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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Vernebler, der gewöhnlich zur
Verabreichung eines Medikaments an einem Patienten durch Einatmung
verwendet wird, wobei das Medikament in sehr kleine Tröpfchen oder
Teilchen zerstäubt
wird. Ein solcher Vernebler weist einen Gasaustritt, einen dem Gasaustritt
benachbarten Auslass und eine Ablenkvorrichtung zum Ablenken eines
aus dem Gasaustritt über
einen Auslass ausströmenden
Gasstromes auf, um eine zu zerstäubende
Substanz daraus zu saugen und um die Substanz in dem Gas zu zerstäuben.
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In
unserer früheren
Patentanmeldung
EP 95307936.5 (Veröffentlichungsnummer
0711609 ) haben wir einen
Zerstäuber
dieser Art offenbart, bei dem die Zerstäubung lediglich während der
Einatmung erfolgt. Dies wurde mittels einer bewegbaren Ablenkvorrichtung
erreicht. Das allgemeingültige Funktionsprinzip
ist in
1 gezeigt, in welcher Gas aus
einem Gasaustritt
1 unter Druck ausströmt. Ein Auslass
2 ist
benachbart zu dem Gasaustritt
1 angeordnet. Der Auslass
2 umfasst
einen Durchgang
2a, durch welchen die Substanz, die zerstäubt werden soll,
zu einem ringförmigen
Behälter
2b,
der den Gasaustritt
1 umgibt, geführt wird. Während der Einatmung ist eine
Ablenkvorrichtung
3 über
und in dem Weg des Gasstroms, der aus dem Gasaustritt
1 ausströmt, angeordnet.
Dies ist in
1A gezeigt, aus welcher ersichtlich
wird, dass das Gas über
dem Auslass
2 abgelenkt wird. Dies verursacht genau über dem
Auslass
2 einen Bereich niedrigen Druckes, welcher die
Substanz, die zerstäubt
werden soll, durch den Durchgang
2a in den Behälter
2b saugt,
und lässt
die Substanz innerhalb des Behälters
2b in
den abgelenkten Gasstrom zerstäuben.
Die zerstäubte Substanz
wird mitgerissen, um von einem Patienten inhaliert zu werden. Wenn
der Patient mit dem Inhalieren aufhört, schwenkt die Ablenkvorrichtung
um ihren Drehpunkt
3a und aus dem Weg des Gasstroms (
1C).
Das unter Druck stehende Gas wird dann nicht abgelenkt, sondern
wird geradlinig aufwärts
gerichtet. Es erfolgt keine Zerstäubung, da der Gasstrom nicht
durch den Auslass
2 abgelenkt wird und kein Bereich niedrigen
Druckes genau über
dem Auslass erzeugt wird, durch den das Medikament durch den Durchgang
2a gesaugt
wird.
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Dieser
Zerstäuber
hat sich in der Anwendung von Medikamenten als überaus geeignet und effizient erwiesen,
da eine Zerstäubung
lediglich während
des Einatmens erfolgt. Jedoch hat sich gezeigt, dass, wenn sich
die Ablenkvorrichtung 3 aus dem Gasstrom bewegt, die Flüssigkeit,
die entlang der Kante der Ablenkvorrichtung läuft, in das Kopfende des Verneblers
versprüht
wird, wo es sich sammelt, wobei ein großer Teil davon nicht im Stande
ist, in den Behälter
zurück
zukehren, hauptsächlich
durch die Tatsache, dass die Geschwindigkeit des Gases, das aus dem
Gasaustritt hervortritt, extrem hoch im Bereich von 500 m/sec ist.
Jegliche Tröpfchen,
die in das Kopfende des Verneblers befördert werden, neigen zum Zerfallen
und werden ferner durch den Zusammenprall mit dem Kopfende zerstreut.
Der Hochgeschwindigkeitsgasstrom behindert die Rückführung der Substanz. Dies ist
in 1B gezeigt.
