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Tragbare Inhalations- und Beatmungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine tragbare Inhalations- und Beatmungsvorrichtung mit einem
Gasbehälter, insbesondere für Sauerstoff, mit einer Vorrichtung zum Bemessen und Reduzieren des austretenden Gases, mit einer Vorrichtung zum öffnen des Gasaustrittes, mit einem
Gas-Sammelbehälter und mit einer Atemmaske.
Es sind bereits verschiedene Ausführungsformen von Sauerstoffmasken für Notfälle bekannt, die z. B. für die Flucht aus brennenden Gebäuden oder andern nicht einatembaren Atmosphären, oder solche die beim Absprung aus Flugzeugen in sehr grosser Höhe verwendet werden. Solche Vorrichtungen sind gewöhnlich um einen zylindrischen Sauerstoffbehälter von beträchtlicher Grösse und Volumen angeordnet und weisen einen Reguliermechanismus und eine Anzahl von verschiedenen Einatemanordnungen auf, um zu ermöglichen, dass in einigen Fällen reiner Sauerstoff, in andern Fällen ein Gemisch von Sauerstoff und komprimierter Luft oder Sauerstoff und Umgebungsluft eingeatmet werden kann. Solche bekannte Geräte sind in der Regel Grossgeräte, die einen ziemlich komplizierten Aufbau haben und daher nur von geschultem Personal bedient werden können.
Ausserdem sind sie zum Teil überhaupt nicht oder nur unter grossem Aufwand bewegbar. Als Nothilfe-Vorrichtungen für jedermann sind diese bekannten Vorrichtungen nicht geeignet.
Um diesen Nachteilen abzuhelfen, sind auch Kleingeräte bekannt, die jedoch einige beträchtliche Nachteile aufweisen.
So ist beispielsweise aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 856, 922 eine tragbare Inhalationsvorrichtung bekannt, bei welcher eine in einem Gehäuse mit einem Schraubverschluss untergebrachte, völlig verschlossene Gaspatrone angeordnet ist. Der Deckel des Gehäuses trägt auf einer Seite eine Atemmaske, und auf der andern Seite einen Einstechdorn, der durch weiteres Einschrauben des Deckels in die Gaspatrone eingestochen werden kann. Im Einstechdorn ist eine Bohrung vorgesehen, durch die das ausströmende Gas über ein Deckel angeordnetes Filter in die Atemmaske strömen kann. Diese Vorrichtung weist, obwohl sehr gedrungen und handlich ausgebildet, eine Reihe von Nachteilen auf.
Insbesondere weist ihre Gaspatrone nur einen geringen Sauerstoffvorrat auf, da wegen der Explosionsgefahr der Gasdruck im Behälter nur relativ gering sein kann. Ausserdem ist die Gaspatrone nicht nachfüllbar. Das Eindrücken des Dornes durch Einschrauben des Deckels ist nachteilig, weil im Bedarfsfalle, beispielsweise bei einem Unfall, der Verletzte kaum die Kraft aufbringen wird, den Deckel einzuschrauben. Auch Helfer werden in der bei Unfällen für gewöhnlich herrschenden Aufregung Schwierigkeiten haben, die Vorrichtung ordnungsgemäss zu bedienen, so dass unter Umständen wertvolle Zeit für die Hilfeleistung verloren geht.
Weiter ist die Vorrichtung nur für Inhalationen geeignet und nicht dagegen für eine Beatmung, da sie keinen Gassammelbehälter aufweist, über den Gas in die Lungen des Patienten gedrückt werden kann und welcher sich in der Ausatemphase wieder mit Sauerstoff und gegebenenfalls Umgebungsluft füllen kann. Das Mundstück der Vorrichtung ist klein und relativ steif und somit als Sammelbehälter nicht geeignet.
