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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Waschdüsenvorrichtung, die eine Reinigungsfüssigkeit
auf eine zu reinigende Oberfläche
wie eine Windschutzscheibe von Automobilen aufspritzt.
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Typisch
umfassen Fahrzeuge in der Nähe der
Windschutzscheibe angeordnete Waschdüsenvorrichtungen. Die Waschdüsenvorrichtung
sprüht Reinigungsflüssigkeit
auf die Windschutzscheibe zum Abwischen durch die Scheibenwischerblätter. Typisch
umfaßt
die Waschdüsenvorrichtung
ein Gehäuse
und eine Düse.
Das Gehäuse
ist auf der Motorhaube des Fahrzeugs befestigt, und die Düse in eine
Ausnehmung des Gehäuses
eingepaßt.
In dem Gehäuse
ist ein Durchgang für
die Flüssigkeit
und in der Düse
eine Ausspritzöffnung
ausgebildet. Die Düse
ist derart im Gehäuse
angeordnet, daß die
Ausspritzöffnung
mit dem Durchgang für
die Flüssigkeit verbunden
ist. Eine typische Düse
weist nur eine Ausspritzöffnung
auf. Wenn die Anzahl der Ausspritzöffnungen eins ist, wird die
Reinigungsflüssigkeit
auf einen Punkt der Windschutzscheibe aufgesprüht. Deshalb wird die Reinigungsflüssigkeit
nicht auf einen großen
Bereich der Glasoberfläche
aufgebracht, weshalb die Wirkung der Reinigung des Glases vermindert
ist.
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Um
das oben genannte Problem zu lösen, wird
eine Mehrpunkt-Ausspritz-Waschdüsenvorrichtung
vorgeschlagen. Wie in 14 gezeigt, sind drei Düsen 51 in
drei Sockeln 52a des Gehäuses 52 vorgesehen.
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Jedoch
ist das Installieren und das Einstellen der Sprührichtung jeder Düse 51 der
Vielzahl von Düsen 51 im
Gehäuse 52 lästig. Auch
steigen durch die Vielzahl der Sockel 52a die Abmessungen
des Gehäuses 52.
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Die
japanischen ungeprüften Gebrauchsmusterveröffentlichungen
Nr. 58-183255 , Nr.
1-109471 und
Nr.
55-159753 beschreiben
Mehrpunkt-Ausspritz-Waschdüsenvorrichtungen,
in denen eine eine Vielzahl von Spritzöffnungen aufweisende Düse in einem
Gehäuse
angeordnet ist.
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Zum
Beispiel umfassen wie in 15A gezeigt
die Waschdüsenvorrichtungen
der Veröffentlichung
Nr. 58-183255 ein Gehäuse 61 und
eine Düse 62,
die im Gehäuse 61 eingepaßt ist.
Wie in 15B gezeigt, umfaßt die Düse 62 drei
radiale Bohrungen 63, die Vielfachströme ermöglichen. Die obere und die
untere Oberfläche
der Düse 62 sind
zylindrisch ausgebildet, welches ein Schwenken der Düse 62 erlaubt,
und die Ausspritzrichtung vertikal eingestellt werden kann. Die
Düse ist
durch Koppeln eines oberen Teils 62a und eines unteren
Teils 62b gebildet.
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Jedoch
kann die Düse 62 kann
nur vertikal eingestellt werden und die Ausspritzrichtung kann nicht
dreidimensional eingestellt werden. Auch die Düse 62 ist durch zwei
Teile 62a, 62b gebildet, wodurch die Anzahl der
Montageschritte reduziert ist.
