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Die Erfindung betrifft ein Mundstück/Drip Tip mit universeller Schnittstelle zum Anschluss an E-Shishas und E-Zigaretten, elektrische und elektronische Zigaretten, elektrische und elektronische Shishas - im folgenden Text Verdampfergeräte* genannt -, das große Aerosolpartikel während des Passierens durch die Aerosolpassage des Mundstücks abscheidet. Ferner kühlt das erfindungsgemäße Mundstück den Aerosolstrom kontinuierlich und sorgt auf Grund seiner inneren Beschaffenheit für einen barrierefreien Spritzschutz.
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Stand der Technik: Mundstücke für Verdampfergeräte*, sogenannte Drip Tips, sind die letzte Passage, durch die das vom Verdampfergerät* erzeugte Aerosol vom Benutzer hindurchgezogen wird, bevor es inhaliert wird. Diese Verdampfergeräte* sind beispielsweise bekannt aus
DE202014008768U1 und
DE202012005406U1 und verfügen über eine universelle Schnittstelle zum Anschluss von dafür vorgesehenen Mundstücken, von denen zahlreiche Varianten auf dem Markt erhältlich sind.
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In der Regel bestehen diese Verdampfergeräte* aus einem Akkuträger mit Betätigungstaste - im nachfolgenden Feuertaste genannt -, einem Verdampferkopf, der über ein Heizelement und Reservoir bzw. Tank zum Bereithalten der Verdampferflüssigkeit verfügt und aus einem Mundstück, das mittels lösbarer Steckverbindung mit dem Verdampferkopf verbunden ist.
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Die Aerosolbildung bzw. das Verdampfen findet im Verdampferkopf statt. Meist vom Benutzer einstellbare Luftzufuhröffnungen sind mit einem Luftkanal verbunden, in dessen Verlauf das Heizelement angeordnet ist, welches mit einem Verdampferflüssigkeits-Trägermaterial in Kontakt steht. Das Trägermaterial besteht aus Watte oder Viskose und ist im Verdampferkopf so angeordnet, dass es dauerhaft mit dem Tank in Kontakt steht, sich mit der Verdampferflüssigkeit vollsaugen kann und permanent bei Verbrauch nachsättigt. Am Ende des o.g. Luftkanals befindet sich eine universelle Schnittstelle zum Anschluss von dafür vorgesehenen Mundstücken.
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Am Akkuträger ist zum Einleiten des Verdampfungsvorgangs eine Feuertaste angebracht, die bei Betätigung das im Verdampferkopf befindliche Heizelement, einen ohm'schen Heizwiderstand, bestromt und somit erhitzt. Betätigt der Benutzer die Feuertaste und zieht gleichzeitig durch den Unterdruck der Lunge oder des Mundraums am Mundstück, wird die Aerosolbildung bzw. das Verdampfen eingeleitet. Das Heizelement verdampft die in der Watte befindliche Verdampferflüssigkeit, die vom angezogenen Luftstrom im Luftkanal mitgerissen wird und über das Mundstück zum Benutzer gelangt.
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Je nach Bauart des Verdampferkopfs ist dieser entweder für die Direktinhalation oder das Backendampfen vorgesehen. Die Direktinhalation nennt sich im englischen „Direct Lung“ (DL), weil der Dampf ohne Zwischenstopp direkt in die Lunge gezogen wird. Hersteller und Benutzer benennen die dafür verwendeten Geräte als elektronische/elektrische Shisha oder „E-Shisha“, weil der beschriebene Inhalationsvorgang mit dem von traditionellen Shishas identisch ist.
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Bei der anderen Variante, dem Backendampfen, werden Geräte benutzt, bei denen wie bei traditionellen Tabakzigaretten zuerst durch Unterdruck im Mundraum vorgezogen wird, um anschließend das im Mundraum gesammelte Volumen zu inhalieren. Diese Art der Dampfinhalation nennt sich im englischen „Mouth-to-Lung“ (MTL). Die dafür vorgesehenen Geräte werden elektronische/elektrische Zigaretten oder auch „E-Zigaretten“ genannt.