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Dieses
Problem wurde außerdem
bei anderen Anordnungen wahrgenommen, zum Beispiel weist die in
der
WO 97/29799 gezeigte
Einheit die gleichen Probleme auf. Bei diesem Stand der Technik ist
der Auslass
2 ebenfalls dem Gasaustritt
1 benachbart,
und eine Ablenkvorrichtung
3 wird verwendet, um den Gasstrom
abzulenken, der aus dem Gasaustritt ausströmt, wie in
2 gezeigt
ist. Während
des Einatmens ist die Ablenkvorrichtung
3 in der in
2C gezeigten
Position angeordnet. Die Ablenkvorrichtung
3 führt den
Strom des unter Druck stehenden Gases quer über den Auslass
2,
der eine Zerstäubung
bewirkt. Sobald die Einatmung beendet ist, wird die Ablenkvorrichtung
3 in
den oberen Bereich des Gehäuses
angehoben, wie in
2A zu sehen ist. Indem die Ablenkvorrichtung
angehoben wird, strömt
mehr Gas durch den Lufteinlasskanal, der das zerstäubte Medikamente
mit sich befördert, wie
in
2B zu sehen ist, bis die Vorrichtung die „Aus"-Position in
2A erreicht.
Der senkrechte Gasstrom bewirkt, dass jede Flüssigkeit in dem Kopfende des
Verneblers eher gehalten als abwärts
zum Boden zur Verflüssigung
abfließen
wird.
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Das
Dokument
GB 560190 offenbart
einen Zerstäuber,
der einen kegelstumpfförmigen
Körperabschnitt
mit zwei gebohrten, sich dadurch erstreckenden Öffnungen aufweist, von denen
eine für
den Durchtritt einer zu zerstäubenden
Flüssigkeit
und die andere für
den Durchtritt von Luft oder Gas vorgesehen ist. Eine Scheibe ist
an einem Ende des Körperabschnitts
angebracht, so dass seine Unterseite sich über oder zum Teil quer zu den
Auslassenden beider Durchtritts erstreckt. Die Unterseite der Scheibe
ist mit einer Vielzahl von Flächen
in Form von radial angeordneten Auskehlungen versehen, welche, wenn die
Scheibe zu verschiedenen Winkelpositionen bewegt wird, es dem Luftdurchtritt
ermöglicht,
zu unterschiedlichen Erstreckungen geschlossen oder geöffnet zu
werden, um eine Variation der Dichte und der Mischung der zerstäubten Flüssigkeit
zu erzielen. Die Zerstäubung
kann durch Positionierung der Scheibe beendet werden, um die Luftströmung aus dem
Luftdurchtritt zu blockieren.
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Das
Dokument
FR 1070292 offenbart
einen Zerstäuber,
bei dem ein gleichmäßiger Sprühstoffnebel
durch den Durchtritt von Luft durch einen Durchgang hindurch quer
durch das Ende eines Flüssigkeitsdurchgangs
erzeugt wird. Die in dem Sprühstoffnebel
erzeugten Tröpfchen
werden durch die Positionierung einer Platte in einem Pfad des Sprühstoffnebels
sondiert.
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Das
Dokument
EP 0261649 offenbart
einen Vernebler mit einer Ablenkvorrichtung, die nach oben und nach
unten in den Pfad der unter Druck stehenden Luft, die in dem Vernebler
freigesetzt wird, bewegt werden kann.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vernebler einen
Gasaustritt; wenigstens einen dem Gasaustritt benachbarten Auslass;
und eine Ablenkvorrichtung zum Ablenken eines Gasstromes, der aus
dem Gasaustritt über
den wenigstens einen Auslass ausströmt, um eine zu zerstäubende Substanz
daraus zu saugen und um die Substanz in dem Gas zu zerstäuben, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ablenkvorrichtung erste und zweite verschiedenartige
Querschnitte definiert und dass die Ablenkvorrichtung eine Zerstäubungs-Position,
in der der erste Querschnitt der Ablenkvorrichtung in dem Gasstrom
zur Zerstäubung
