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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versprühen eines viskosen Fluids, mit einem austauschbaren Behälter zur Aufnahme des Fluids, der als Kartusche mit einem verschiebbaren Kolben ausgebildet ist, einer freigebbaren und absperrbaren Sprüheinrichtung, die ein Betätigungsorgan zum Versprühen des Fludis, einen mit einem Fluidauslass der Kartusche verbundenen Fluidzugang aufweist, wobei der verschließbare Kolben mit einem Druckmedium einer Druckquelle beaufschlagbar ist.
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Bereits in der
DE 40 27 421 A1 wird ein Handspritzgerät mit einer Druckluftzufuhr, einem Behälter für das zu verspritzende Material und mit einem Förderkanal für das Material, der ein freies Ende aufweist und ein Aufnahmeende im Bereich des Behälters, beschrieben. Dieser Behälter ist durch eine Druckluftzuleitung gekennzeichnet, die in den Behälter einmündet sowie durch ein zum Anschluss an eine Tube ausgebildetes Aufnahmeende des Förderkanals. Hiermit soll die Aufgabe gelöst werden, ein Handspritzgerät zu schaffen, mit dem Materialien eines weiten Viskositätsbereiches verspritzt werden können, wobei der Wechsel zwischen verschiedenen Materialien schnell erfolgen kann und die Aufbewahrung angebrochener Materialpackungen problemlos ist. Die verwendete Tube innerhalb des Druckbehälters wird unter Druck gesetzt, so dass Material austritt und verspritzt werden kann. Bei einem Materialwechsel wird lediglich die Tube ausgetauscht. Der Behälter muss hingegen nicht gereinigt werden.
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Die
EP 0 064 695 B1 beschreibt ein Sprühgerät zum Eindosieren eines Chemikalienkonzentrats mit einem Druckwasseranschluss, einem Düsensprühkopf mit einer Mischkammer und einem durch einen Abzug zu öffnendem Auslassventil. Auf eine Dosierungsausgangsleitung wird ein starrer Behälter gesetzt, in dem ein flexibler Chemikalienbehälter angeordnet ist, der mittels Druckwasser komprimierbar ist. Eine Dosierpumpe mit einem Pumpenantrieb dient zum mengenproportionalen Eindosieren des aus dem Chemikalienbehälter kommenden Chemikalienkonzentrats in einem Wasserstrom in der Mischkammer. Über eine Mindestdruckventileinheit wird die Druckwasserzufuhr und zum Düsensprühkopfanschluss gesteuert.
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Auch die Vorrichtung nach
EP 0 954 381 B2 geht von einer Sprühpistole mit einem wegwerfbaren Liner aus. Die Flüssigkeit kann aus einem Reservoir unter Schwerkraft zugeführt werden oder in einen Strom eines unter Druck stehenden Fluids, zum Beispiel Luft oder Wasser, welches der Pistole aus einer externen Quelle zugeführt wird, mitgerissen werden.
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Bei einem Wechsel der Flüssigkeit in dem Reservoir einer Sprühpistole ist es normalerweise notwendig, die Pistole sehr gründlich zu reinigen, damit keine Spuren der alten Flüssigkeit in der Pistole zurückbleiben und die neue Flüssigkeit nicht verunreinigt wird. Auch die Trocknung von Anstrichmittelresten innerhalb der Pistole führt gegebenenfalls zu Abplatzungen, welche beim Versprühen der neuen Flüssigkeit Verunreinigungen hervorrufen. Um Sprühpistolen zu reinigen, sind vergleichsweise große Mengen von Lösungsmitteln erforderlich. Abhilfe soll die Verwendung eines wegwerfbaren Liners im Anstrichmittel-Reservoir einer Sprühpistole schaffen. Der wegwerfbare Liner besteht vorzugsweise aus einem flexiblen Kunststofffolienmaterial und liegt in Form eines Beutels vor, der am unteren Ende abgedichtet und am oberen Ende offen ist. Die Seiten des Liners sind gefaltet damit er sich beim Füllen mit Flüssigkeit ausdehnen kann.