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Bei der Erzeugung des Aerosols im Verdampfergerät* treten, unabhängig davon, ob es sich um eine „E-Shisha“ (DL) oder eine „E-Zigarette“ (MTL) handelt, unangenehme Nebeneffekte auf, die durch den Einsatz von speziellen bzw. funktionellen Mundstücken/Drip Tips vermieden oder zumindest verringert werden sollen.
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Im Verdampfergerät* entstehen bei der Aerosolbildung häufig Flüssigkeitsspritzer, die in Zugrichtung durch den Luftkanal und das Mundstück fliegen, im Mund des Benutzers landen und auf der Mundschleimhaut einen Flüssigkeitsfilm erzeugen. Beispielsweise ist aus
DE202013010929U1 bekannt, dass durch ein Mundstück nach dieser Erfindung mittels einer Barriere der Schutz vor Flüssigkeitsspritzern erreicht werden soll, da die zu verdampfenden Flüssigkeiten Nikotin enthalten können, das nicht in flüssiger Form in den Mundraum des Benutzers gelangen soll.
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Des Weiteren entwickeln Verdampfergeräte* bei steigender Leistung und/oder längerem Gebrauch eine Betriebstemperatur, die über den Verdampferkopf und das Aerosol an das Mundstück abgegeben wird. Das kann zum Überhitzen des Mundstücks und folglich zu Verbrennungen an den Lippen führen. Aus
DE202016101676U1 ist zum Beispiel bekannt, dass ein Mundstück nach dieser Erfindung aus mindestens drei durch lösbare Verbindungen verbundene Elemente aufgebaut ist, wovon das mittlere aus Kunststoff besteht und die bei der Aerosolerzeugung entstehende Wärme des Verdampferkopfs sowie des durchströmenden Aerosols von der Mundseite des Mundstücks fernhalten soll.
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Diese Beispiele sollen verdeutlichen, dass es im Stand der Technik bereits Mundstücke gibt, die für den Benutzer bestimmte Nachteile und unangenehme Nebeneffekte beim Gebrauch von Verdampfergeräten* ausgleichen bzw. minimieren oder gar abstellen sollen.
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Neben den Problemen der Flüssigkeitsspritzer und dem Kühlhalten des Mundstücks, zu denen es bereits Erfindungen gibt, existieren weitere Probleme bei der Benutzung von Verdampfergeräten*. Durch die Bauart und individuelle Handhabung bekannter Verdampfergeräte* wird das Aerosol nicht gleichmäßig und einheitlich erzeugt. Je nach eingestellter Leistung, Bestandteilen der Verdampferflüssigkeit, Zugintensität des Benutzers, verwendetem Heizelement sowie Qualität der Watte erzeugt das Verdampfergerät* unterschiedliche Zusammensetzungen des Aerosols.
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Das Heizelement erhitzt die im Trägermaterial gespeicherte Verdampferflüssigkeit, bis sie verdampft und vom vorbeiziehenden Luftstrom mitgerissen werden kann. Hierbei können kleine und große Aerosolpartikel in unterschiedlichen Mengenanteilen entstehen. Das kann zur Folge haben, dass das Aerosol mit Verdampferflüssigkeit übersättigt wird und sich auf dem Weg vom Verdampferkopf über das Mundstück nachteilig dahingehend verändert, dass sich dabei viele der kleinen Aerosolpartikel zu größeren oder mit größeren zusammenschließen.
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Dies ist ein Vorgang der dynamischen Systeme von Aerosolen, der auch in der Natur beobachtet werden kann: Bei steigender Luftfeuchtigkeit kondensieren die in der Luft gelösten Wassermoleküle und schließen sich zu kleinen Aerosolpartikeln zusammen. Die kleinen Aerosolpartikel wiederum schließen sich durch Koagulation zu größeren Aerosolpartikeln zusammen und erzeugen dadurch den für Menschen sichtbaren Nebel.
