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Beschreibung
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Kleinmotor fUr den Antrieb medizinischer Instrumente-e insbesondere
für die Mikrochirurgie DrErfindung betrifft einen Kleinmotor für den Antrieb medizinischer
Instrumente, insbesondere für die Mikrochirurgie, mit einem kreiszylindrischen Gehäuse
Solche Kleinmotoren werden üblicherweise mit auswechselbaren Werkzeugen eingesetzt,
beispielsweise in der Dentalmedizin und zur Knochenbearbeitung. Dabei ist es häufig
üblich, den Motor in einem kreiszylindrischen Gehäuse unterzubringen, welches gleichzeitig
als Griffteil für das Werkzeug dient.
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Dabei ergibt sich die Schwierigkeit, daß der Motor bei medizinischen
Operationen oft über sehr lange Zeit betrieben werden muß und daher die in ihm erzeugte
Wärme nicht in genügendem Umfange abstrahlen kann, insbesondere, wenn das M2+orgehAuse
als Handstück ausgebildet ist und somit von 4,efisHAnd des Operateurs abgeschirmt
wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Kleinmotor der gattungsgemäßen
Art für eine ausreichende Kühlung auch bei lang andauerndem Betrieb zu sorgen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Kleinmotor der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf das zylindrische Gehäuse eine ebenfalls
kreiszylindrische Hülse aufgeschoben ist, die entweder selbst oder im Zusammenwirken
mit dem Motorgehäuse einen Durchflußkanal für eine Kühlflüssigkeit ausbildet, und
daß der Kanal Anschlüsse für eine Kühlflüssigkeitszufuhr bzw. eine Kühlflüssigkeitsableitung
aufweist.
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Es ist bei dieser Konstruktion vorteilhaft, daß die Kühlflüssigkeitshülse
auf das zylindrische Gehäuse des Motors aufschiebbar ist, von diesem also auch ohne
weiteres abgenommen werden kann. Dies erleichtert einesteils die Reinigung des Gerätes
(Sterilisation), andererseits eröffnet es die Möglichkeit, den Motor auch ohne die
Kühlflüssigkeitshülse zu verwenden, falls dies, beispielsweise bei nur kurzzeitigem
Gebrauch, erwünscht ist. Dadurch können in diesen Fällen die Außenabmessungen und
das Gewicht des Motors verringert werden, so daß die Handhabbarkeit verbessert wird.
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Andererseits ist es bei Bedarf rasch möglich, eine Kühlflüssigkeitshülse
auf den Motor aufzuschieben, so daß der Operateur auch während der Operation schnell
entscheiden kann, ob er eine entsprechende Kühlflüssigkeitshülse benötigt oder nicht.
Es ist umgekehrt auch während der Operation möglich, bei besonders kritischen Bearbeitungsvorgängen
die Kühlflüssigkeitshülse kurzzeitig abzuschieben, damit man die Handhabbarkeit
des Instruments kurzzeitig verbessern kann.
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Bei einer ersten Ausgestaltung ist die Hülse doppelwandig ausgebildet,und
der Hohlraum zwischen den beiden Wänden bildet einen Ringkanal für die Kühlflüssigkeit.
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Günstig ist es, wenn die Hülse doppelwandig ausgebildet ist und eine
der beiden Wände ein Gewinde trägt, dessen die Gewindegängevoneinander trennenden
Stege an der anderen Wand anliegen, so daß der Gewindegang und die andere Wand den
Kanal für die Kühlflüssigkeit bilden. Man erhält somit eine Zwangsführung der Kühlflüssigkeit
und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit, welche den Kühleffekt verstärkt, Günstig
ist es, wenn die beiden Wände der Hülse getrennte Teile sind, die abgedichtet miteinander
verbindbar sind.
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Man kann auf diese Weise die Hülse zerlegen, wodurch insbesondere
die Reinigung und Sterilisation der Hülse begünstigt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß eine Wand
als glatte zylindrische Hülse ausgebildet ist, während die andere Wand an ihren
Enden ringförmige Dichtungen trägt, die an der glatten zylindrischen Hülse anliegen,
und daß die beiden Wände in Achsenrichtung gegeneinander verschiebbar sind. Auf
diese Weise erhält man eine besonders einfache Verbindbarkeit der beiden Teile zu
einer abgedichteten Hülse und kann die beiden die Hülse bildenden Teile auch sehr
leicht wieder voneinander trennen.