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Der
Schritt des Koppelns der beiden Teile kann durch Bohren der Düsenbohrungen
in eine einzelne Düse
weggelassen werden. Jedoch erfordert dieses den Bohrschritt und
die Anzahl der Fertigungsschritte wird nicht reduziert. Es ist auch
möglich,
die Düsenbohrungen
durch Formen der Düse
zu bilden. Jedoch sind, wenn die Düsenbohrungen 71a, wie
in 16 gezeigt, geformt sind, Schieberformen 72 notwendig,
um die Düsenbohrungen 71a zu
formen. Die Schieberformen 72 müssen relativ zu den anderen
Formteilen diagonal bewegt werden. Daher ist die Formvorrichtung
kompliziert, wodurch die Effizienz der Herstellung vermindert wird
und die Herstellkosten ansteigen.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, Beeinträchtigungen beim bestimmungsgemäßen Betrieb
der Waschdüse
aufgrund von herstellungsbedingten Nähten zu reduzieren.
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Als
Lösung
wird mit der Erfindung eine Waschdüsenvorrichtung für ein Fahrzeug
vorgeschlagen, welche ein Gehäuse,
das einen darin geformten Flüssigkeitsweg
aufweist, wobei das Gehäuse
an einem Fahrzeug befestigt ist, und ein Düsenelement umfasst, das einen
darin ausgebildeten Strömungsdurchgang
aufweist, wobei ein Ende des Strömungsdurchgangs
stromabwärts
eine Ausspritzöffnung
bildet, das Düsenelement
am Gehäuse
befestigt ist, so dass der Strömungsdurchgang
mit dem Flüssigkeitsweg
in Verbindung steht, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen
im Gehäuse
gebildeten, im wesentlichen sphärischen
Sockel;
einen an dem Düsenelement
geformten, im wesentlichen sphärischen
Bereich, wobei der im wesentlichen sphärische Bereich zur Befestigung
des Düsenelements
am Gehäuse
in den Sockel eingebracht ist; und
ein im Strömungsdurchgang
des Düsenelements
angeordnetes Trennelement, um die Ausspritzöffnung in eine Mehrzahl von Öffnungen
zu teilen,
wobei ein zylindrischer Bereich auf dem sphärischen Bereich
gebildet ist, wobei sich der zylindrische Bereich parallel zu einer
zentralen Achse des Düsenelements
erstreckt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung mit den Aufgaben und Vorteilen kann am Besten unter Bezug
zur folgenden Beschreibung der vorliegend bevorzugten Ausgestaltungen
zusammen mit den zugehörigen
Zeichnungen verstanden werden, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Düse
einer ersten Ausgestaltung gemäß der vorliegenden
Ausgestaltung zeigt;
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2 einen
Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1 zeigt;
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3 einen
Schnitt entlang der Linie 3-3 in 1 zeigt;
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4 eine
Vorderansicht in 1 zeigt;
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5 einen
vergrößerten Schnitt
der Düse ist,
der die Nähe
der Ausspritzöffnungen
zeigt;
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6 eine
Schnittansicht zeigt, die ein Verfahren zum Formen der Düse darstellt;
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7 eine
Schnittansicht zeigt, die ein anderes Verfahren zum Formen der Düse darstellt;
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8 eine
Schnittansicht zeigt, die ein anderes Verfahren zum Formen der Düse darstellt;
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9 eine
Schnittansicht einer Waschdüsenvorrichtung
darstellt;
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10 eine
perspektivische Ansicht einer Waschdüsenvorrichtung darstellt;
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11 eine
teilweise Frontansicht eines Automobils zeigt;
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12 eine
Vorderansicht einer Düse
gemäß einer
anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 eine
Schnittansicht einer Düse
nach 12 zeigt;
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14 eine
Explosionsansicht zeigt, die eine bekannte Mehrpunkt-Ausspritz-Waschdüsenvorrrichtung
zeigt;
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15A eine Schnittansicht zeigt, die eine bekannte
Mehrstrom-Waschdüsenvorrichtung
zeigt;
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15B eine perspektivische Ansicht zeigt, die eine
Düse einer
bekannten Waschdüsenvorrichtung
nach 15A darstellt; und
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16 eine
Schnittansicht zeigt, die eine weitere bekannte Düse darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNG
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Es
wird nun eine bevorzugte erste Ausgestaltung unter Bezug auf die 1–11 beschrieben.
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Wie
in 11 gezeigt sind zwei Düsen in einer rechten und linken
Position auf der Motorhaube 3 eines Fahrzeugs 2 befestigt.