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Dieses übersättigte und koagulierende Aerosol hat für den Benutzer von Verdampfergeräten* folgende Nachteile: Der Hauptanteil der größeren Aerosolpartikel scheidet sich beim Inhalationsvorgang wegen des vorhandenen Temperaturunterschieds von Aerosol zu Mundraum im Mundraum des Benutzers ab und sorgt in abgeschwächter Form wie die oben erwähnten Flüssigkeitsspritzer für einen unangenehmen Flüssigkeitsfilm. Dieser kann vom Benutzer nur durch Spülen mit Wasser, anderen Getränken oder hilfsweise durch Ausspucken wieder entfernt werden.
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Mundstücke nach dem Stand der Technik verfügen meistens über eine oder mehrere zylindrische Durchgangsbohrungen mit geringem Durchmesser, in denen das übersättigte Aerosol koagulieren kann. Auch bekannte Ausführungen mit konisch steigenden Bohrungsdurchmessern oder einer Kombination aus zylindrischen Teilbereichen und konisch größer werdenden Teilbereichen im Verlauf der Durchgangsbohrung schaffen keine Abhilfe, die die Problematik des übersättigten und daraufhin koagulierenden Aerosols betrifft.
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Im Stand der Technik sind keine Mundstücke bekannt, die eine Erfindung zur Abscheidung großer Aerosolpartikel innerhalb des Mundstücks enthalten. Auch ist keine Erfindung zur Minimierung bzw. Verhinderung der Abscheidung von großen Aerosolpartikeln im Mundraum des Benutzers bekannt.
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Der hier beschriebenen Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Mundstück derart weiterzubilden, dass große und durch Koagulation gebildete Aerosolpartikel innerhalb des Mundstücks abgeschieden werden und dadurch das Abscheiden von Verdampferflüssigkeit im Mundraum des Benutzers verhindert oder zumindest verringert wird. Darüber hinaus soll die Erfindung barrierefrei vor Flüssigkeitsspritzern schützen und eine Abkühlung des zu inhalierenden Aerosols bewirken, die dessen Kondensationsneigung im Mundraum des Benutzers verringert. Die Erfindung betrifft ein Mundstück/Drip Tip mit universeller Schnittstelle zum Anschluss an Verdampfergeräte* und einer inneren Beschaffenheit nach Schutzanspruch 1, dessen wesentliche Funktion die Abscheidung von großen Aerosolpartikeln ist. Diese innere Beschaffenheit des erfindungsgemäßen Mundstücks bewirkt, dass die Strömungsgeschwindigkeiten der in 1 bezeichneten aufeinanderfolgenden Bereiche ((A), (B), (C), (D), (E)) des Mundstücks mittels Düseneffekten der Durchmesservergrößerung und Durchmesserverkleinerung innerhalb der Aerosolpassage beeinflusst werden. Ferner wird die Kondensationsneigung des Aerosols im Mundraum des Benutzers durch Abkühlung verringert und der Benutzer barrierefrei vor Flüssigkeitsspritzern geschützt.
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Genauer betrachtet unterscheidet sich die Erfindung von bisherigen Mundstücken dadurch, dass keine einheitliche zylindrische Durchgangsbohrung und keine sich nur vergrößernde Durchgangsbohrung, sondern eine Abfolge von Querschnittsvergrößerung mit anschließender Querschnittsverkleinerung im Verlauf des Mundstücks vorliegt. Diese Abfolge beginnt mit einer kleinen, anfangs zylindrischen Bohrung mit innerem ∅d1 (im Bereich (A)), die im Verlauf über einen vergrößernden Übergang (im Bereich(B)) zu einer großen Bohrung führt. Darauf folgt ein zylindrischer Teil mit jener großen Bohrung mit innerem ∅d2 (im Bereich (C)), der wiederum an einen verkleinernden Übergang (im Bereich(D)) anschließt, welcher zuletzt in einer kleinen Bohrung mit zylindrischem Teil und innerem ∅d3 (im Bereich (E)) mündet (siehe Ausführungsbeispiel in 1).
