 ist - wie in Fig. 5 dargestellt - auf der Unter seite offen, damit die Schaltereinheit montiert werden kann. Das Gehäuse 51 wird danach jedoch durch die in Fig. 4 dargestellte Ab deckung 55 verschlossen. Diese Abdeckung 55 besitzt seitliche Wandteile 38 und Lappen 39 mit Öffnungen 52, die zur Aufnahme von am Gehäuse 51 und Stutzen 50 angeformten Rastnasen 53 dienen.

Aus der in Fig. 5 dargestellten Innenansicht des Schalters 56 von der Unterseite des Gehäuses 51 her - ist das Zusammenwirken eines beweglichen Kontaktes 54 mit den festen Kontakten 45′, 46′ und 47′ deutlich. Die festen Kontakte 45′, 46′ und 47′ sind dabei durch die innenliegenden Enden der Blechteile 45, 46 und 47 gebil det, an deren Enden - wie bereits in Fig. 3 angegeben - die Wider stände 41 und 42 angeschlossen sind. Das Bowdenzugseil 44 ist mit seinem Ende 18 an dem beweglichen Kontakt 54 angeschlossen und die Verschiebung des Bowdenzugseils 44 gegenüber der Bowdenzughülle 43 bewirkt die lineare Verschiebung des beweglichen Kontaktes 54. In der Darstellung gemäß Fig. 5 liegt der bewegliche Kontakt 54 an dem festen Kontakt 45′, wodurch die erste Gebläsestufe eingeschal tet ist. Durch Verschiebung des Kontaktes 54 in Richtung auf den Stutzen 50 wird der Kontakt unterbrochen und damit der Elektromo tor abgeschaltet. In der entgegengesetzten Verschieberichtung wird zunächst der Kontakt 47′ mit dem Kontakt 54 in Anlage gebracht und somit eine zweite Gebläsestufe eingeschaltet, auf die bei weiterer Verschiebung der dritte feste Kontakt 46′ und damit die dritte Ge bläsestufe folgt.

Wie die Ausführungsbeispiele zeigen, kann die Erfindung sowohl mit Drehschaltern als auch gradlinig bewegten Kontakten realisiert werden. Es können auch beliebige Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Stellweg des Stellelementes 20 und dem beweglichen Kontakt 30 bzw. 54 realisiert werden.

Claims

1. Steuerungseinrichtung für einen elektrischen Antrieb (10) einer Kraftfahrzeug-Heizungs- oder Klimaanlage mit Vor schaltwiderständen (21, 22, 23,; 41, 42), die zur Leistungs abstufung des Antriebs (10) dienen, und mit einem vorzugs weise manuell betätigbaren Stellelement (20) in einem Be diengerät (15), dessen Stellung die Position eines bewegli chen Kontaktes (30, 54) eines den Vorschaltwiderständen (21, 22, 23; 41, 42) zugeordneten Schalters (13, 56) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (13, 56) und das Stellelement (20) räumlich voneinander getrennt sind, wobei der Schalter (13, 56) im Bereich des elektrischen Antriebs (10) angeordnet ist und der bewegliche Kontakt (30, 54) des Schalters (13, 56) über eine gelenkige oder flexible mecha nische Verbindung mit dem Stellelement (20) gekoppelt ist.

2. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die mechanische Verbindung einen Bowdenzug (16, 40) umfaßt, dessen Bowdenzugseil (17, 44) mit einem Ende (19) an dem Stellelement (20) und mit dem anderen Ende (18) an dem beweglichen Kontakt (30, 54) befestigt ist.

3. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Vorschaltwiderstände (21, 22, 23; 41, 42) auf einem Gehäuse (11; 51) befestigt sind, in dem der Schalter (13) angeordnet ist.

4. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß an den ortsfesten Kontakten (31, 32, 33, 34; 45′, 46′, 47′) des Schalters (13, 56) die Anschlüsse der Wider stände (21, 22, 23; 41, 42) befestigt sind.

5. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß an dem Gehäuse (51) zwei Kontaktstifte (48, 49) für die elektrischen Anschlüsse vorgesehen sind, die sich vor zugsweise an der den Widerständen (41, 42) entfernt liegen den Seite befinden.

6. Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß das Bowdenzugseil (17; 44) aus ei nem elektrisch leitenden Material besteht und mit dem beweg lichen Kontakt (30; 54) des Schalters (13, 56) sowie mit ei nem Schleifkontakt am Stellelement (20) leitend verbunden ist.

7. Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (51) auf seiner den Vorschaltwiderständen (41, 42) abgewandten Seite mittels ei ner Abdeckung (55) verschlossen ist und zur Verbindung von Abdeckung (55) und Gehäuse (51) Rastmittel (53) vorgesehen sind.

8. Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Vorschaltwiderstände (21, 22, 23; 41, 42) in einem luftführenden Kanal, vorzugsweise in einem Gebläsegehäuse angeordnet sind.