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Die
DE 20 2006 002 469 U1 beschreibt eine Vorrichtung zum pneumatischen Versprühen eines viskosen Fluids, bei der das Behältnis als Kartusche mit verschiebbarem Kolben ausgebildet ist. Die Kartusche ist im Bereich des Fluidauslasses abgedichtet und mit dem Fluidzugang der Sprüheinrichtung verbunden, wobei mit der Sprüheinrichtung ein die Kartusche luftdicht umschließender Außenbehälter verbunden ist. Der Luftraum zwischen der Kartusche und dem Außenbehälter ist mittels Druckluft beaufschlagbar. Durch diese Maßnahme soll ein kompakter Aufbau gewährleistet werden. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass der Zugangskanal für die Druckluft durch den Griff der Spritzpistole geführt wird, wobei von einer abzweigenden Druckluftleitung ein Schlauch entweder zum Boden oder zum Kopfbereich der Kartusche führt, um den Raum unterhalb des Kolbens mit Druckluft zu beaufschlagen. Das Fluid wird bei Druckbeaufschlagung entgegen der Schwerkraft nach oben in einen Förderstrom der Druckluft gepresst und von dort aus versprüht. Dieser zusätzliche Druckluftschlauch wirkt sich nicht nur bei der Handhabung der Pistole störend aus, es besteht zudem die Gefahr, dass beim Sprühbetrieb der Druckluftschlauch abreist oder beschädigt wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue kompakte Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben die leicht und sicher handhabbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Hierbei ist in der Kartusche ein mit dem Fluidauslass der Kartusche verbundenes Rohr angeordnet, das eine Fluideinlassöffnung besitzt, wobei bei einem Anheben des Kolbens in der Kartusche das Fluid in Richtung der Fluideinlassöffnung gedrückt wird und über diese Fluideinlassöffnung in das Rohr zum Fluidauslas der Kartusche abfließt. Die Kartusche besteht aus einem zylinderförmigen Topf, an dessen Boden ein Rohr befestigt werden kann, das im oberen Bereich seitliche Öffnungen, vorzugsweise parallel angeordnete Schlitze besitzt, über welche Flüssigkeiten ins Rohrinnere einströmen können. Wird nun dieser Behälter mit dem zu versprühenden Fluid gefüllt und anschließend der Kolben, der eine passgenaue Bohrung zur Aufnahme und Durchführung des Rohres aufweist, gestülpt, kann der Kolben, der an der Kartuscheninnenwand abdichtend anliegt, bis auf die Flüssigkeitsoberfläche abgesenkt werden. Anschließend wird der Behälter um 180° gedreht, wobei das aus den Kolben herausragende Ende des Rohres mit einem entsprechenden Fluidzugang der Sprüheinrichtung verbunden wird. Ein aufgesetzter Deckel, der mit der Sprüheinrichtung verriegelbar ist, schafft einen Hohlraum, der über einen geeigneten Ausgang der Sprüheinrichtung mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist, insbesondere mit Druckluft, die von einer Druckluftquelle stammt.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in dem einfachen Kartuschenaufbau. Die Kartusche kann schnell von der Sprüheinrichtung gelöst und durch eine baugleiche Kartusche ausgetauscht oder nach Reinigung wiederverwendet werden. Nicht aufgebrauchte Fluidmengen lassen sich leicht abgießen. Auf zusätzliche Liner, Tuben oder sonstige flexible sackähnliche Behälter kann verzichtet werden. Durch die im oberen Bereich vorhandenen Fluideinlassöffnungen, die in Form eines „Überlaufes“ das von dem Kolben hochgepresste Fluid aufnehmen, entsteht beim Ablaufen des Fluids in dem Rohr zum Fluidauslass der Kartusche beziehungsweise dem Fluidzugang der Sprüheinrichtung eine weitestgehend gleichmäßige Strömung des Fluids; ein ansonsten bisweilen auftretendes Pulsieren des Fluidauslassstroms wird verhindert. Die Vorrichtung kann pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Vorzugsweise durchdringt das Rohr den verschiebbaren Kolben. Das Rohr besitzt im oberen Bereich oder oben eine Fluideinlassöffnung. Wie bereits erwähnt kann das Druckmedium aus Druckluft oder einer Hydraulikflüssigkeit bestehen. Bei der Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit dient diese lediglich zur gleichmäßigen Förderung des Fluids, insbesondere einer Farbflüssigkeit zur Sprüheinrichtung, wobei beispielsweise eine mit feinen Öffnungen versehene rotierende Scheibe zur entsprechenden Feinverteilung des Fluids am Ausgang der Sprüheinrichtung sorgen kann. Bei der Verwendung von Druckluft wird vorzugsweise der verschiebbare Kolben mit Druckluft einer Druckluftquelle beaufschlagt, die auch einen Druckluftzugang des Betätigungsorgans speist, so dass das viskose Fluid pneumatisch, das heißt als Aerosol versprühbar ist.