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Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen,
daß die Hülse ein Innengewinde trägt, dessen die Gewindegänge voneinander trennenden
Stege an dem glatten zylindrischen Gehäuse des Motors anliegen, so daß der Gewindegang
und das Gehäuse den Kanal für die Kühlflüssigkeit
bilden, und daß
die Hülse an ihren Enden ringförmige Dichtungen trägt, die an dem glatten zylindrischen
Gehäuse des Motors anliegen. Eine solche Hülse ist einteilig ausgebildet und daher
besonders einfach herzustellen. Trotzdem bildet sie zusammen mit dem zylindrischen
Gehäuse des Motors einen das Gehäuse wendelförmig umgebenden'Kühlflüssigkeitskanal
aus, der wieder zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Kühlflüssigkeit und damit
zu effektiver Kühlung führt.
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Außerdem ist bei dieser Konstruktion von Vorteil, daß die Kühlflüssigkeit
unmittelbar mit dem Gehäuse des Motors in Kontakt kommt, thermische Isolierungen
durch Luftschichten entfallen daher, und man erhält eine besonders wirksame Kühlung
des Motorgehäuses.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Hülse ein Umschaltventil in der Kühlflüssigkeitsableitung
aufweist, welches diese wahlweise mit einer Kühlflüssigkeitsleitung des mit dem
Motor angetriebenen Instruments, mit einer Rückführleitung für die Kühlflüssigkeit
oder mit beiden gleichzeitig verbindet. Durch entsprechende Stellung des Umschaltventils
kann man daher entscheiden, ob die Kühlflüssigkeit dem Instrument zugeführt oder
wieder zurückgeleitet wird, gegebenenfalls sind auch beide Möglichkeiten gleichzeitig
eröffnet. Dadurch läßt sich auch die Intensität der Kühlung entsprechend den Anforderungen
variieren.
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Bei einer Hülse mit gewindeförmigem Kühlflüssigkeitskanal können insbesondere
zwei nebeneinander liegende Gewindegänge vorgesehen sein, von denen einer den Kühlflüssigkeitskanal,
der andere die Rückführleitung bildet. Es ergibt sich somit eine besonders kompakte
Ausgestaltung der Hülse.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß achsparallel
zur Hülse ein Schalt zylinder angeordnet ist, der sowohl mit dem Sthlflüssigkeitskanal
als auch mit der Rückführleitung in Verbindung steht, und daß in diesem Schaitzylinder
ein Kolben abgedichtet verschiebbar ist, der in verschiedenen Stellungen den Kühlflüssigkeitskanal
wahlweise mit der Kühlflüssigkeitsleitung des Instruments; der Rückführleitung oder
beiden.verbindet Insbesondere ist es dabei vopteilhaft, wenn der Kolben mit einem
Rohrstutzen zum Aufschieben einer flexiblen Verbindungsleitung zur Kühl flüssigkeitsleitung
des Instruments- verbunden ist, welcher Rohrstutzen bei einer Stellung des Kolbens
über eine radiale Öffnung mit dem Kühlflüssigkeitskanal der Hülse in Verbindung
steht, und wenn der Rohrstutzen aus dem Schaltzylinder herausragt, so daß durch-
dessen manuelle Verschiebung der Kolben im Zylinder in die verschiedenen Schaltstellungen
verschiebbar ist.
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3ei állen Ausgestaltungen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Anschluß
der Hülse für die Kühlflüssigkeitszufuhr mit der Leitung verbunden ist, die dem
vom Motor angetriebenen Instrument Spül- und Kühlflüssigkeit zuführt. Bei medizinischen
Instrumenten werden oft die motorgetriebenen Instrumente von einer Spül- und Kühlflüssigkeit
durchströmt, die in vielen Fällen auch im Bearbeitungsbereich unmittelbar austritt.