liegt, und eine Nicht-Zerstäubungs-Position
aufweist, in der der zweite Querschnitt der Ablenkvorrichtung ohne
Zerstäubung
der Substanz in dem Gasstrom liegt. Auf diese Weise kann die Zerstäubung der
Substanz ein- und ausgeschaltet werden. Dadurch, dass man die Ablenkvorrichtung
jederzeit im Weg des Gasstroms hält,
wird die Substanz nicht in das Kopfende des Verneblers versprüht, da die
Ablenkvorrichtung den Gasstrom vom Kopfende des Verneblers fortlenkt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
beinhaltet die Ablenkvorrichtung erste und zweite Bereiche, wobei
der erste Bereich den ersten Querschnitt aufweist und der zweite
Bereich den zweiten Querschnitt aufweist. Hilfsmittel zum Herbeiführen einer
relativen Bewegung zwischen dem Gasaustritt und der Ablenkvorrichtung
können
so vorgesehen sein, dass der erste Bereich und der zweite Bereich
der Ablenkvorrichtung wahlweise in dem Gasstrom liegen. Mit Hilfe
der Berücksichtigung
eines Hilfsmittels, das leicht auf die Atmung eines Patienten reagiert,
zum Steuern eines Hilfsmittels zum Bewirken einer Bewegung, kann
der erste Bereich der Ablenkvorrichtung so angeordnet sein, um während der
Einatmung eines Patienten in dem Gasstrom zu liegen, und der zweite
Bereich der Ablenkvorrichtung kann so angeordnet sein, um in dem
Gasstrom zu liegen, wenn keine Einatmung erfolgt. Daher wird die
Zerstäubung nur
während
der Einatmung einsetzen, und während des
Ausatmens wird keine Substanz zu dem Kopfende des Verneblers gedrängt.
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Gemäß einer
bevorzugten Gestaltung dieser Ausführungsform ist die Ablenkvorrichtung
relativ zu dem Gasaustritt bewegbar. Bevorzugt hat die Ablenkvorrichtung
eine Ablenkkante, wobei die Kante erste und zweite Bereiche aufweist.
Ferner wird es bevorzugt, dass die Kante der Ablenkvorrichtung bogenförmig ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
hat die Ablenkvorrichtung erste und zweite Elemente, so dass, wenn
der Zerstäuber
in der Zerstäubungs-Position
ist, das erste Element in dem Gasstrom angeordnet ist und den ersten
Querschnitt bildet, und, wenn der Zerstäuber in die Nicht-Zerstäubungs-Position
bewegt wird, sich erstes und zweites Element relativ zueinander
bewegen, um gemeinsam den zweiten Querschnitt der Ablenkvorrichtung
zu bilden. Dies bedeutet, dass sich nur eines der Elemente zu bewegen
braucht, um die Zerstäubung
ein- und auszuschalten.
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Bevorzugt
ist ein Hilfsmittel, das leicht auf die Atmung eines Patienten reagiert,
zur Steuerung der relativen Bewegung der Elemente vorgesehen, so dass
der erste Querschnitt der Ablenkvorrichtung während der Einatmung eines Patienten
in dem Gasstrom liegt, und ein zweiter Abschnitt der Ablenkvorrichtung
in dem Gasstrom liegt, wenn keine Einatmung erfolgt. Das zweite
Element kann eine Buchse sein, die rund um mindestens einen erheblichen
Teil des ersten Elements angeordnet ist. Die Buchse kann von dem
ersten Element hervorstehen, wenn die Ablenkvorrichtung in ihrer
zweiten Konfiguration angeordnet ist.
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Alternativ
kann das erste Element eine Stange sein, wobei das zweite Element
in einer der Stange benachbarten Position bewegbar ist. Bevorzugt
ist dies eine Position, die sich von der Stange heraus erstreckt.
Das zweite Element kann zur Bewegung drehbar befestigt sein, und
das zweite Element kann an beiden Seiten der Stange angeordnet sein.
