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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sprühwaschdüse für ein Fahrzeug (z.B. ein Kraftfahrzeug), insbesondere ein Sprühbauteil für eine Waschdüse, die Fremdsubstanzen von einer Windschutzscheibe entfernt, indem sie eine Waschflüssigkeit auf eine Windschutzscheibe sprüht.
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Beschreibung bezogener Technik
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Im Allgemeinen ist eine Windschutzscheibe an der Vorderseite eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeuges) befestigt, um Wind abzuschirmen oder die Frontsicht des Fahrers zu sichern, während sich das Fahrzeug bewegt. Da die Oberfläche der Windschutzscheibe regelmäßig mit verschiedenen Fremdsubstanzen verschmutzt ist, ist es notwendig, dass die auf dem Glas befindlichen Fremdsubstanzen entfernt werden, um eine ausreichende Frontsicht für sicheres Fahren zu gewährleisten. Alle Fahrzeuge sind zum Entfernen von Fremdsubstanzen, die sich auf der Windschutzscheibe befinden, mit einem Wischersystem und einer Waschdüse zum Sprühen einer Waschflüssigkeit ausgestattet.
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Wenn ein Fahrer für eine klare Sicht einen in der Nähe seines Fahrersitzes angeordneten Waschschalter betätigt, werden somit ein mit dem Waschschalter verbundener Waschmotor betrieben, eine in einem Waschflüssigkeitsbehälter gespeicherte Waschflüssigkeit vermittels dem Waschmotor durch die Waschdüse gesprüht und das Fahren störende Fremdsubstanzen durch die versprühte Waschflüssigkeit und den Betrieb der Scheibenwischer entfernt, so dass der Fahrer mit gewährleisteter Sicht sicher fahren kann.
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Da Waschdüsen für Fahrzeuge für gewöhnlich mit einer kleinen Menge Waschflüssigkeit und in einer kurzen Zeit eine große Fläche reinigen müssen, wurden bereits Versuche unternommen, durch die Verwendung von Sprühbauteilen für Waschdüsen die Waschfläche zu erhöhen. Die
Koreanische Patentanmeldung Nr. 10-2009-0047963 A offenbart ein Sprühbauteil für eine Waschdüse.
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Die Sprühbauteile von Waschdüsen gemäß der bezogenen Technik werden beispielsweise derart betrieben, dass ein Mittelstrom durch einen Rückführkanal zurückgeführt wird und eine Strömung eines Mittelstroms bewirkt, der mit sehr schmalen Sprühwinkeln von ungefähr 40~45° einen Einlass passiert (vgl. bezogene Technik 1 in 4). Es gibt weiter solche (Sprühbauteile), die nur schwer bei mittelgroßen und großen Fahrzeugen einsetzbar sind, da sie derart betrieben werden, dass zwei Strömungen, die durch schmale Bereiche kommen, drei stationäre Ströme erzeugen, indem sie aufeinandertreffen. So dass durch die Strömungen der stationären Ströme eine Strömung durch den Auslass mit einem unzureichendem Sprühwinkel von ungefähr 60~75° erzeugt wird (vgl. bezogene Technik 2 in 4).
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Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen allein einem verbesserten Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung. Sie stellen keine Würdigung des dem Fachmann bereits bekannten Standes der Technik dar und sollen diesen in keiner Weise wiedergeben.
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Erläuterung der Erfindung
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Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Sprühbauteil für eine Waschdüse mit vergrößertem Sprühwinkel bereitgestellt werden, welche bekannte Sprühwaschdüsen mit schmalen Sprühbereichen ersetzen kann. Hierzu soll eine neue Art von Sprühwaschdüse eingeführt werden, die eine Waschflüssigkeit unter Verwendung eines Mittelstroms und stationärer Ströme mit einem großen Sprühwinkel durch den Auslass sprüht.
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Eine Sprühwaschdüse gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen Einlass für den Zufluss einer Waschflüssigkeit, einen Auslass zum Sprühen der Waschflüssigkeit, einen zwischen dem Einlass und dem Auslass gebildeten Kanal und einen vor dem Einlass in dem Kanal gebildeten Hals aufweisen, wobei ein vorderer und ein hinterer Raum (z.B. Kammer) zur Erzeugung stationärer Ströme auf jeder der beiden Seiten und an / bei inneren Rändern des Kanals gebildet sind, wobei der vordere und der hintere Raum zur Erzeugung stationärer Ströme (z.B. Wirbelströme) auf jeder der beiden Seiten durch eine korrespondierende Trennwand von Trennwänden voneinander getrennt sind, die in einer Breitenrichtung (Weitenrichtung) des Kanals gesehen in Richtung einer Mittellinie des Kanals hervorstehen.