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Durch diese Anordnung entstehen unterschiedliche Düseneffekte und infolge dessen verschiedene Rohrströmungen, die sich im Zusammenspiel und mit einer geringen Wandstärke nach Schutzanspruch 2 günstig und verbessernd auf das Aerosol auswirken. Beim Passieren des Aerosols durch den Mundstückkörper sollen dadurch große Aerosolpartikel mittels Turbulenzen der Düseneffekte auf der großen Innenwandfläche des erfindungsgemäßen Mundstücks abgeschieden und eine mögliche Übersättigung und darauffolgendes Koagulieren des durchströmenden Aerosols verhindert oder zumindest verringert werden. Ferner sollen dadurch große Flüssigkeitsspritzer barrierefrei abgefangen werden.
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Die im Folgenden ausführlich erklärte innere Beschaffenheit dieses Mundstücks ist im Schutzanspruch 1 festgehalten.
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In 1 ist ein rotationssymmetrisches Ausführungsbeispiel eines Mundstücks nach Schutzanspruch 1 im Halbschnitt dargestellt und hilfsweise durch Bemaßungslinien in Bereiche unterteilt, um die Erfindung genauer zu erläutern. Dieses in 1 im Halbschnitt dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mundstücks ähnelt optisch einem leeren Abgasschalldämpfer für Verbrennungsmotoren: Ein Rohrstück, dessen beide Enden verjüngt sind bzw. ein Rohrstück, dessen mittlerer Teil bauchig ausgeformt ist.
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Der Körper des erfindungsgemäßen Mundstücks ist in 5 Bereiche ((A), (B), (C), (D) und (E)) unterteilt, denen folgende Funktionen zugeordnet werden:
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Die Verdampferseite (A) mit innerem ∅d1 ist der Bereich, der den universellen Anschluss an Verdampfergeräte* durch einen bestimmten Außendurchmesser mit einem oder mehreren Dichtelementen wie z.B. O-Ringe aus Gummi ermöglicht und in den das von Verdampfergeräten* erzeugte Aerosol eintritt.
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Der Übergang (B) von der Verdampferseite (A) zum Hohlraum (C) ist der Bereich, in dem durch Durchmesservergrößerung ein Düseneffekt erzielt und daher die Strömungsgeschwindigkeit des Aerosolstroms im Hohlraum (C) gegenüber der Verdampferseite (A) verringert wird.
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Der Hohlraum (C) mit innerem ∅d2 ist der Bereich, den das Aerosol auf Grund des größeren Innendurchmessers gegenüber dem kleineren Innendurchmesser der Verdampferseite (A) mit ∅d1 langsamer passiert. Durch das langsame Passieren des Hohlraums (C) wird das Aerosol abgekühlt, große Aerosolpartikel sowie Flüssigkeitsspritzer verlieren an Strömungsgeschwindigkeit und bleiben auf Grund der durch den Düseneffekt erzielten Turbulenz im Übergang (B) an der großflächigen Innenwand des Mundstücks hängen.
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Am Übergang (D) vom Hohlraum (C) zur Mundseite (E) wird das gekühlte und von großen Aerosolpartikeln befreite, nicht abgeschiedene Aerosol durch den Düseneffekt der Durchmesserverkleinerung vom inneren ∅d2 auf ∅d3 wiederum beschleunigt.