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In
allen Ausführungsformen
weist der zweite Querschnitt der Ablenkvorrichtung typische Randverlängerungen
auf, die sich von den Endpunkten der Ablenkvorrichtung üblicherweise
in Richtung des Gasaustritts erstrecken. Diese Erstreckungen können weniger
als ein Millimeter in Länge
sein.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Hilfe von Beispielen lediglich
und mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben:
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1 zeigt eine Einrichtung dem Stand der Technik
nach in drei Positionen;
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2 zeigt eine weitere Einrichtung dem Stand
der Technik nach in drei Positionen;
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3A bis 3E zeigen
einen Vernebler gemäß der vorliegenden
Erfindung während
der Einatmungsphase;
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4 zeigt den Vernebler aus 3 während einer
Ausatmungsphase;
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht des Gasaustritts und der Ablenkvorrichtung
aus 3 während der Einatmung;
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht des Gasaustritts und der Ablenkvorrichtung
aus 4 während der Ausatmung;
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7A bis 7E zeigen
weitere Ausführungsformen,
durch welche diese Erfindung ausgeführt werden kann, die schwenkende
Ausleger aufweist;
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8 zeigt
eine weitere Ausführungsform,
in welcher die Ablenkvorrichtung innerhalb einer Buchse zurückschiebbar
ist; und
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9 zeigt
eine Auswahl von Querschnitten für
Ablenkungsvorrichtungen, die zu einer Nicht-Zerstäubung führen, wenn
sie in dem Weg des Gasstroms angeordnet sind.
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Zunächst bezugnehmend
auf die in den 3 und 4 gezeigten
Ausführungsformen
zeigt 3A einen zusammengebauten Vernebler,
der ein Becken 4 vorsieht, durch welches ein Gasrohr 5 hindurchfährt, welches
einen Gasdurchgang 6 definiert. Das Gas wird durch den
Gasdurchgang 6 unter Druck zu einem Gasaustritt 7 geführt, der
in weiteren Einzelheiten in 3E gezeigt
ist. Eine Buchse 8 ist rund um das Gasrohr 5 mit
einem Raum 8a zwischen der Buchse 8 und dem Gasrohr 5 angeordnet.
Ferner existiert ein Raum 8a zwischen dem unteren Ende der
Buchse 8 und dem Becken 4, um dem Medikament das
Eintreten in Raum 8a zu ermöglichen. Das Gasrohr 5 endet
in einem Oberteil 9, von welchem das Gas unter Druck vom
Gasaustritt 7 hervortritt. Am oberen Ende des Deckels 9 umgibt
ein ringförmiger
Behälter 10 den
Gasaustritt 7. Unterhalb des ringförmigen Behälters 10 münden zahlreiche
Medikamentendurchgänge 11 von
einer Medikamentenkammer 12. Vor dem Gebrauch wird das
Becken 4 mit dem Medikament gefüllt, wobei dies zwischen dem Gasrohr 5 und
der Buchse 8 in die Medikamentenkammer 12 durch
die Medikamentendurchgänge 11 in
den ringförmigen
Behälter 10 hinein
gesaugt wird. Umliegend des Deckels 9 ist eine abwärts gerichtete Ablenkplatte 13,
unterhalb welcher medikamentenbeladene Luft durchtreten muss, bevor
sie aufwärts in
Richtung eines Mundstücks 14 durchtritt,
wie durch die Pfeile A1 und A2 in 3A angedeutet
ist.
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Oberhalb
des Deckels 9 ist eine Ablenkvorrichtung 15 angeordnet,
welche ein plattenähnliches Element
ist, das wie ein Kreisabschnitt ausgebildet ist. An ihrem oberen
Ende ist sie an einer Drehachse 16 schwenkbar und an ihrem
unteren Ende, welches eine bogenförmige Unterkante 17 aufweist,
liegt sie in dem Weg des Gasstromes, der aus dem Gasaustritt 7 hervortritt.
Diese Unterkante 17 beinhaltet zwei Bereiche, die aus 3B als
A und B ersichtlich sind, wobei jeder ein unterschiedliches Querschnittsprofil aufweist.
Das Querschnittsprofil des Bereichs B ist in 3C gezeigt
und ist üblicherweise
spitz zulaufend. Das Querschnittsprofil des Bereichs A der Unterkante
ist in 3D gezeigt und beinhaltet Randverlängerungen 18,
welche üblicherweise
abwärts
in Richtung des Gasaustritts 7 zeigen.
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Eine
Klappe 19 wird durch das obere Ende der Ablenkvorrichtung 15 getragen
und ist drehbar über
die Drehachse 16 mit der Ablenkvorrichtung 15 gelagert.
Die Klappe 19 nimmt ein Rückschlagventil 20 auf,
durch welches Luft in eine Richtung durchtreten kann. Die Klappe 19 ist außerdem an
den Wänden 21 und 22 einpassbar,
wobei dort zwischen Luft zu und von einer Entlüftungsöffnung 23 durchtreten kann.