Die aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 428, 425 bekannte tragbare Inhalations- und
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Beatmungsvorrichtung behebt die obigen Nachteile dahingehend, dass sie einen Gassammelbehälter aufweist, der die Beatmung möglich macht. Diese bekannte Vorrichtung weist ebenfalls eine in einem
Gehäuse angeordnete Gaspatrone auf, die mittels eines einschraubbaren, mit einer zentralen Bohrung versehenen Einstechdornes geöffnet werden kann. Das ausströmende Gas gelangt dann zu einem
Mundstück, mittels dem der Patient das Gas einatmen kann. Die Nase des Patienten wird während des
Inhalierens mittels einer an der Vorrichtung vorgesehenen Klemmvorrichtung geschlossen gehalten. An der Gasleitung ist ein Sammelbehälter in Form eines Ausdehnungssackes angeschlossen.
Der wesentliche
Nachteil dieser Vorrichtung besteht ebenfalls darin, dass seine Gaspatrone infolge der Explosionsgefahr einen nur relativ geringen Betriebsdruck aufweisen kann und demnach auch nur einen kleinen
Sauerstoffvorrat besitzt. Die Gaspatrone ist ebenfalls nicht nachfüllbar. Die Bedienung der Vorrichtung kann ebenfalls Schwierigkeiten bereiten, wenn sie von einem Verunfallte selbst zu bedienen ist oder die Helfer zu aufgeregt sind. Im übrigen ist diese Vorrichtung infolge der starr am Gehäuse angebauten
Teile, wie dem Mundstück, der Nasenklemme, dem Ventilgriff und dem Ausdehnungssack, für eine
Nothilfe-Vorrichtung, die auf kleinstem Raum in einer Nothilfe-Ausrüstung untergebracht werden soll, verhältnismässig sperrig.
Zweck der Erfindung ist es, die obigen Nachteile zu beseitigen und eine tragbare Inhalations- und
Beatmungsvorrichtung zu schaffen, die insbesondere bei kleinster Bauweise einen grossen
Sauerstoffvorrat aufweist.
Die tragbare Inhalations- und Beatmungsvorrichtung mit einem Gasbehälter, insbesondere für
Sauerstoff, mit einer Vorrichtung zum Bemessen und Reduzieren des austretenden Gases, mit einer
Vorrichtung zum öffnen des Gasaustrittes, mit einem Gas-Sammelbehälter und mit einer Atemmaske ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Gasbehälter als Hochdruck-Gasbehälter mit einer mehrfach, vorzugsweise spiralig oder wendelförmig, gewundenen Rohrschlange ausgebildet ist.
Die Ausrüstung einer tragbaren Inhalations- und Beatmungsvorrichtung mit einem
Hochdruck-Gasbehälter, der aus einer mehrfach, insbesondere spiralig oder wendelförmig gewundenen
Rohrschlange besteht, bringt ausserordentliche und entscheidende Vorteile mit sich. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass rohrförmige Gasbehälter bei geringerer Wandstärke mit wesentlich höheren Drucken gefahrlos betrieben werden können. Die Gefahr des Explodierens besteht bei rohrförmigen Gasbehältern nicht. Sollte ein rohrförmiger Gasbehälter schadhaft und dem Gasdruck nicht gewachsen sein, so explodiert er nicht, sondern platzt nur ohne schädigende Nebenwirkung.
Diese hervorstechende Eigenschaft der rohrförmigen Gasbehälter gestattet wesentlich höhere Betriebsdrücke, beispielsweise
140 bis 560 kp/cm2 wodurch auf kleinstem Raum und bei geringstem Materialbedarf wesentlich mehr Gas gespeichert werden kann, als dies mit den herkömmlichen Gasflaschen, die bestenfalls bis zu
150 kp/cm2 Betriebsdruck aufweisen können und überdies noch äusserst schwer sind, der Fall ist.
Mittels dieser Gasbehälter ist es möglich, eine wirkungsvolle und trotzdem kleine tragbare Inhalationsund Beatmungsvorrichtung zu schaffen, die in jeder Notfall-Ausrüstung untergebracht werden kann.