Daher wird Reinigungsflüssigkeit
auf beide, den rechten und den linken Bereich der Windschutzscheibe
G gesprüht.
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Da
die beiden Düsenvorrichtungen 1 identisch
sind, wird im folgenden nur eine Waschdüsenvorrichtung 1 beschrieben.
Wie in 10 gezeigt, umfaßt die Waschdüsenvorrichtung 1 ein
Gehäuse 10 und
eine Düse 20,
die aus Kunststoff hergestellt ist. Eine Kopplungsbohrung 12 ist
in einer vorderen Oberfläche
des Kopfes 11 des Gehäuses 10 ausgebildet.
Die Düse 20 ist
in die Kopplungsbohrung 12 eingepreßt. Das Gehäuse 10 umfaßt einen
mittleren Bereich 13, ein Paar Haken 14, die am
vorderen und hinteren Bereich angeformt sind und einen röhrenförmigen Bereich 15,
der sich vom mittleren Bereich 13 abwärts erstreckt. Wenn der mittlere
Bereich in eine Bohrung eingesetzt wird (nicht dargestellt), welche
in die Motorhaube 3 eingebracht ist, verhindern die Haken 14 ein
Heraustreten des Gehäuses 10 aus
der Bohrung. Im Gehäuse 10 ist
ein Flüssigkeitsdurchgang 16 ausgebildet.
Der Flüssigkeitsdurchgang 16 erstreckt
sich vom unteren Ende des röhrenförmigen Bereichs 15 zur
Kopplungsbohrung 12. Der röhrenförmige Bereich 15 ist
mit einem Waschtank (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 2 durch
einen Schlauch (nicht dargestellt) verbunden.
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Wie
in den 9 und 10 gezeigt ist, umfaßt die Kopplungsbohrung
einen sphärischen
Sockel 17. Die Düse 20 umfaßt einen
sphärischen
Bereich 21. Der sphäri sche
Bereich 21 der Düse 20 koppelt
den Sockel 17 der Kopplungsbohrung 12. Daher rotiert
der sphärische
Bereich 21 im Sockel 17 und die Stellung der Düse 20 kann
relativ zum Gehäuse dreidimensional
verändert
werden.
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Die
Struktur der Düse 20 wird
nun anhand der Zeichnungen 1–5 beschrieben. 1 ist
eine perspektivische Ansicht der Düse 20. 2 ist
ein Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1. 3 ist ein
Schnitt entlang der Linie 3-3 in 1. 4 ist eine
Vorderansicht der Düse 20.
Die Düse 20 umfaßt einen
Auslaß 22,
welcher sich vom vorderen sphärischen
Bereich 21 erstreckt. Der Auslaß 22 umfaßt ein Paar
halbzylindrischer Bereiche 22a. Ein Durchgang 24 ist
zwischen der hinteren Oberfläche
des sphärischen
Bereichs 21 und dem Boden einer Ausnehmung 23 ausgebildet.
Der Durchgang 24 ist mit dem Flüssigkeitsdurchgang 16 verbunden,
wenn die Düse 20 im
Sockel 17 eingesetzt ist (siehe 9).
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Der
vordere Bereich des Durchgangs 24 und der hintere Bereich
des Durchgangs 24 weisen verschiedene Querschnittsformen
auf. Der hintere Bereich des Durchgangs 24, der dem sphärischen
Bereich 21 entspricht, weist eine ringförmige Querschnittsform auf.
Der vordere Bereich des Durchgangs, welcher dem Auslaß 22 entspricht,
weist eine Querschnittsform auf, welche zwei entgegengesetzte, ebene
Seiten und zwei entgegengesetzte geformte Seiten umfaßt. Der
vordere Bereich des Durchgangs 24 dient als ein Ausspritzdurchgang 24a.
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Vier
Ausspritzöffnungen 25 sind
am Boden der Ausnehmung 23 gebildet. Eine Trennung 26 der Vorderansicht,
welche quergeformt ist, teilt den Ausspritzdurchgang 24a in
vier Ausspritzöffnungen 25. Die
Trennung 26 erstreckt sich vorwärts von der Bodenoberfläche der
Ausnehmung 23.