Wenn die Klappe 19 geöffnet
ist, kann Luft von der Umgebung durch die Entlüftungsöffnung 23 in das Mundstück 14 durchtreten.
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3A zeigt
den Vernebler während
der Einatmung eines Patienten durch das Mundstück 14. Die Einatmung
bewirkt innerhalb des Mundstücks 14 einen
Abfall des Druckes, der die Klappe 19 öffnen und Umgebungsluft in
den Vernebler durch die Entlüftungsöffnung 23 eintreten
lässt.
Das Öffnen
der Klappe 19 lässt
die Ablenkvorrichtung 15 in der in 3A gezeigten
Position angeordnet sein, in welcher der Bereich B der bogenförmigen Unterkante 17 direkt
in dem Gasstrom angeordnet ist, der aus dem Gasaustritt 7 hervortritt.
Dies veranlasst das Gas über
das obere Ende des ringförmigen
Behälters 10 abgelenkt
zu werden, wie durch die Pfeile D in 5 gezeigt
ist. Dies erzeugt einen geringen Druck genau oberhalb des Behälters 10,
wodurch das Medikament von dem Becken 4 in den Behälter 10 über die
Räume 8A und 8B gesaugt
wird. Da die Geschwindigkeit des Gasstromes, der aus dem Gasaustritt 7 hervortritt,
extrem hoch ist, üblicherweise
um 500 m/sec., wird das Medikament aus dem Behälter 10 gesaugt und
wird in einen feinen Nebel von Tröpfchen zerstäubt. Die
Ablenkung des Gases mittels der Ablenkvorrichtung 15 bewirkt
ferner, dass Luft abwärts
vorbei an der Ablenkvorrichtung zu dem Bereich oberhalb des Deckels 9 gesaugt
wird, wo sie das zerstäubte
Medikament mitreißt
und dann nach unten neben dem abwärts gerichteten Umlenkblech 13 durchtritt
und sich rund um die Außenseite
des Ablenkblechs und aufwärts
zu dem Mundstück 14 des Patienten
anstaut.
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Während der
Ausatmung, wie in 4A gezeigt, schließt die Klappe 19 mit
den Wänden 21 und 22 ab
und das Rückschlagventil 20 öffnet, wobei
es der ausgeatmeten Luft ermöglicht,
ungehindert zu der Umgebung über
die Entlüftungsöffnung 23 zu strömen, wie
durch die Pfeile B gezeigt ist. Die Schließung der Klappe 19 lässt die
Ablenkvorrichtung 15 in die in 4A gezeigte
Position bewegen, wo der Gasstrom auf den Bereich A der Unterkante 17 auftrifft,
wie in 4C gezeigt. Dies lässt die
abgelenkte Luft derart über
den Behälter 10 strömen, dass
das Medikament nicht aus dem Becken 4 gesaugt wird, und
dass es nicht durch die Luft zerstäubt wird, wie in 6 gezeigt.
Dies wird durch die Randverlängerung 18 erreicht,
da kein Bereich niedrigen Druckes genau oberhalb des Behälters 10 erzeugt wird.
Die abgelenkte Luft wird verändert,
wenn sie während
der Einatmung abgelenkt wird, und wenigstens ein Teil der abgelenkten
Luft wird durch einen vergrößerten Winkel
abgelenkt und bewirkt üblicherweise,
dass die gesamte abgelenkte Luft abreißt und/oder in einem vergrößerten Winkel
abgelenkt wird, um eine Zerstäubung
zu verhindern. Zusätzlich, wenn
die Ablenkvorrichtung 15 sich von der in 3A gezeigten
Position zu der in 4A gezeigten Position bewegt,
wird der Gasstrom weiterhin abgelenkt und ist nicht aufwärts in das
obere Ende des Verneblers oder in das Mundstück 14 gerichtet. Vorzugsweise
ist die Ablenkvorrichtung 15 in Richtung der in 4A gezeigten
Position vorgespannt, so dass eine Zerstäubung lediglich während der
Einatmung erfolgt.