Diese Flüssigkeit kann gleichzeitig zur Kühlung des Motors verwendet werden, wobei
man den Vorteil erreicht, daß die Flüssigkeit vorgewärmt wird, was beim Austritt
im Operationsbereich in vielen Fällen von Vorteil sein kann.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsormen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der
näheren Erläuterung.
Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht eines medizinischen Instruments mit einem
zylindrischen Handstück zur Aufnahme eines Motors und einer aufgeschobenen, teilweise
aufgebrochen dargestellten Hülse für eine Kühlflüssigkeit; Figur 2 eine teilweise
aufgebrochen dargestellte Hülse entsprechend einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; Figur 3 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Hülse gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 4 eine weitere teilweise
aufgebrochen dargestellte Hülse gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; Figur 5 eine in Längsrichtung geschnittene, auf das Motorgehäuse
aufgeschobene Hülse gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 6 eine Draufsicht auf die auf das Gehäuse auf geschobene Hülse der Figur 5;
Figur 7 eine vergrößerte Teilansicht der Hülse der Figur 5 im Ventilbereich bei
geöffneter Rückführleitung und
Figur 8 eine Ansicht ähnlich Figur
7 bei geschlossener Rückführleitung In Figur 1 ist ein motorgetriebenes medizinisches
Instrument oder Werkzeug 1 dargestellt, welches in seinem hinteren Ende als Griffteil
ein kreiszylindrisches Gehäuse 2 aufweist, welches einen Motor aufnimmt. An der
rückwärtigen Stirnseite 3 tritt aus dem Gehäuse 2 ein Anschlußkabel 4 aus, an der
vorderen Stirnseite 5 erkennt man die Motorwelle 6, die mit einem das Werkzeug tragenden
Vorsatzteil 7 verbindbar ist.
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Auf das kreiszylindrische Gehäuse 2 ist gemäß der Erfindung eine kreiszylindrische
Hülse 8 aufgeschoben, welche das Gehäuse 2 im Abstand umgibt. An den Enden trägt
die Hülse 8 nach innen gerichtete Flansche 9 und 10, in denen in entsprechenden
Ringnuten Ringdichtungen 11 bzw. 12 eingelegt sind, beispielsweise 0-Ringe. Diese
Ringdichtungen 11 und 12 liegen dichtend an dem glatten zylindrischen Gehäuse 2
an, so daß die Hülse einerseits und das Gehäuse andererseits einen abgedichteten
Ringkanal 13 definieren. Dieser steht an einem Ende der Hülse über eine radiale
Bohrung 14 in der Hülse 8 mit einem Anschlußröhrchen 15 und an dem gegenüberliegenden
Ende über eine entsprechende radiale Bohrung 16 mit einem weiteren Anschlußrohrchen
17 in Verbindung. Auf das Anschlußröhrchen 15 ist eine flexible Leitung 18 aufgeschoben,
welche mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kühlflüssigkeitsquelle verbunden
ist, auf das vordere Anschlußröhrchen 17 ist eine flexible Leitung 19 aufgeschoben,
welche auf ein entsprechendes Röhrchen 20 am Vorsatzteil 7 aufgeschoben ist, so
daß die von
der Kühlflüssigkeitsquelle gelieferte Kühlflüssigkeit
in Richtung der in Figur 1 eingezeichneten Pfeile in den Ringkanal 13 eintritt,
diesen durchströmt und dabei das Motorgehäuse kühlt und anschließend über die Leitung
19 dem Werkzeug zugeleitet und im Operationsbereich abgegeben wird.
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Es ist bei medizinischen Instrumenten häufig üblich, dem Werkzeug
eine Kühlflüssigkeit zuzuführen, so daß es besonders günstig ist, wenn - wie im
dargestellten Ausführungsbeispiel - die Hülse mit dem Ringkanal 13 in diese Kühlflüssigkeitsleitung
eingeschaltet ist.
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Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Kühlflüssigkeitshülse ist es nach Abziehen der Schlauchverbindungen auf den Anschlußröhrchen
15 und 17 ohne weiteres möglich, die Hülse von dem Gehäuse 2 abzuziehen und das
Werkzeug 1 ohne die Kühlhülse zu verwenden, gegebenenfalls nach Verbindung der beiden
Leitungen 18 und 19. Das Werkzeug kann dann ohne Kühlung des Motorgehäuses Verwendung
finden, beispielsweise bei nur kurzzeitigem Einsatz.