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Die
Trennung 26 umfaßt
eine vertikale Führung 27 und
eine horizontale Führung
oder Separator 28. Die vertikale Führung 27 ist im Ausspritzdurchgang 24a angeordnet
und weist grundsätzlich
eine Dreieckform im der Draufsicht auf wie in 1 gezeigt.
Die Seitenwände
der Führung 27,
das sind vertikale Führungsoberflächen 27a, 27b,
sind geneigt, wie in 2 gezeigt und führen Reinigungsflüssigkeit
zu den Ausspritzöffnungen 25.
Dementsprechend wird Reinigungsflüssigkeit im Durchgang 24 geteilt
und in geeignete Richtungen durch die Führungen 27 ausgespritzt.
Der Neigungswinkel der linken vertikalen Führungsoberfläche 27a ist
zu dem der rechten vertikalen Führungsoberfläche 27b verschieden,
so daß Reinigungsflüssigkeit
in gewünschte
Richtungen ausgespritzt wird. Die horizontale Führung 28, die rechteckförmig und
parallel zum Ausspritzdurchgang 24a ausgebildet ist, ist
im Zentrum des Ausspritzdurchgangs 24a angeordnet, um den Ausspritzdurchgang 24a in
obere und untere Durchgänge
zu teilen. In 3 ist der sphärische Bereich 21 in
seinem Zentrum geschnitten, aber der Auslaß 22 ist an einer
Position geschnitten, die gegen sein Zentrum versetzt ist (in linke
Richtung in 4).
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Wie
in 5 gezeigt, ist der Neigungswinkel α der linken
vertikalen Führungsoberfläche 27a der Führung in
einem Winkel ausgeführt,
der dem doppelten gewünschten
Ausspritzwinkel entspricht. Wie in 2 gezeigt,
wird, wenn eine Strömung
F1 in den Durchgang 24 einströmt, in einen schnellen zentrischen
Strom F2 und einen langsamen peripheren Strom F3 geteilt. Der schnelle
Strom F2 trifft die vertikale Führung 27 und
strömt
entlang der vertikalen Führungsoberflächen 27a, 27b.
Beim Ausströmen wird
der schnelle Strom F2 durch den langsamen Strom F3 beeinflußt, wodurch
der Ausspritzwinkel zum halben Neigungswinkel α wird (die Richtungen sind durch
F4 gezeigt). Der aktuelle Neigungswinkel ist auch der halbe Neigungswinkel
der rechten vertikalen Führungsoberfläche 27b.
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Wie
in 5 gezeigt, ragt die vertikale Führung 27 vorwärts aus
dem Boden der Ausnehmung 23 mit einem Abstand β heraus.
Einstellen der Tiefe der Ausnehmung 23 stellt die Länge der
Ausspritzdurchführung 24a und
den Abstand β ein.
Der Neigungswinkel wird durch Einstellen des Abstands β optimiert.
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6 zeigt
ein Verfahren zum Formen der Düse 20.
Die vertikale Führung 27 der
Trennung 26 ist zugespitzt, um in den Abmessungen in Richtung Ausspritzöffnungen 25 anzusteigen.
Jedoch ist die vertikale Führung 27 einwärts auf
einer imaginären Projektion
des Ausspritzdurchgangs 24a eben den am größten Bereich
der vertikalen Führung 27 angeordnet.
Daher kann die Düse 20,
die die Trennung 26 umfaßt, mit einer zweiteiligen
Form 30 ohne Verwendung der Schieberform aus 6 geformt
werden. Wie in 6 gezeigt, umfaßt die Form 30 eine
vordere Form 31 und eine hintere Form 32. Die
vordere und hintere Form 31, 32 berühren sich
an der Spitze des sphärischen
Bereichs 21 außerhalb
der Düse 20 und
an der vorderen Oberfläche
der Trennung 26 innerhalb der Düse 20.