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Demgemäß wird in der Sprühwaschdüse eine Strömung in einem / eines Mittelstrom/s durch Bewegung in den Räumen zur Erzeugung stationärer Ströme induziert, wodurch der Sprühwinkel der Waschflüssigkeit am Auslass deutlich erhöht wird.
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Der Hals kann bevorzugt zwischen zwei in der Breitenrichtung des Kanals auf beiden Seiten des Kanals und vor dem Einlass angeordneten Strukturen gebildet sein, die jeweils eine gekrümmte Oberfläche aufweisen. Die Breiten des Einlasses, des Auslasses und des Halses erfüllen bevorzugt die Beziehung Einlass < Hals ≤ Auslass. In Längsrichtung des Kanals kann die Länge eines Einlasskanals zwischen dem Einlass und den Trennwänden bevorzugt größer sein, als die Länge eines Auslasskanals zwischen den Trennwänden und dem Auslass.
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Die Trennwände, die auf jeder der beiden Seite die Räume zur Erzeugung stationärer Ströme in einen vorderen und einen hinteren (Raum) unterteilen, können im Wesentlichen in einer V-Form ausgebildet sein, wobei ein Winkel der V-Form 60~70° sein kann. Dabei kann ein Winkel zwischen einer Seite der V-Form von einer oder jeder der Trennwände und der, in Breitenrichtung des Kanals gesehen, Mittellinie des Kanals bevorzugt 45~55° betragen.
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Bei der Sprühwaschdüse gemäß der vorliegenden Erfindung, werden in einem Kanal eine linke und eine rechte Strömung eines Mittelstroms durch die Bewegung von stationären Strömen, bspw. vier stationären Strömen, erzeugt / induziert und somit kann der Sprühwinkel der Waschflüssigkeit stark / schnell, ungefähr auf 70~82°, erhöht werden und eine große Waschfläche kann sichergestellt werden. Somit kann diese Sprühwaschdüse effektiv für mittelgroße und große Fahrzeuge genutzt werden.
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Die oben genannten sowie weitere Merkmale der Erfindung werden im Folgenden diskutiert.
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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche sich aus den beigefügten Zeichnungen und der folgenden speziellen Beschreibung, die gemeinsam bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung näher erläutern, ergeben oder in diesen in größerem Detail dargelegt sind.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die oben genannten und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf einige Ausführungsbeispiele und beigefügte Figuren im Detail erläutert, wobei die beigefügten Zeichnungen lediglich der Illustration dienen und die vorliegende Erfindung nicht beschränken, und wobei:
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1A–1C perspektivische Ansichten einer Ausführungsform einer Sprühwaschdüse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
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2A–2B Draufsichten eines innen liegenden Kanals eines Einsatzbausteins in einer Ausführungsform einer Sprühwaschdüse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
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3A–3E Draufsichten der Betriebsweise einer Ausführungsform einer Sprühwaschdüse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, und
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4 eine Draufsicht auf die Formen und die Strömungsmuster von einer Ausführungsform einer Sprühwaschdüse gemäß der vorliegenden Erfindung und von Sprühwaschdüsen gemäß der verwandten Technik zeigen.
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Die beigefügten Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht und stellen eine vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale da, welche grundlegende Prinzipien der Erfindung illustrieren. Die spezifischen Ausgestaltungsmerkmale, bspw. spezifische Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, der vorliegenden, hierin beschriebenen Erfindung werden zum Teil durch die im Einzelnen angedachte Verwendung und Einsatzumgebung bestimmt.
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In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf identische oder wesensgleiche Teile der vorliegenden Erfindung.
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Detailbeschreibung
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Im Folgenden wird im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, die beispielhaft in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und nachfolgend erläutert sind. Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, ohne auf diese beschränkt sein. Die Erfindung umfasst im Gegenteil nicht nur die Ausführungsbeispiel sondern auch andere Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die in den durch die beiliegenden Patentansprüche definierten Schutzbereich fallen.