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Die Kartusche wird vorzugsweise mittels eines Schraub- oder Bajonettverschlusses an der Sprüheinrichtung lösbar befestigt. Der Schraub- oder Bajonettverschluss liefert eine schnelle sichere Handhabung beim Kartuschenwechsel.
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Vorzugsweise ist das Rohr zentral in der zylinderförmigen Kartusche angeordnet.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ein weiteres Zylinderelement vorgesehen, welches von dem Rohr durchragt wird und welches mit Durchbrüchen versehen oder als Sieb ausgebildet ist. Dieses Zylinderelement ist in der Kartusche in längsaxialer Richtung führbar und bildet vorzugsweise im Gebrauchszustand eine obere Fixierung für das Rohr. Dieses Zylinderelement wird wie folgt verwendet.
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Nach Befüllen der Kartusche mit dem Fluid und dem Einsetzen des Rohres wird zunächst das Zylinderelement über das Rohr geführt. Das Zylinderelement ist mit einer Führung versehen, die ein Absenken in der Kartusche ermöglicht. Bei diesem Absenken strömt das Fluid durch die Durchbrüche, wobei eine weitere Durchmischung des Fluids erfolgt. Erst hiernach wird der Kolben montiert. Ist das Zylinderelement als Sieb ausgebildet, werden bei Durchführung des Siebes durch das Fluid Grobpartikel ausgefiltert.
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Vorzugsweise ist die Sprüheinrichtung als Spritzpistole ausgebildet. Solche Spritzpistolen sind für eine Einhandbedienung geeignet.
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Schließlich ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Druckluftquelle mit der Sprüheinrichtung verbunden, wobei die Sprüheinrichtung auch eine unmittelbare Druckluftverbindung zur Kartusche aufweist. Mit anderen Worten, auf zusätzliche Druckluftleitungen zwischen der Kartusche und dem Druckluftspender kann verzichtet werden, so dass die Sprüheinrichtung beziehungsweise Spritzpistole nur einen einzigen Druckluftanschluss benötigt.
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Nach einer alternativen Ausgestaltung ist das Rohr unmittelbar am Boden oder in einer Bodeneinsenkung der Kartusche einsteckbar, wobei vorzugsweise eine Steckverbindung zwischen dem Rohr und dem Kartuschenboden verwendet wird, die gegen Rotation des Rohres gesichert ist. Dies kann durch nicht kreisförmige Ausgestaltungen der Steckverbindung oder durch einsteckbare Stifte, Kreuzprofile oder ähnliches bewirkt werden, wobei das Rohrende als Fluideinlassöffnung dient.
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Weitere Vorteile sowie Ausführungsvarianten der Erfindung werden im Folgenden und anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer Kartusche mit verschiebbarem Kolben,
- 2 eine Querschnittsansicht der Kartusche,
- 3 die Seitenansicht des Kolbens mit eingesetztem Rohr,
- 4 eine Kartusche mit eingesetztem Rohr als Fluidausgang nach der Entleerung,
- 5 dieselbe Anordnung nach 4 mit aufgesetztem Kolben vor der Entleerung,
- 6 eine schematische Ansicht einer Sprühpistole mit befestigter Kartusche,
- 7-10 dieselben Ansichten der befestigten Kartusche in unterschiedlichen Füllzuständen der Kartusche,
- 11 eine alternative Ausgestaltung der Kartusche.