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Bezugnehmend
nun auf 7A bis 7E wird
eine weitere Gestaltung einer Ablenkvorrichtung gezeigt, welche
die Ablenkvorrichtung aus 3A und 4A ersetzen
kann. In 7A weist die Ablenkvorrichtung
eine Stange 25 auf, welche oberhalb des Gasaustritts 7 angeordnet
ist. Die Stange 25 ist üblicherweise
zugespitzt. Die Klappe 19 ist drehbar über einer Drehachse 16 wie
in 3A gelagert. Jedoch trägt die Klappe 19 zwei
Ausleger 26 und 27, welche sich um die Drehachse 16 mit
der Klappe drehen. Die Ausleger 26 und 27 sind
auf beiden Seiten der Stange 25 angeordnet. Während der
Einatmung liegen die Ausleger 26 und 27 an beiden
Seiten der Abschnitte der Stange 25, auf welchen der Gasstrom aufprallt.
Die Ausleger 26 und 27 sind kaum länger als
der Rand der Stange 25, wie in 7B und 7C gezeigt.
Dies veranlasst den Gasstrom dazu, sich derart über dem Behälter 10 zu verteilen,
dass keine Zerstäubung
eintritt. Das Medikament wird weder aus dem Becken 4 gesaugt
noch zerstäubt.
Folglich wirken die Stange 25 und die Ausleger 26, 27 zusammen,
um den Gasstrom abzulenken. Während der
Einatmung wird die Klappe 19 so bewegt, um die Ausleger 26, 27 weg
von dem Abschnitt der Stange 25, auf welcher der Gasstrom
auftritt, pendeln zu lassen. Der üblicherweise spitz zulaufende
Querschnitt der Stange 25 richtet den Gasstrom derart über den Behälter 10,
dass ein Medikament von dem Becken 4 gesaugt wird und mittels
des Gasstromes zerstäubt wird.
Die Ausleger werden in der Tat 26, 27 zurückgezogen,
wie in den 7D und 7E gezeigt
ist. Folglich, wenn die Einatmung endet, ist der Gasstrom nicht
in das obere Ende des Verneblers mit einer großen Geschwindigkeit gerichtet.
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Mit
Bezug auf 8 ist die Ablenkvorrichtung
nun ein wenig anders angeordnet. In diesem Fall ist die Ablenkvorrichtung 30 kreisförmig oder stiftförmig und
ist in eine Buchse 31 zurückziehbar. Wenn die Ablenkvorrichtung 30 sich
von der Buchse 31 aus erstreckt, wie im unteren Teil von 8 gezeigt
ist, tritt eine Zerstäubung
ein, da der Gasstrom über
einen Behälter 10 gelenkt
wird. Indem die Ablenkvorrichtung 30 in die Buchse 31 zurückgezogen wird,
endet die Verneblung dank der Buchse 31, die weiter als
die Ablenkvorrichtung 30 abwärts herausragt. In der Unteransicht
von 8 lenkt folglich die Ablenkvorrichtung 30 den
Gasstrom ab, wohingegen in der Draufsicht von 8 sowohl
die Ablenkvorrichtung 30 als auch die Buchse 31 zusammenwirken, um
die Ablenkung um wenigstens eines Teils des abgelenkten Gases relativ
zu dem Gas, welches während
der Einatmung abgelenkt wird, zu erhöhen. Üblicherweise bewirkt der Teil
des erhöhten,
abgelenkten Gases, dass das gesamte abgelenkte Gas zertrennt und/oder
in der Ablenkung erhöht
wird.
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9 zeigt
eine Anzahl verschiedener Ablenkungsvorrichtungsquerschnitte, welche
zum Beenden der Zerstäubung
verwendet werden können. Natürlich werden
die Besonderheiten dieser Gestaltungen variieren. Es sollte beachtet
werden, dass die meisten dieser Gestaltungen Randverlängerungen beinhalten,
wobei wir herausgefunden haben, dass diese nicht länger als
0,5–1,0
mm sein müssen,
um eine Zerstäubung
zu beenden.
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Zahlreiche
verschiedene Ablenkungsquerschnitte, die V-förmige Stangen, Keile, flache
Stangen und verschiedenartige Hauben, Rohre und Stifte beinhalten,
können
verwendet werden, um eine Zerstäubung
zu erzielen.