Als besonders einfache und wirksame Bemessungs- und Druckreduziervorrichtung ist die tragbare Inhalations- und Beatmungsvorrichtung mit einem Kapillarrohr ausgerüstet, welches das im Gasbehälter unter hohem Druck stehende Gas beim Ausströmen sicher auf Umgebungsdruck bringt und ein langsames Ausströmen gewährleistet.
Eine besonders vorteilhafte Öffnungsvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass das Kapillarrohr an dem dem Gasbehälter abgewandten Ende verschlossen ist und vor dem Ende als Sollbruchstelle eine geschwächte Stelle aufweist, wobei über das verschlossene Ende und die geschwächte Stelle eine flexible Kappe gestülpt ist, deren freies Ende dichtend am Kapillarrohr anliegt und welche Kappe über eine Rohrleitung mit dem Sammelbehälter verbunden ist, wobei ferner ausserhalb der Kappe eine Vorrichtung zum Abbrechen des Kapillarrohrendes an der geschwächten Stelle angeordnet ist. Bei dieser Ausbildung der Öffnungsvorrichtung sind keine Ventil- oder Einstechvorrichtungen notwendig, die eine umständliche Handhabung erfordern würden, sondern der Gasaustritt kann durch einfaches Abbrechen des Endes des Kapillarrohres geöffnet werden.
Zum Abbrechen des Kapillarrohres ist insbesondere eine Reissleine geeignet. Komplizierte Öffnungs- und Einstellvorgänge entfallen somit, so dass die so ausgestaltete erfindungsgemässe tragbare Inhalations- und Beatmungsvorrichtung gerade für Notfälle besonders geeignet wird, da sie äusserst schnell und einfach einsetzbar ist. In einmal geöffnetem Zustand strömt das Gas ohne weitere Einstellungen in der für die Inhalation oder Beatmung notwendigen Dosierung aus. Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung ferner, dass das Ausströmen des Gases, also des Sauerstoffes, nach dem öffnen des Kapillarrohrendes nicht mehr abgestellt werden kann. Es kann also keine portionsweise Entnahme erfolgen, wodurch dann möglicherweise für einen weiteren Bedarfsfall nicht mehr genügend Sauerstoff zur Verfügung stünde.
Eine einmal geöffnete Vorrichtung läuft aus und
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Gasbehälters zu dessen Füllung, im Längsschnitt ; Fig. 8 ein Sauerstoffschliessventil im Längsschnitt ; Fig. 9 eine Druckanzeigeeinrichtung im Aufriss ; Fig. 10 eine weitere tragbare Inhalations- und Beatmungsvorrichtung in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung ; Fig. 11 die Vorrichtung nach Fig. 10 im Längsschnitt und Fig. 12 die öffnung-un Druckreduziereinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 10 im Längsschnitt.
Gemäss den Fig. 1 und 2 besteht die tragbare Inhalations-und Beatmungsvorrichtung aus einem mit Sauerstoff gefüllten Hochdruckbehälter in Form eines zylindrischen Rohres-10-, das in zwei Lagen schraubenförmig gewunden ist und für einen Druck von etwa 140 bis 560 kp/cm2 ausgelegt ist.
Der Volumeninhalt entspricht einer Benutzungsdauer von etwa 10 bis 30 min. Das Rohr-10besteht aus einem schraubenlinig gewundenen und geschweissten dünnen Band, in einer Art, die grösste Festigkeit bei geringstem Gewicht bzw. Wandstärke bietet. Auf diese Weise erhält man einen Druckbehälter, der bei kleinen Abmessungen, bezogen auf das Volumen, geringstes Gewicht und günstigste Spannungsbeanspruchungen ergibt. Die Enden des Rohres sind verschlossen, und als Ganzes befindet sich der Hochdruckbehälter in einem zylindrischen Gehäuse-11-mit Boden-12--, und einem Deckel mit einer Öffnung-13-an der andern Seite. Der Rand der hoffnung--13--
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Druckreduziersystem und der Sauerstoffanteil wird durch ein Regulierventil eingestellt, das zugleich als Mischer für den Luftanteil dient.