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Die 1A–1C zeigen perspektivische Ansichten einer Sprühwaschdüse gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und die 2A–2B zeigen Draufsichten eines innen liegenden Kanals eines Einsatzbausteins in einer Sprühwaschdüse gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 1A–2B dargestellt, weist die Sprühwaschdüse als ein Bauteil, das an / bei der Motorhaube eines Fahrzeugs montiert ist und eine Waschflüssigkeit an eine Windschutzscheibe sprüht, auf:
ein Anschlussstück 17, das mit einem Schlauch zur Versorgung mit Waschflüssigkeit verbunden ist, ein Gehäuse 18, das an / bei einer Motorhaube befestigt ist, einen Kopf 19 zum Sprühen einer Waschflüssigkeit und einen Einsatzbaustein 20 mit einem darin ausgebildeten Kanal.
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Der Einsatzbaustein 20 ist ein am Kopf 19 befestigtes Bauteil mit dem letztlich eine Waschflüssigkeit gesprüht wird. Ein Einlass 10, durch den eine Waschflüssigkeit hineinströmt, und ein Auslass 12, durch den Waschflüssigkeit gesprüht wird, sind in dem Einsatzbaustein 20 ausgebildet. Der Raum zwischen dem Einlass 10 und dem Auslass 12 definiert einen Kanal 11.
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Ein Hals 13 ist innerhalb des Kanals 11 zwischen zwei oder mehr in Breitenrichtung des Kanals beidseitig angeordneten Strukturen 16, jeweils mit einer kreisförmig oder elliptisch gekrümmten Oberfläche, und vor dem Einlass 10 ausgebildet. Die durch den Einlass einströmende Waschflüssigkeit erzeugt einen Mittelstrom indem / während sie den Hals 13 durchläuft.
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Innerhalb des Kanals 11 sind Trennwände, bspw. zwei Trennwände 15, ausgebildet, die vom Rand des Kanals in Richtung zu der Mitte der Kanalbreite vorstehen und die sich einander gegenüber stehen / gegenüberliegen. Der Abschnitt (in Strömungsrichtung) vor den Trennwänden 15 kann ein Einlasskanal und der Abschnitt dahinter ein Auslasskanal sein.
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Zwei Räume (z.B. Kammern) zur Erzeugung stationärer Ströme 14a und 14b oder 14c und 14d können als Elemente, die eine Strömung im Mittelstrom erzeugen / induzieren können, in Bereichen auf beiden Seiten innerhalb des Kanals 11 bereitgestellt sein. Die zwei vorderen und zwei hinteren Räume zur Erzeugung stationärer Ströme 14a, 14b und 14c, 14d können durch die Trennwände 15 voneinander getrennt sein.
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Das heißt, zwei Räume zur Erzeugung stationärer Ströme 14a und 14b oder 14c und 14d sind auf beiden Seiten der Mittellinie ausgebildet, die sich entlang der Mitte der Breite des Kanals 11 erstreckt. Die wie vorstehend beschrieben ausgebildeten Räume zur Erzeugung stationärer Ströme 14a, 14b und 14c, 14d sind durch die dazwischenliegende Trennwand 15 in vordere und hintere Räume unterteilt. Somit können Räume zur Erzeugung eines stationären Stroms an vier Positionen angeordnet sein, die eine rechteckige symmetrische Struktur bilden.
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Die Größe der Breiten des Einlasses 10, des Auslasses 12 und des Halses 13 können bevorzugt die Bedingung Einlass 10 < Hals 13 ≤ Auslass 12 (a < b ≤ c) erfüllen. Die Breite des Einlasses 10 kann bevorzugt kleiner als die Breite des schmalen Kanals 13 sein und die Breite dieses Halses 13 kann bevorzugt gleich oder kleiner als die Breite des Auslasses 12 sein.
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In einer longitudinalen Richtung (Längsrichtung) des Kanals kann die Länge A des Einlasskanals, die zu dem Abschnitt zwischen dem Einlass 10 und den Trennwänden 15 korrespondiert, bevorzugt größer oder gleich der Länge B des Auslasskanals sein, die zu dem Abschnitt zwischen den Trennwänden 15 und dem Auslass 12 korrespondiert.
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Die Trennwand 15, welche die beiden Räume zur Erzeugung stationärer Ströme 14a, 14b und 14c und 14d auf jeder der beiden Seiten (des Kanals) in einen vorderen und einen hinteren Raum trennt, kann (zumindest) im Wesentlichen in einer V-Form ausgebildet sein, wobei der Winkel β der V-Form bevorzugt 65° oder mehr und besonders bevorzugt 60~70° betragen kann. Der Winkel α zwischen einer Seite der V-Form der Trennwände 15 und der Linie, die sich durch die Mitte der Kanalbreite erstreckt, kann bevorzugt 50° oder mehr und besonders bevorzugt 50~60° betragen.
