DE102004052219A1 - Verabreichungsgerät mit akustischem Signal - Google Patents
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Abstract
Verabreichungsgerät für die Abgabe einer Substanz mit einem Verdränger, der die Substanz aus dem Verabreichungsgerät zur Abgabe austreibt, wobei hierzu der Verdränger durch eine Verschiebemechanik verschoben wird, wobei die Verschiebemechanik auf eine Signalerzeugungseinrichtung zur Auslösung einer Signalerzeugung einwirkt, wenn der Verdränger durch die Verschiebemechanik um einen vorgegebenen Weg verschoben wurde, wobei die Signalerzeugungseinrichtung so ausgebildet ist, dass das erzeugte Signal unabhängig vom Kontakt zwischen Verschiebemechanik und Signalerzeugungseinrichtung ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verabreichungsgerät für die Verabreichung eines fluiden Produkts für vorzugsweise medizinische, einschließlich tiermedizinische, therapeutische, diagnostische, pharmazeutische und/oder kosmetische Anwendungen, insbesondere zur Verabreichung eines medizinischen Produkts. Injektionsgeräte, insbesondere Injektionspens, Autoinjektoren, Inhalationsgeräte und Infusionsgeräte sind besonders bevorzugte Beispiele von Verabreichungsgeräten.
- Im medizinischen Bereich ist es wichtig, die zu verabreichende Substanz in genauer Dosis abzugeben. Insbesondere, wenn mehrere Dosen abzugeben sind, kann es insbesondere bei Selbstverabreichung schwierig sein, festzustellen, wann die passende Dosis verabreicht worden ist. Wünschenswert ist es insbesondere, das Ende der Injektion, wenn die verabreichte Dosis erreicht worden ist, zu signalisieren. Ein Beispiel ist in
EP 0 594 357 A1 offenbart. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verabreichungsgerät zu schaffen, das auf zuverlässige Weise ein akustisches Signal vorbestimmter Lautstärke abgeben kann, wenn die vorgegebene Dosis verabreicht wurde.
- Vorstehende Aufgabe ist durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Das erfindungsgemäße Verabreichungsgerät dient der Abgabe einer Substanz, insbesondere einer medizinischen Substanz, insbesondere Insulin. Die Substanz ist insbesondere fluid, insbesondere flüssig.
- Das Verabreichungsgerät umfasst vorzugsweise einen Verdränger, der die Substanz aus dem Verabreichungsgerät austreibt, um sie so abzugeben. Der Verdränger verdrängt die Substanz aus einem Reservoir und kann beispielsweise als Kolben oder Platte ausgebildet sein. Das Reservoir ist insbesondere zylindrisch und die verdrängte Substanz wird insbesondere über eine Einstichnadel oder Kanüle abgegeben.
- Bei der Verschiebemechanik handelt es sich beispielsweise um Stangen, die verschoben werden, um dadurch den Verdränger zu verschieben. Beispielsweise wirken die Stangen an einem Ende auf einen Kolben ein oder sind damit verbunden. Die Verschiebemechanik kann beispielsweise durch Krafteinwirkung von außen, z.B. von einer Person oder durch Einwirkung eines ausgelösten elastischen Mittels, z.B. einer Feder, verschoben werden. Die Verschiebemechanik ist insbesondere eine mechanische Struktur, die bei ihrer Verschiebung den Verdränger verschiebt. Vorzugsweise wirkt ein Abschnitt der Verschiebemechanik auf den Verdränger, während ein anderer Abschnitt auf die Signalerzeugungseinrichtung einwirken kann, wenn dieser andere Abschnitt eine vorgegebene Stellung erreicht hat. Diese vorgegebene Stellung entspricht vorzugsweise einem vorgegebenen Verschiebungsweg, der beispielsweise einem Verdrängungshub entspricht.