Der Reduziermechanismus besteht aus einem Kapillarrohr--16--, das mit dem Rohr --10-- verbunden ist und eine Messdüsenanorndung --17-- aufweist, die nur einen begrenzten Sauerstoffstrom zulässt. Der Durchmesser dieser Messdüse liegt im Bereiche einiger Tausendstel eines Millimeters. Die Kapillarröhre --16-- ist gegen das Ende bei --18-- verschlossen, und weist eine Verengung --19-- auf, an der das Rohr abgebrochen werden kann und die Ausströmung des Sauerstoffes gestattet. Das verschlossene Ende-18-und die Verengung sind von einer Plastikhülle-20-mit Spannring-21-abgedeckt. Diese rohrförmige Hülle-20- besteht aus weichem Material, damit man, ohne sie abzunehmen, das Röhrchen --16-- brechen kann.
Ein aus dem gleichen Material bestehendes Verbindungsröhrchen--22--verbindet das Röhrchen
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der übersichtlichkeit halber höher gezeichnet. Der Block --23-- besitzt einen zentralen Durchgang - und dieser mündet durch eine Öffnung --25-- des Bodens --12-- in einen als Niederdruckbehälter dienenden Gummisack--27--. Dieser Sack--27--ist an einem die Öffnung - 25-- umgebenden Flansch --26-- festgelegt, und dient zur Aufnahme des Sauerstoffes, der laufend aus dem Rohr ausströmt, und sein Volumen ist so bemessen, dass es für einen tiefen Atemzug des Patienten ausreicht.
Im Boden--12--befinden sich weiters mehrere Eintrittsöffnungen--28-- für die Aussenluft, jedoch sind diese Öffnungen normalerweise durch eine flexible Klappe-29- verschlossen, die zwischen Boden und Block--23--eingeklemmt ist und als Ventil wirkt.
Die Mischung von Luft und Sauerstoff erfolgt mit Hilfe einer Membrane--30--, die sich im wesentlichen über den ganzen Boden--12--erstreckt und über den Block --23-- geführt ist, wo sie einen steiferen Mittelteil --31-- etwa vom Durchmesser des Blockes --23-- besitzt. Diese Scheibe --31-- und die Membrane --30-- sind mit mehreren Mischdurchgängen --32-- versehen, und in der Mitte der Scheibe--31--befindet sich ein kegelstumpfförmiger Ventilkörper--33--, der die
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durch den Druckabfall, der durch einen Atemzug des Patienten an der Gesichtsmaske und über der Membrane--30--entsteht, überwunden und so das Ventil--33--vom Sitz--24--abgehoben wird.
Für eine sofortige Betriebsbereitstellung des Inhalators sind selbsttätige Mittel zum Brechen des Röhrchens--16--an der Stelle--19--vorgesehen. Diese Mittel bestehen aus einem Drahtstück - -35--, das mit einem Ende--36--um einen Stift --37 -- gewunden ist, der an einer am Gehäuse --11-- befestigten Halterung gelagert ist. Das andere Ende--39--des Drahtes--35-ist nach oben abgebogen und mit einer Kartonscheibe--40--verbunden, die in den Flansch - des Gehäuses eingepasst ist, und besitzt einen Handgriff-41--.
Das Abziehen der Kartonscheibe--40--befreit den Arm--35--und die Windungen --36-- drehen den Draht gegen das Röhrchen --16-- und er bricht das Ende--18--ab. Zur Vervollständigung kann noch eine Plastikhülle vorgesehen sein, die das Gerät, wie in Fig. 4 gezeigt, völlig umschliesst. Diese Hülle kann
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in beliebiger Weise, etwa durch einen Schnurzug verschlossen werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht Einrichtungen vor, um den Sauerstoffstrom aus dem Behälter - -10-- zu unterbrechen, so dass der Inhalator auch mehrmals in Abständen benutzt werden kann.