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Der Erstreckungswinkel γ des Sprühabschnitts, der sich außerhalb des Auslasses 12 des Kanals 11 erstreckt, kann bevorzugt 100° oder mehr und besonders bevorzugt 100~110° betragen.
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In der Sprühwaschdüse mit dieser Struktur wird durch Bewegung (z.B. Wirbelbewegung) der stationären Ströme, die in den Räumen zur Erzeugung stationärer Ströme in der Düse vorliegen, eine Strömung eines aus dem Halsbereich ausströmenden Mittelstroms erzeugt. Folglich kann durch diese Strömung des Mittelstroms der Sprühwinkel der Waschflüssigkeit am Auslass der Düse deutlich erhöht werden.
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Eine linke und eine rechte Strömung werden erzeugt, während der Mittelstrom in dem auf den Einlass folgenden Abschnitt, durch den die Waschflüssigkeit in die Düse strömt, den Hals passiert. Durch die linke und die rechte Strömung werden wiederum stationäre Ströme in den Räumen zur Erzeugung stationärer Ströme erzeugt, wobei es sich um kreisförmige Strömungsbereiche/-räume handelt. Somit wird der Mittelstrom, der sich in Richtung des und durch den Auslass bewegt, durch die Strömungen der stationäre Ströme nach links und nach rechts bewegt, wodurch letztlich der Sprühwinkel der Waschflüssigkeit erhöht wird.
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Die 3A–3E sind Draufsichten, welche die Betriebsweise einer Sprühwaschdüse gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen. Wie in den 3A–3E dargestellt ist, erzeugt der Mittelstrom, der durch den Einlass 10, durch den Waschflüssigkeit in die Düse einströmt, in den Kanal 11 einströmt, eine linke und eine rechte Strömung, während er den von den kreisförmigen oder elliptischen Strukturen 16 gebildeten Hals 13 durchläuft. Stationäre Ströme (z.B. Wirbelströme) werden im Kanal durch die Strömung des Mittelstroms in den Räumen zur Erzeugung stationärer Ströme 14–14d erzeugt.
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Im Ergebnis werden starke Strömungen der stationären Ströme durch die Strömung des Mittelstroms erzeugt, und eine starke Strömung des Mittelstroms wird an dem Auslass 12 erzeugt und der Sprühwinkel der Waschflüssigkeit kann erhöht werden.
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Demgemäß werden, wie in 4 dargestellt, in der Düse gemäß der vorliegenden Erfindung durch den Mittelstrom, der den Hals durchläuft nachdem er den Einlass passiert hat, stationäre Ströme erzeugt, und der Winkel der Strömung, die aus dem Auslass austritt, wird durch die Strömung der stationären Ströme vergrößert.
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Wie vorstehend beschrieben, kann durch eine Verbesserung der Strömungsbeziehungen zwischen einem Mittelstrom und stationären Strömen innerhalb der Düse und durch Erzeugung einer linken und einer rechten Strömung des Mittelstroms am Auslass der Düse, ein großer Sprühwinkel der Waschflüssigkeit, bspw. ein Sprühwinkel der Waschflüssigkeit von ungefähr 70~82°, gewährleistet werden. Folglich kann die Düse angemessen an mittelgroßen und großen Fahrzeugen verwendet werden, die große Waschflächen benötigen.
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Für eine verbesserte Anschaulichkeit und genaue Definitionen werden in den folgenden Ansprüchen Begriffe, wie „links“ oder „rechts“, „Vorderseite“ oder „Rückseite“ etc., zur Beschreibung von Merkmalen von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Positionierung dieser Merkmale in den Figuren genutzt.
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Die vorangehende Beschreibung von bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist zum Zweck der Illustrierung und Erläuterung erfolgt. Sie sollen jedoch nicht erschöpfend sein und beschränken die Erfindung nicht auf die im Detail offenbarten Ausführungsformen. Vielmehr sind eine Vielzahl von Modifikationen und Variationen im Licht der vorstehend erfolgten Offenbarung möglich. Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern. Somit soll es dem Fachmann ermöglicht werden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie Alternativen und Modifikationen dieser herzustellen und zu verwenden. Der Umfang der Erfindung soll einzig durch die nachfolgenden Patentansprüche und deren Äquivalente bestimmt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2009-0047963 A [0004]