- Die Signalerzeugungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass das erzeugte Signal unabhängig vom Kontakt zwischen Verschiebemechanik und Signalerzeugungseinrichtung ist. Insbesondere ist die Signalstärke und/oder die Signaldauer und/oder der Signalverlauf unabhängig von diesem Kontakt. Die Erzeugung des Signals wird jedoch vorzugsweise durch den Kontakt zwischen Verschiebemechanik und Signalerzeugungseinrichtung ausgelöst. Bei dem Signal handelt es sich vorzugsweise um ein akustisches Signal. Es kann beispielsweise jedoch auch ein optisches (z.B. mittels Leuchtdioden) oder vibratorisches Signal sein. Die Signalerzeugungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie ein Signal abgibt, das unabhängig vom Kontakt zwischen Verschiebemechanik und Signalerzeugungseinrichtung ist. Also das Signal (an sich) wird insbesondere nicht durch den Aufschlag der Verschiebemechanik auf die Signalerzeugungseinrichtung oder durch reibende oder gleitende Bewegung zwischen der Verschiebemechanik und Signalerzeugungseinrichtung erzeugt. Die Signalerzeugung kann aber dadurch ausgelöst werden. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verabreichungsgerät so gestaltet, dass das erzeugte Signal unabhängig von der Geschwindigkeit der Abgabe der Substanz oder Geschwindigkeit der Bewegung des Verdrängers ist. Hierdurch wird ein gleich bleibendes akustisches Signal auch dann erzielt, wenn eine besonders langsame Abgabe der Substanz und damit schmerzarme Abgabe der Substanz vom Patienten gewünscht wird. Insbesondere soll die Stärke, insbesondere die Lautstärke und/oder die Dauer des Signals von der Substanzabgabe pro Zeiteinheit unabhängig sein. Hierzu wird vorzugsweise die Verschiebemechanik nicht zur Signalerzeugung verwendet, sondern die Signalerzeugungseinrichtung erzeugt das Signal selbstständig, nachdem sie von der Verschiebemechanik ausgelöst wurde, also z. B. den auslösenden Kontakt erfahren hat. Insbesondere wird das Signal nicht durch Verformung der Verschiebemechanik beim Kontakt mit der Signalerzeugungseinrichtung erzeugt.
- Die Signalerzeugungseinrichtung ist vorzugsweise so gestaltet, dass sie eine gewisse Schwelle aufweist, die durch Krafteinwirkung durch die Verschiebemechanik überwunden werden muss, um das Signal abzugeben.
- Vorzugsweise ist die Signalerzeugungseinrichtung und die Verschiebemechanik physisch und/oder mechanisch getrennt ausgebildet. Dies erlaubt die Erzeugung eines Signals unabhängig von dem Verschiebevorgang. Die Signalerzeugungseinrichtung ist vorzugsweise relativ zum Gehäuse betrachtet an einem vorgegebenen Ort, während sich die Verschiebemechanik relativ zum Gehäuse des Verabreichungsgeräts verschiebt.
- Zur besonders einfachen und kostengünstigen Gestaltung wird die Signalerzeugungseinrichtung vorzugsweise einstückig ausgebildet. Vorzugsweise erfolgt die Signalerzeugung rein mechanisch, das heißt insbesondere der Kontakt zwischen Verschiebemechanik und Signalerzeugungseinrichtung führt zu einer mechanischen Auslösung des Signals. Vorzugsweise erfolgt die Erzeugung des Signals rein mechanisch, um den Aufbau möglichst einfach zu halten. Die Signalerzeugung kann jedoch auch elektrisch erfolgen.