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Durch Abziehen der Kühlhülse ist es außerdem möglich, beide Teile,
also das Motorgehäuse einerseits und die Kühlhülse andererseits, in einfacher Weise
zu reinigen und zu sterilisieren. Die Hülse kann anscbließend in der gleichen Weise
wieder auf das Gehäuse aufgeschoben werden, wobei sich der abgedichtete Ringkanal
13 wieder ausbildet.
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In Figur 2 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Hülse 8
dargestellt, die ähnlich aufgebaut ist wie die Hülse 8 der Figur 1. Entsprechende
Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen. Im Unterschied zu der Hülse der Figur
1 ist diese Hülse als doppelwandige Hülse ausgebildet,
das heißt,
in die Hülse der Figur 1 ist zusätzlich eine glatte Innenhülse 21 eingeschoben,
welche den Ringkanal 13 zusammen mit der Außenhülse 8 ausbildet. Die Innenhülse
21 kann axial gegenüber der Außenhülse verschoben werden, so da auch hier eine leichte
Trennbarkeit zu Reinigungszwecken möglich ist. Die in Figur 2 dargestellte Hülse
kann in der gleichen Weise wie die Hülse der Figur 1 auf das kreiszylindrische Gehäuse
2 aufgeschoben werden, wobei jedoch in diesem Falle die Kühlflüssigkeit in der doppelwandigen,
abgedichteten Hülse geführt wird und nicht in unmittelbaren Kontakt mit dem Gehäuse
tritt. Dies kann dann vorteilhaft sein, wenn die Kühlflüssigkeit beispielsweise
eine physiologische Kochsalzlösung ist, die unter Umständen das Gehäuse 2 des Motors
angreifen könnte. Bei entsprechenden Abmessungen der Innenhülse 21 liegt diese flächig
am Gehäuse 2 an und sorgt trotzdem für einen effektiven Wärmeübergang.
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Auch bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel tragen entsprechende
Teile dieselben Bezugszeichen.
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Im Unterschied zu der Hülse der Figur 2 ist hier die äußere Hülse
8 als glatte Hülse ausgebildet, sie trägt also keine nach innen gerichteten Flansche.
Dagegen weist die Innenhülse 21 nach außen gerichtete Flansche 22 und 23 auf, in
denen in entsprechenden Umfangsnuten Ringdichtungen 24 und 25 angeordnet sind, die
an der Innenwand der glatten Außenhülse 8 anliegen. Die Innenhülse 21 trägt ein
Außengewinde, und die die Gewindegänge voneinander trennenden Stege 26 liegan an
der Innenseite der Außenhülse 8 an, so daß die Gewindegänge zusammen mit der äußeren
Hülse einen wendelförmigen Flüssigkeitskanal 27 ausbilden. Dieser steht über radiale
Bohrungen 14 und 16 mit Anschlußröhrchen 15
bzw. 17 in Verbindung,
so daß die Kühlflüssigkeit durch diesen wendelförmigen Flüssigkeitskanal 27 geführt
wird.
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Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem wieder
gleiche Teile dieselben Bezugszeichen tragen, trägt die äußere Hülse 8 ein entsprechendes
Innengewinde, dessen die Gewindegänge voneinander trennenden Stege 28 beim Aufschieben
der Hülse auf das Gehäuse 2 an demglatten Gehäuse 2 anliegen und in gleicher Weise
wie in Figur 3 einen Flüssigkeitskanal 29 ausbilden. Selbstverständlich ist es auch
bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, in der aus Figur 2 bekannten Weise eine
Innenhülse in die mit Innengewinde versehene Hülse abgedichtet einzuschieben, so
daß eine doppelwandige Hülse mit einem wendelförmigen Flüssigkeitskanal ausgebildet
wird, die dann als Baueinheit auf das Gehäuse 2 aufschiebbar ist.