Ein hiezu geeignetes Ventil zeigt die Fig. 8, und es besteht aus einer Hülse-43-, die über das Kapillarrohr --16-- gezogen ist, und die ein Kugelventil --44-- umschliesst, das auf einem O-Ring --45-- aufsitzt, der an der Fortsetzung des Röhrchens --16-- angebracht ist. Dieser O-Ring --45-- wird durch eine Feder-46--, die sich am andern Röhrchen abstützt, gegen das Ende des oberen Röhrchens --16-- gedrückt. Zum Abheben der Kugel-44-vom O-Ring-45-und öffnen des Durchganges dient eine Stange--46a--, die sich durch das Röhrchen erstreckt, und ausserhalb desselben einen Betätigungsknopf aufweist. In diesem Falle ist eine grobe Druckanzeige für den im Behälter --10-- befindlichen Sauerstoff erwünscht.
Eine hiefür geeignete Einrichtung kann
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--47-- bestehen,- -50-- zusammenspielt.
Zur Füllung des Behälters --10-- dient ein seinen Endabschluss durchsetzendes weiteres Kapillarrohr --51--, das an seinem Ende-52-verlötet ist (Fig. 7).
Zur Inbetriebnahme der Inhalations- und Beatmungsvorrichtung zieht man am Handgriff-41-
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Ersichtlicherweise strömt der Sauerstoff fortlaufend aus und über das Rohrchen-22--, den Durchgang-24-im Block-23-in den Sack --27--. Dieser Sack füllt sich nun langsam mit
Sauerstoff und dehnt sich dabei aus. Nun kann der Benutzer die Gesichtsmaske über Mund und Nase stülpen, und zu atmen beginnen. Ein Einatmen vermindert den Druck und hebt die Membrane --30-- samt Ventil --3-- vom Durchgang, so dass der Sauerstoff aus dem Sack-27-in den
Raum zwischen dem Block --23-- und der Membrane --30-- eindringen kann und sich dort mit
Luft vermischt, die bei den Öffnungen --28-- einströmt.
Das somit entstandene
Luft-Sauerstoffgemisch tritt durch die Öffnungen --32-- in die Gesichtsmaske und weiter in die Atemwege des Patienten ein. Sobald dessen Lunge gefüllt ist, sinkt der Druck in der Gesichtsmaske --15-- und der Federarm--34--drückt die Membrane--30--und deren Ventil wieder auf den Block-23-zurück. In diesem Augenblick fliesst der Sauerstoff wieder in den Sack --27 -- und füllt ihn für den nächsten Atemzug des Patienten auf.
Sollte das erfindungsgemässe Gerät als Soforthilfe zur Wiederbelebung verwendet werden müssen, dann ist die Mithilfe einer zweiten Person erforderlich, weil der Patient selbst nicht in der Lage ist, das Gerät zu bedienen. In diesem Falle geht die helfende Person zunächst in der gleichen Weise vor und öffnet die Packung und holt die Gesichtsmaske --15-- hervor. Sodann stülpt sie die Gesichtsmaske dem Patienten über Mund und Nase. Wenn der Sack sich gefüllt hat, genügt ein händisches Zusammendrücken des Sackes-27-, um Sauerstoff herauszudrücken, die Federkraft des Armes - 34-zu überwinden und die Membrane --30-- anzuheben, worauf sich das Ventil --33-- öffnet und der Sauerstoff über die Öffnungen --32-- in die Lungen des Patienten strömt.
Ein Rückfluss des Sauerstoffes ist natürlich unmöglich, weil der Druck im Behälter-10-bzw. des Sackes --27-- dies verhindert, und ein Entweichen des Sauerstoffes ins Freie ist durch die Klappe - verhindert, die sich auf die öffnungen --28-- legt. Obgleich es bei einer Wiederbelebungshilfe nicht sicher ist, dass der Druck des in die Lungen des Patienten strömenden Sauerstoffes gleich bleibt, ist mit einiger Übung herauszubekommen, wie stark der Sack-27zusammengedrückt werden muss. überdies wird man auch je nach Art des Ereignisses weitere Wiederbelebungshilfen, wie künstliche Atmung oder Mund-zu-Mund-Beatmung anwenden.