- Vorzugsweise umfasst die Signalerzeugungseinrichtung ein bistabiles Signalerzeugungselement, das zwischen zwei mechanisch stabilen Zuständen wechseln kann. Ein mechanisch stabiler Zustand ist hierbei insbesondere eine bestimmte Form, die das Signalerzeugungselement hat, ohne diese Form selbstständig zu ändern. Ein multistabiles Signalerzeugungselement hat mehrere solche mechanisch stabilen Zustände. Ein Signalerzeugungselement kann auch einen mechanisch stabilen Zustand (insbesondere eine Form haben) von dem es durch Krafteinwirkung entfernt werden kann und ist so ausgebildet, dass es, falls die Krafteinwirkung endet, selbsttätig unter Geräuschabgabe in den stabilen Zustand zurückkehrt. Die Formänderung von einem stabilen Zustand zu einem anderen führt dann vorzugsweise zur Abgabe eines akustischen Signals. Vorzugsweise wird der Kontakt zwischen der Verschiebemechanik und der Signalerzeugungseinrichtung so gestaltet, dass der Kontakt eine Formänderung des Signalerzeugungselements und damit eine Zustandsänderung bewirkt.
- Bei dem bistabilen oder multistabilen Signalerzeugungselement handelt es sich vorzugsweise um ein Schnappelement, das zwischen den stabilen Formen unter Abgabe eines Schnappgeräusches wechselt. Vorzugsweise ist das Schnappelement aus einem verformbaren, insbesondere verbiegbaren Material, wie beispielsweise Blech. Vorzugsweise ist das Signalerzeugungselement nach dem Prinzip des Knackfrosches ausgebildet.
- Eine alternative Ausführungsform für die Signalerzeugungseinrichtung stellt ein Berstelement dar, das bei Überschreiten einer Auslöseschwelle durch die Kraftausübung der Verschiebemechanik auf die Signalerzeugungseinrichtung platzt oder birst und dabei ein akustisches Signal (Berstsignal) abgibt. Insbesondere kann das Element der Signalerzeugungseinrichtung ein Fluid, beispielsweise ein Gas, umhüllen, das unter Druck gehalten wird, wobei der Kontakt zwischen der Signalerzeugungseinrichtung und dem Element so ausgebildet ist, dass die Hülle beim Kontakt mit der Verschiebemechanik platzt. Beispielsweise kann der kontaktierende Abschnitt der Verschiebemechanik hierzu eine Spitze oder Nadel aufweisen.
- Die Signalerzeugungseinrichtung kann natürlich auch elektronisch ausgebildet sein. Die Verschiebemechanik kann hierzu beispielsweise einen elektrischen Kontakt schließen, wenn sie die Signalerzeugungseinrichtung kontaktiert. Der geschlossene elektrische Kontakt führt dann mittels beispielsweise einer Batterie zur Abgabe eines akustischen Signals über beispielsweise einen elektroakustischen Wandler (z.B. Lautsprecher).
- Bei der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Ausführungsformen werden weitere erfindungswesentliche Merkmale offenbart, die miteinander kombiniert werden können.
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1 a) -d) zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verabreichungsgeräts vor der Verabreichung bis nach der Verabreichung; -
2 a) -d) zeigt eine alternative Ausführungsform vor der Verabreichung bis nach der Verabreichung; -
1 a) zeigt ein Verabreichungsgerät, genauer eine Spritze oder einen Autoinjektor mit einer Nadel10 , durch die die zu verabreichende Substanz ausgegeben wird. Diese Nadel10 wird durch einen distalen Gehäuseteil20a geschützt. Der distale Gehäuseteil20a wird von1 a) nach1 b) gegenüber einem proximalen Gehäuseteil verschoben. Von1 b) nach1 c) wird schließlich die Nadel10 zusammen mit dem Reservoir12 für die Substanz in distale Richtung verschoben, um die Nadel einstechen zu können. Ein Kolben30 arbeitet als Verdränger in dem Reservoir12 , um die Substanz durch die Nadel auszugeben. Der Verdränger30 wird durch eine Verschiebemechanik50 betätigt. Diese umfasst eine Kolbenstange52 , die den Kolben distal in Ausspritzrichtung im Verlaufe der1 a) bis1d) verschiebt. Die Verschiebemechanik umfasst weiter ein elastisches Element, genauer eine Feder54 . Diese Feder befindet sich in1 a) im komprimierten Zustand und wird von1 b) nach1 c) ausgelöst, um sich in distale Richtung auszudehnen und dabei gegen ein Auflager55 zu drücken, das mit der Kolbenstange52 verbunden ist und diesen in distale Richtung verschiebt, während sich die Feder ausdehnt. - Neben dem Auflager