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Bei dem in den Figuren 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbei spiel
werden durch die Hülse zwei parallele Flüssigkeitskanäle 29 und 30 ausgebildet,
indem die Hülse ein Doppelgewinde aufweist. Dies kann in der Weise geschehen, wie
es anhand der Figuren 3 und 4 bei einem Einfachgewindegang erläutert worden ist.
An der Einlaßseite ist ein Flüssigkeitskanal 29 mit dem Anschlußröhrchen 15 verbunden,
der andere Flüssigkeitskanal 30 mit einem weiteren Anschlußröhrchen 31, auf der
Abflußseite der Hülse stehen beide Flüssigkeitskanäle 29 und 30 über radiale Bohrungen
32 und 33 mit einem außerhalb der Hülse angeordneten achsparallelen Schaltzylinder
34 in Verbindung (Figuren 7 und 8),in dem ein Kolben 35 abgedichtet verschiebbar
ist.
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Der Kolben weist einen Einschnitt 36 auf, der in einer ersten Stellung
(Figur 7) des Kolbens die beiden radialen
Bohrungen 32 und 33 verbindet.
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In einer zweiten Stellung (Figur 8) dichtet der Kolben die Verbindung
zwischen den radialen Bohrungen 32 und 33 ab und verbindet den Flüssigkeitskanal,
der mit dem Anschlußröhrchen 15 in Verbindung steht, über die radiale Bohrung 32
und eine radiale Bohrung 37 mit einem Rohrstutzen 38, der unmittelbar mit dem Kolben
35 verbunden und mit diesem zusammen verschiebbar ist. Der Rohrstutzen 38 ragt aus
dem Schaltzylinder 34 heraus, so daß mit seiner Hilfe der Kolben aus der ersten
Stellung (Figur 7) in die zweite Stellung (Figur 8) verschiebbar ist. In der ersten
Stellung sind dabei die beiden Flüssigkeitskanäle 29 und 30 miteinander verbunden,
während der Rohrstutzen 38 abgeschlossen ist, in der zweiten Stellung besteht eine
Verbindung zwischen dem Flüssigkeitskanal 29 und dem Inneren des Rohrstutzens 38,
während der Flüssigkeitskanal 30 abgeschlossen ist.
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Der Kolben läßt sich auch in eine Zwischenstellung schieben, in welcher
der Flüssigkeitskanal 29 sowohl mit dem Innern des Rohrstutzens 38 als auch mit
dem Flüssigkeitskanal 30 in Verbindung steht.
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Auf den Rohrstutzen 38 ist die flexible Leitung 19 aufschiebbar, die
zu dem Röhrchen 20 des Vorsatzteils 7 führt.
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Das Anschlußröhrchen 15 wird in der oben beschriebenen Weise mit der
Leitung 18 verbunden, die ihrerseits mit der Flüssigkeitsquelle in Verbindung steht.
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Der Flüssigkeitskanal 30 bildet eine Rückführleitung, die über das
Anschlußröhrchen 31 und eine darauf aufschiebbare, in der Zeichnung nicht dargestellte
flexible Leitung mit
einem Sammelgefäß für die rückgeführte Kühlflüssigkeit
verbindbar ist. Die Kühlflüssigkeit kann über die Rückführleitung im Kreislauf geführt
werden, es ist aber auch möglich, die Kühlflüssigkeit nach einmaligem Gebrauch zu
verwerfen.
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Mit dem Ausführungsbeispiel der Figuren 5 bis 8 ist es möglich, die
Kühlflüssigkeitsmenge, die durch die Kühlhülse geführt wird, zu regulieren. Außerdem
ergibt sich hier eine Möglichkeit der Temperaturregulierung der über das Vorsatzteil
7 abgegebenen Flüssigkeit durch eine entsprechende Mengenregulierung. Schließlich
ermöglicht diese Ausgestaltung eine Kühlung des Motors auch dann, wenn mittels des
Werkzeuges keine Kühlflüssigkeit abgegeben werden soll.
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Selbstverständlich kann ein Umschaltventil, wie es in den Figuren
7 und 8 dargestellt ist, grundsätzlich auch bei den anderen Ausführungsbeispielen
einer Hülse Verwendung finden, in diesen Fällen wird dann die Rückführleitung unter
Umständen außerhalb des Gehäuses verlaufen.
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