Die in den Fig. 10 bis 12 dargestellte Ausführungsform ist insofern vereinfacht, als eine Sauerstoffmaske in Form eines stabilen Sackes vorgesehen ist, der zugleich als Niederdruckspeicher für ein gewisses Volumen an Sauerstoff mit Atmungsdruck dient, so dass der getrennte Sack gemäss Fig. 1 entbehrlich ist.
Eine weitere Vereinfachung ergibt sich durch Mischung des Sauerstoffes mit Luft innerhalb der Maske.
Der Hochdruckbehälter für den Sauerstoff besteht aus einem gewickelten Rohr-60-, das sich in einem zylindrischen Gehäuse --61-- mit Boden --62-- und ringförmigem Deckel-63--
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Flansch-64-hältRohres-67-mündet vorerst in eine Kammer --69--, die mittels Schrauben --70-- am Boden --62-- befestigt ist. Das Rohr-67-ist am Ende --71-- verschlossen und mit einer Verengung --72-- versehen, die eine vorbestimmte Bruchstelle darstellt, von der dann der Sauerstoff abströmen kann.
Das Ende des Rohres --67-- einschliesslich der Verengung--72--ist von einer flexiblen Hülse --73-- aus Gummi oder Plastik umschlossen, die beispielsweise mit einem Ring-74festgelegt ist und die Wand der Kammer --69-- durchsetzt und in den Sack-65-ausmündet.
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durch Öffnungen --7-- der Kammer --69-- geführt ist. Das eine Ende dieses Stiftes-76besitzt einen Haltering-78- (Fig. ll), der von der Kammer --69-- absteht. Eine Kartonscheibe --79-- dient zum Niederhalten des Sackes--65-- (Fig. 10), wenn das Gerät nicht verwendet wird,
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--73-- in- 65-- nimmt die in Fig. ll gezeigte Form an und bildet damit eine Gesichtsmaske, in die der Sauerstoff durch die Öffnungen --6-- einströmt.
Bei Wiederbelebungshilfen wird dieses Gerät auf das Gesicht des Patienten gedrückt, wobei durch das Zusammenpressen des Sackes der Sauerstoffstrom verstärkt wird und über die dicht am Gesicht des Patienten anliegende Gesichtsmaske von diesem aufgenommen werden kann. Bei normalem Gebrauch wird der Sauerstoff durch die Atmung des Patienten in die Gesichtsmaske gezogen, wobei ein geringer Anpressdruck der Maske ausreicht. Durch das Einatmen fällt der Sack zusammen und übergibt den
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dass der ausfliessende Sauerstoff während der ersten Minute der Verwendung dieses Gerätes für 12 bis 15 Atemzüge ausreicht, dann während der nächsten 5 min 8 bis 10 Atemzüge erlaubt und schliesslich nach etwa 12 min der Behälterinhalt verbraucht ist. Somit wird der Patient anfänglich mit einem Sauerstoffüberschuss versorgt, und nach etwa 10 min kann die normale Atmung einsetzen.
Sollte die Behandlung des Patienten bis dahin nicht vollendet sein, muss ein weiteres Gerät eingesetzt werden.
Das Volumen des Sackes --65-- entspricht etwa einem Atemzug, also etwa 31, und der Zustrom des Sauerstoffes ist so bemessen, dass der Behälter während eines Ausatmens wieder gefüllt wird. Wird nicht geatmet, so strömt der Sauerstoff ins Freie aus.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, und lässt über diese hinausgehend verschiedene Abwandlungen zu.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Tragbare Inhalations-und Beatmungsvorrichtung mit einem Gasbehälter, insbesondere für Sauerstoff, mit einer Vorrichtung zum Bemessen und Reduzieren des austretenden Gases, mit einer Vorrichtung zum öffnen des Gasaustrittes, mit einem Gas-Sammelbehälter und mit einer Atemmaske,
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mehrfach, vorzugsweise spiralig oder wendelförmig, gewundenen Rohrschlange (10, 60) ausgebildet ist.