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Wie
in 7 gezeigt, kann auf dem sphärischen Bereich 21 ein
zylindrischer Bereich 21a geformt werden. Die vordere Form 31 und
die hintere Form 32 können
sich am zylindrischen Bereich 21a berühren. Die Schnittstelle der
vorderen und hinteren Form 31, 32 erzeugt eine
Naht an der Spitze des sphärischen
Bereichs. Die Naht verhindert eine glatte Installation der Düse 20 und
behindert ein Einstellen der Position der Düse 20 im Gehäuse 10.
Der zylindrische Bereich 21a in 7 löst dieses
Problem.
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Ferner
kann, wie in 8 gezeigt, der sphärische Bereich 21 durch
Verwenden oberer und unterer Formen 33, 34 geformt
werden. Dies vermeidet das Bilden der Naht auf dem sphärischen
Bereich 21. Demgemäß kann die
Düse 20 reibungsfrei
im Gehäuse 10 installiert
werden.
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Der
Betrieb der Waschdüsenvorrichtung 1 mit
der Düse 20 wird
nun beschrieben.
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Die
Düse 20 ist
in die Kopplungsbohrung 12 eingepreßt, um die Waschdüsenvorrichtung 1 zu
bilden. Danach wird die Ausspritzrichtung durch Einstellen der Position
der Düse 20 bestimmt.
Die Position der Düse 20 kann
dreidimensional eingestellt werden. Daher kann die Ausspritzrichtung
optimiert werden.
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Wie
in 2 gezeigt, wird die Strömung F1 der Reinigungsflüssigkeit
durch den Flüssigkeitsdurchgang 16 zum
Durchgang 24 in die schnelle zentrale Strömung F2
und die periphere langsame Strömung
F3 geteilt. Die vertikale Führung 27 teilt
den schnellen Strom F2 entlang der rechten und linken Führungsoberflächen 27a, 27b.
Die schnelle Strömung
F2 wird durch die langsame Strömung
F3 beeinflußt,
und ist der Winkel der Ausspritzrichtung der Reinigungsflüssigkeit
der halbe Neigungswinkel α. Demgemäß wird,
wie in 11 gezeigt, Reinigungsflüssigkeit
in vier verschiedene Richtungen der vier Ausspritzöffnungen 25 aufgespritzt.
Daher landet Reinigungsflüssigkeit
an vier Stellen auf der Windschutzscheibe G. Wenn der Abstand β eingestellt wird,
werden die vier Ausspritzrichtungen optimiert. Auf diesem Weg spritzt
die Düse 20 Reinigungsflüssigkeit
in vier Richtungen. Dies verbessert den Wirkungsgrad der Reinigung
der Windschutzscheibe G.
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Die
Düse wird
durch Kunststoff-Formen durch die Form 30 geformt, die
keine Schieberform ist. Die Struktur der Form 30 ist relativ
einfach, was die Effektivität
der Herstellung verbessert.
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Die
vorliegende Ausgestaltung weist die folgenden Vorteile auf.
- (1) Eine Vier-Strahl-Ausspritzung wird durch
installieren einer Düse 20 in
einem Gehäuse 10 erreicht.
Daher ist die Anzahl der Teile reduziert und die Waschdüsenvorrichtung 1 kompakt.
Der sphärische
Bereich 21 der Düse 20 ist
in den Sockel 17 des Gehäuses 10 gepreßt, und
die Position der Düse
kann dreidimensional eingestellt werden.
- (2) Die Seitenabmessungen des vertikalen Führungsbereichs 27 steigen
in Richtung der Ausspritzöffnungen 25.
Jedoch ist die Stelle der maximalen Abmessung der vertikalen Führung 27 innerhalb
der imaginären
Projektion des Ausspritzdurchgangs 24a. Demgemäß kann die
Düse 20 durch
eine zweiteilige Form 30 ohne eine Schieberform geformt
werden. Dies vereinfacht die Form 30 und erhöht den Wirkungsgrad
der Herstellung der Düse 20,
welches die Herstellkosten reduziert.