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Die Mundseite (E) mit innerem ∅d3, die vom Anwender/Benutzer in den Mund genommen wird, dient zum angenehmen Anlegen an den Mund bzw. die Lippen des Benutzers. Hier tritt das Aerosol nach dem Passieren der vorigen Bereiche aus und kann inhaliert werden.
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Die beschriebenen Bereiche des erfindungsgemäßen Mundstücks müssen nach Schutzanspruch 4 keine besonderen Verhältnisse, Durchmesser oder Längen zueinander aufweisen. Lediglich der Innendurchmesser (∅d2) des Hohlraums (C) ist nach Schutzanspruch 1 stets größer als die Innendurchmesser der Verdampferseite (A) (∅d1) und der Mundseite (E) (∅d3) im Einzelvergleich, um die zur Abscheidung und Abkühlung erforderlichen Düseneffekte und unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten zu generieren. Folglich gilt hierfür immer ∅d2>∅d1 und ∅d2>∅d3 bzw. ∅d1<∅d2>∅d3.
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Doch kann festgehalten werden, dass je länger und breiter der Hohlraum (C) ist, desto größer sind die Auswirkungen der Düseneffekte auf die Strömungsgeschwindigkeiten und desto größer ist die Kühl- und Abscheideleistung auf Grund der größeren Fläche der Innenwand des erfindungsgemäßen Mundstücks.
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Bei der Benutzung eines erfindungsgemäßen Mundstücks nach Schutzanspruch 1 finden im Genauen folgende Vorgänge innerhalb des Mundstücks statt: Die großen Aerosolpartikel werden beim Passieren von der Verdampferseite (A) im Übergang (B) zum Hohlraum (C) durch den Düseneffekt der Querschnittserweiterung verlangsamt bzw. ausgebremst. Gelangen große Aerosolpartikel und Flüssigkeitsspritzer mit dem Aerosolstrom in den Hohlraum (C), werden diese auf Grund des Düseneffekts der Durchmesservergrößerung ausgebremst und durch die Turbulenz von ihrer geraden Flugbahn in die Richtung der Innenwand des Hohlraums (C) abgelenkt, an dem sie kondensieren oder hängen bleiben. Während der Aerosolstrom das Mundstück passiert nimmt der ganze Körper des Mundstücks Teile der Erzeugungswärme des hindurchströmenden Aerosols auf. Die sehr geringe Wandstärke des erfindungsgemäßen Mundstückkörpers nach Schutzanspruch 2 ermöglicht eine schnelle und kontinuierliche Wärmeabgabe an die Umgebung und verringert die Möglichkeit der Überhitzung, während der Benutzer damit in Kontakt steht. Das feine und gekühlte Aerosol, welches nach dem Abscheiden verbleibt, wird am Übergang (D) vom Hohlraum (C) zur Mundseite (E) durch den Düseneffekt der Querschnittsverjüngung beschleunigt und in den Durchgang der Mundseite (E) geleitet.
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Die durch die Bezugszeichen (A), (B), (C), (D) und (E) bzw. (F) gekennzeichneten Bereiche sind auch als mögliche Trennstellen zu verstehen, sodass ein erfindungsgemäßes Mundstück nach Schutzanspruch 1 bei der Herstellung nicht nur einteilig, sondern wie in Schutzanspruch 3 beschrieben auch aus Einzelteilen lösbar oder unlösbar zusammengefügt werden kann.