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Aus 1-3 ist ersichtlich, dass die Kartusche 10 aus einem zylinderförmigen Bechergefäß besteht, das am oberen Ende ein Schraubgewinde 11 zur Befestigung an einem entsprechenden Gewinde einer Spritzpistole aufweist. Statt des Gewindes 11 kann auch ein Bajonettverschluss gewählt werden. Innerhalb der Kartusche ist ein Kolben 12 einsetzbar, der eine zentrale Durchbrechung zur Durchführung eines Rohres 13 besitzt. Der Kolben 12 ist sowohl gegen das Rohr 13 als auch gegenüber der Innenwand der Kartusche 10 abgedichtet, so dass kein Fluid zwischen den jeweiligen Berührungsflächen des Kolbens mit der Innenwand beziehungsweise der Rohraußenwandung austreten kann. Der Kolben 12 ist gegenüber dem Rohr 13, wie durch Doppelpfeil 14 angeordnet, längsaxial verschiebbar. Das Rohr 13 besitzt an seinem (oberen) Ende eine Öffnung 15, durch die ein Fluid in das Rohr einströmen kann. Das Rohr 13 ist ferner an demselben Ende mit einem Zylinderelement 16 verbunden, das mehrere Durchbrüche 17 aufweist. 1 zeigt die Kartusche, die bis zur dargestellten Flüssigkeitsoberfläche 18 mit einem Fluid 19, beispielsweise einer Farbe gefüllt ist. Die Kartusche kann als Einwegbehälter konzipiert sein, der mit einem (nicht dargestellten) Deckel verschlossen ist, der ebenso wie die Kartusche nach Gebrauch weggeworfen wird. Nach Öffnen der Kartusche, das heißt dem Entfernen des Deckels oder nach dem Befüllen einer leeren Kartusche 10, wird die Einheit bestehend aus Zylinderelement 16 und Rohr 13 sowie Kolben 12 in das oben offene Ende der Kartusche 10 eingeführt. Zunächst befindet sich der Kolben 12 in dem dargestellten Bereich, das heißt entgegengesetzt dem Ende mit der Öffnung 15. Beim Einführen des Zylinderelementes 16 und nach dem Durchdringen der Flüssigkeitsoberfläche 18 strömt das Fluid 19 bei Absenken des Zylinderelementes 16 durch die Öffnungen 17. Hierbei kommt es zu einer Verwirbelung des Fluids 19, die zu einer Vermischung und Homogenisierung des Fluids beziehungsweise der Fluidbestandteile genutzt werden kann. Gegebenenfalls kann das Zylinderelement 16 mehrfach entsprechend dem Doppelpfeil 14 hin- und herbewegt werden, um das Mischergebnis zu verbessern.
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Zuletzt wird der Kolben 12 in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche 18 bewegt, wie dies aus 5 ersichtlich ist. Das Zylinderelement 16 liegt auf dem Boden 20 der Kartusche 10 auf. Der Kolben 12 liegt dicht an der Innenwandung 21 der Kartusche an, so dass beim Verschwenken der Kartusche um 180° kein Fluid ausströmen kann. Aus 6 bis 10 ist erkennbar, dass die Kartusche 10 an der Spritzpistole 22 festgeschraubt ist. Hierbei dient das Gewinde 11 der Kartusche in Verbindung mit einem korrespondierenden Gewinde der Spritzpistole zur Verbindung der genannten Teile.
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Die Spritzpistole verfügt über einen Handgriff 23 sowie ein Betätigungsorgan 24, das schwenkbar angelenkt ist und worüber die Zufuhr von Druckluft gesteuert beziehungsweise geregelt werden kann. Die Druckluft wird sowohl über die Druckluftleitung 25 als auch über eine weitere Leitung 26 zugeführt, wobei die über die Leitung 26 zugeführte Druckluft bei einem über das Betätigungsorgan 24 geschaffenen Öffnen eines Ventils 27 mit der ausströmenden Fluidmenge vermengt wird, so dass ein Aerosolstrahl aus Fluidpartikeln und Druckluft gebildet wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Druckluft, die über Leitungen 25 und 26 zugeführt wird, sowohl zur Betätigung des Kolbens 12 als auch zur Vermischung mit dem austretenden Fluid 19, wobei vorzugsweise dieselbe Druckluftquelle verwendet werden kann. Die Druckluftquelle kann auch gegebenenfalls als Überdruckgefäß unmittelbar an der Spritzpistole befestigt sein.
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Sofern das Fluid 19 ohne Luft (airless) versprüht werden soll, kann anstelle von Druckluft auch ein Hydraulikmedium über die Leitung 25 zugeführt und zur Bewegung des Kolbens 12 verwendet werden.