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Die
vorliegende Erfindung kann ferner wie folgt ausgestaltet werden.
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Die
Anzahl der Ausspritzöffnungen 25 der Düse 20 ist
nicht auf vier beschränkt.
Wie in 12 und 13 gezeigt,
können
dort sechs Öffnungen sein.
Im Einzelnen ist der Ausspritzdurchgang 24a in horizontaler
Richtung in drei Teile durch eine vertikale Führung 29 geteilt und
ist durch eine horizontale Trennung 28 in obere und untere
Teile geteilt. Die vertikale Führung 29 umfaßt zwei
geneigte Führungsoberflächen 29a, 29b.
Die Führung 29 umfaßt auch
zentrale Durchgänge 29c,
die durch das Zentrum der Führung 29 ragt.
Die Wände
der Durchgänge 29c bilden
Führungsoberflächen 29d.
Die zentralen Durchgänge
weisen eine fixe Breite auf und erstrecken sich gerade in eine Vorwärtsrichtung,
die es ermöglicht,
die Düse 20 ohne
eine Schieberform zu formen. Die Durchgänge 29c können eine
beliebige Form aufweisen, solange sie ohne eine Schieberform geformt
werden können.
Zum Beispiel können
die Durchgänge
so geformt sein, daß ihre
inneren Abmessungen vorwärts
oder rückwärts ansteigen.
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Diese
Ausgestaltung weist auch den Vorteil (1) der ersten Ausgestaltung
auf. Wenn sechs Ausspritzströme
mit einer Düse 20 erreicht
werden, steigt der Wirkungsgrad des Wischens der Windschutzscheibe
G ohne die Abmessungen der Waschdüsenvorrichtung 1 zu
vergrößern. Auch
wenn die vertikale Führung 29 innerhalb
des Ausspritzdurchgangs 24a angeordnet ist und der Durchgang 29c gerade
ist, kann die Düse 20 ohne
eine Schieberform geformt werden. Demgemäß weist die Düsenvorrichtung
dieser Ausgestaltung auch den Vorteil (2) der ersten Ausgestaltung
auf.
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In
der ersten Ausgestaltung darf eine der beiden Führungsoberflächen nicht
geneigt sein. Die zwei Führungsoberflächen können noch
Reinigungsflüssigkeit
in zwei Richtungen richten.
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Der
Durchgang 24 ist nicht auf einen beschränkt, der gerade verläuft. Der
Durchgang 24 kann eine beliebige Form aufweisen, solange
er genau geformt werden kann. Zum Beispiel kann die Führung 24 in
Richtung Ausspritzöffnung
des Durchgangs 24 zugespitzt sein.
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Im
ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist
die Ausspritzöffnung
in obere und untere Bereiche durch die horizontale Trennung 28 eingeteilt.
Jedoch kann die Trennung weggelassen werden. Die Ausspritzöffnung kann
vertikal in drei oder mehrere Bereiche eingeteilt sein.
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Um
die vertikale Ausspritzrichtung der Ströme zu verändern, kann zumindest eine
der oberen und unteren Oberflächen
der Trennung 28 geneigt sein. Daher erstreckt sich die
Führung
horizontal, aber sie kann geneigt sein. In dieser Struktur wird
die Düse
ohne eine Schieberform geformt, solange die Anordnung der maximalen
Abmessungen der Trennung 28 innerhalb der imaginären Projektion
des Durchgangs 24a angeordnet ist.
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Die
Anzahl der Ausspritzöffnungen
in jedem getrennten Bereich kann willkürlich bestimmt sein. Wenn mehr
als zwei Schritte vorhanden sind, kann die Anzahl der Ausspritzöffnungen
in jedem Schritt verschieden sein.
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Eine
Anzahl von Düsen 20 kann
im Gehäuse 10 angeordnet
sein. In diesem Fall kann die Waschdüsenvorrichtung mehr Ströme der Reinigungsflüssigkeit
aufspritzen (die Anzahl der Ausspritzöffnungen einer Düse multipliziert
mit der Anzahl der Düsen).