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Die Erfindung umfasst neben dem beschriebenen erfindungsgemäßen Mundstück zusätzlich eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Mundstücks, das nach Schutzanspruch 7 auch als Zwischenadapter verwendet werden kann und das in seiner Beschaffenheit dem Schutzanspruch 1 entspricht. Dieser Zwischenadapter erfüllt die Funktionen wie das zuerst beschriebene erfindungsgemäße Mundstück und wird zwischen dem Verdampferkopf und einem handelsüblichen Mundstück eingesetzt. Bei der Verwendung als erfindungsgemäßer Zwischenadapter besitzt das Mundstück im Ausführungsbeispiel in 2 eine universelle Schnittstelle (F) für den Anschluss eines handelsüblichen Mundstücks (G) an der zum Benutzer zeigenden Seite. Wahlweise kann der Benutzer den Zwischenadapter auch als Mundstück benutzen, weil die Beschaffenheit es grundsätzlich zulässt und ohne die Montage eines handelsüblichen Mundstücks (G) eine Mundseite (E) vorliegt. Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mundstücks, dass auch als Zwischenadapter benutzt werden kann, wird in 2 in Kombination mit einem handelsüblichen Mundstück dargestellt. Das handelsübliche Mundstück ist nicht Teil der Erfindung und dient nur der Veranschaulichung des Ausführungsbeispiels in 2.
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Dem Benutzer steht bei der Verwendung von Verdampfergeräten (Verdampfergeräte: elektrische und elektronische Zigaretten, elektrische und elektronische Shishas, E-Shishas und E-Zigaretten) mit einem erfindungsgemäßen Mundstück nach Schutzanspruch 1 ein feines, aber dennoch dichtes, von Flüssigkeitsspritzern befreites und gekühltes Aerosol zur Inhalation zur Verfügung, dessen Kondensationsneigung im Mundraum des Benutzers durch die Abscheidung großer Aerosolpartikel sowie die erreichte Abkühlung deutlich verringert ist. Der Flüssigkeitsfilm im Mundraum des Benutzers bleibt aus bzw. ist auf ein nicht merkbares Maß reduziert. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Mundstücks als Zwischenadapter nach Schutzanspruch 7 kann der Benutzer ein handelsübliches Mundstück seiner Wahl verwenden und gleichzeitig die Vorteile der Erfindung nutzen.
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Zusammenfassung: Die Erfindung betrifft ein Mundstück/Drip Tip nach Schutzanspruch 1 mit universeller Schnittstelle zum Anschluss an E-Shishas und E-Zigaretten (elektrische und elektronische Zigaretten, elektrische und elektronische Shishas), dadurch gekennzeichnet, dass es einen Hohlraum (C) mit ∅d2 zwischen Verdampferseite (A) mit ∅d1 und Mundseite (E) ∅d3 aufweist, dessen innerer Durchmesser größer ist als die inneren Durchmesser der Verdampferseite (A) und der Mundseite (E) im Einzelvergleich und damit Düseneffekte erzeugt, die eine Aerosol-Grobabscheidung bewirken. Zusätzlich schützt dies den Benutzer barrierefrei vor Flüssigkeitsspritzern und verringert durch die auf Grund einer geringen Wandstärke nach Schutzanspruch 2 ermöglichte Abkühlung des Aerosols an der großen Innenwandfläche die Kondensationsneigung des Aerosols im Mundraum des Benutzers. Ferner betrifft die Erfindung ein Mundstück, das nach Schutzanspruch 7 auch als Zwischenadapter verwendet werden kann und eine universelle Schnittstelle zum Anschluss eines handelsüblichen Mundstücks aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- (A) :
- Verdampferseite
- (B) :
- Übergang von Verdampferseite (A) zum Hohlraum (C)
- (C) :
- Hohlraum
- (D) :
- Übergang von Hohlraum (C) zur Mundseite (E) bzw. (F)
- (E) :
- Mundseite
- (F) :
- Universelle Schnittstelle zum Anschluss eines handelsüblichen Mundstücks
- (G) :
- Handelsübliches Mundstück
- ∅d1 :
- Innendurchmesser Bohrung in der Verdampferseite (A)
- ∅d2 :
- Innendurchmesser Bohrung im Hohlraum (C)
- ∅d3 :
- Innendurchmesser Bohrung in der Mundseite (E)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202014008768 U1 [0002]
- DE 202012005406 U1 [0002]
- DE 202013010929 U1 [0009]
- DE 202016101676 U1 [0010]