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6 zeigt den Beginn eines Sprühvorgangs bei noch vollständig gefüllter Kartusche. Wird der Kolben 12 in Richtung des Pfeils 29 verschoben, fließt das Fluid 19 über die Öffnung 15 und das Rohrinnere bis hin zu einem Verteiler, der ein Ventil 27 sein kann, beziehungsweise zum Fluidausgang der Spritzpistole. Das Rohr 13 dient somit an dem mit dem Ventil 27 verbundenen Ende als Fluidauslass der Kartusche und gleichzeitig als Fluidzugang zur Spritzpistole 22.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein in der Kartusche 10 zentriertes Rohr 13 als Fluidauslass gewählt worden. Alternativ ist es selbstverständlich möglich, das Rohr dezentral innerhalb der Kartusche 10 anzuordnen oder auch im Kartuschenmantel, was jedoch den Nachteil hat, dass dann weitere Hilfsmittel zur Halterung und Führung des Kolbens 12 verwendet werden müssen.
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Alternativ besteht auch die Möglichkeit, komplett auf das Zylinderlement 16 zu verzichten und das Rohr 13 zum Beispiel über eine Gewinde-, Bajonett-, Klemm- oder Rastverbindungen unmittelbar mit dem Boden 20 der Kartusche 10 zu verbinden.
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7-10 zeigen die fortlaufende Entleerung der Kartusche 10, in der der Kolben 12 druckluftbetrieben (in der Zeichnung nach oben) verschoben wird, bis der Kolben 12 schließlich die Endposition erreicht, in dem er an das Zylinderelement 16 anschlägt. Der Raum zwischen dem Zylinderelement 16 und dem Kolben 12 ist auf „Ziffer 0“ minimiert, so dass das Fluid 19 (abgesehen von Restbeständen in den Durchbrüchen 17) vollständig aus dem Kolben 10 ausgetrieben worden ist. Nach dem Entleeren der Kartusche wird diese von der Spritzpistole abgeschraubt und weggeworfen. Das Zylinderelement 16, der Kolben 12 sowie das Rohr 13 können bei Verwendung einer gleichen Farbe beziehungsweise desgleichen Fluids 19 unmittelbar in Verbindung mit einer neuen oder einer erneut wieder befüllten Kartusche 10 weiter verwendet werden. Bei einem Fluid-Wechsel ist eine weitere Verwendung gegebenenfalls nur nach Reinigung der genannten Teile 12, 13 und 16 ratsam.
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11 zeigt eine Querschnittsansicht der Kartusche, bei der auf das Zylinderelement 16 vollständig verzichtet wurde. Stattdessen dient eine Einsenkung 30 im Bodenbereich der Kartusche 10 als Halterung. Zur Befestigung des Rohres kann diese über Steckstifte, Kreuzprofile oder ähnliches verfügen, welche in entsprechende Ausnehmungen der Einsenkung 30 gesteckt werden. Durch diese Maßnahme kann auf die separate Öffnung 15 (siehe 1) des Rohres verzichtet werden, weil das Fluid über die obere Rohröffnung 31 unmittelbar in das Rohr 13 einströmen kann.
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Bei Verwendung von preiswerten Kunststoffwerkstoffen für die Teile 16, 13 und 12 mag bisweilen die Reinigung nicht lohnen, wenn im Handel entsprechend neue Kartuschen 10, befüllt mit einem Fluid 19 in Verbindung mit einem Kolben 12 und einem Rohr 13 sowie gegebenenfalls einem Zylinderelement 16 zur Verfügung stehen.
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Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in dem einfachen und preiswerten Aufbau sowie einer leichten Handhabbarkeit. Das in den Kartuschen 10 abgefüllte Fluid kann bis auf unwesentliche Restbestände vollständig verbraucht werden, weil auch Innenbeutel oder ähnliche faltbare Vorrichtungen, in denen sich leicht Taschen bilden können, verzichtet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kartusche
- 11
- Gewinde
- 12
- Kolben
- 13
- Rohr
- 14
- Doppelpfeil
- 15
- Öffnung
- 16
- Zylinderelement
- 17
- Durchbrüche
- 18
- Flüssigkeitsoberfläche
- 19
- Fluid
- 20
- Boden
- 21
- Innenwandung
- 22
- Spritzpistole
- 23
- Handgriff
- 24
- Betätigungsorgan
- 25
- Druckluftleitung
- 26
- weitere Leitung
- 27
- Ventil
- 28
- Aerosolstrahl
- 29
- Pfeil
- 30
- Einsenkung
- 31
- obere Rohröffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4027421 A1 [0002]
- EP 0064695 B1 [0003]
- EP 0954381 B2 [0004]
- DE 202006002469 U1 [0006]