55 umfasst die Verschiebemechanik weiter eine proximale Stange56 , die mit dem Auflager55 verbunden ist und von diesem in proximaler Richtung vorsteht. An ihrem proximalen Ende hat die proximale Stange56 einen Kopf57 . - Die Verschiebemechanik umfasst weiter eine Auslösehülse
58 , in der die proximale Stange56 in Axialrichtung, also in Längsrichtung des Verabreichungsgeräts verschiebbar ist, genauer in distale Richtung verschiebbar ist. Der Kopf57 ist vorzugsweise an zumindest einer Stelle breiter ausgebildet als die proximale Stange56 . In der in1 gezeigten Ausführungsform hat der Kopf57 einen größeren Durchmesser als die proximale Stange56 . Die Auslösehülse weist vorzugsweise einen Anschlag für den Kopf57 auf. In der in1 gezeigten Ausführungsform umfasst die Auslösehülse58 zwei zylindrische Hohlräume mit unterschiedlichem Durchmesser. Die zylindrischen Hohlräume sind miteinander verbunden und an ihrem Übergang befindet sich der Anschlag für den Kopf57 . Der zylindrische Hohlraum größeren Durchmessers ist so gestaltet, dass der Kopf57 darin frei gleiten kann. Der zylindrische Hohlraum kleineren Durchmessers ist so gestaltet, dass der Kopf57 darin nicht mehr gleiten kann, jedoch die proximale Stange darin gleiten kann. Wird nun die proximale Stange in distale Richtung bewegt, so hat dies so lange keine Wirkung auf die Auslösehülse, bis der Kopf57 an den Anschlag der Auslösehülse anschlägt. Von da an wird die Auslösehülse58 von dem Kopf57 in distale Richtung mitgenommen. Die Bewegung der Auslösehülse58 erfolgt also erst am Ende des Ausstoßvorganges. Die Bewegung der Auslösehülse erfolgt also kurz bevor das Auflager55 gegen einen korrespondierenden Anschlag55a gestoßen ist und somit die Bewegung des Kolbens30 zur weiteren Verdrängung der Substanz und Ausgeben der Substanz beendet wird. "Kurz bevor" bedeutet vorzugsweise, dass die noch zurücklegbare Bewegung des Kolbens, bis der vorbestimmte Ausstoßvorgang beendet ist, vorzugsweise weniger als 1 cm oder besonders vorzugsweise wenige Millimeter oder noch weniger beträgt, z.B. 1 mm oder kleiner. Alternativ oder zusätzlich bedeutet "kurz vorher", dass die Bewegung der Auslösehülse oder eines anderen geeigneten Auslöseelements nur 10% oder weniger oder vorzugsweise 5% oder weniger oder 1% oder weniger der gesamten Bewegung des Verdrängers (Kolbens) zur Ausstoßung der vorbestimmten Substanzmenge entspricht. - Die Auslösehülse umfasst vorzugsweise ein insbesondere hakenförmiges Kontaktelement, das ausgebildet ist, um die Spannscheibe
60 beim Übergang von1 c) nach1 d) zu verformen. Durch die Bewegung der Auslösehülse am Ende des Abgabe- bzw. Ausstoßvorganges wird also die Spannscheibe60 verformt. Insbesondere geht sie von einem stabilen Formzustand zu dem anderen über und gibt dabei ein Schnappgeräusch ab. - Die Verformung erfolgt vorzugsweise durch Zusammenwirken der Verschiebemechanik, genauer des Auslöseelements (Auslösehülse
58 ) mit einem Lagerelement, das vorzugsweise ortsfest relativ zum Gehäuse des Verabreichungsgeräts ist oder sich zumindest mit einer anderen Geschwindigkeit bewegt als das Auslöseelement, so dass sich eine Relativbewegung zwischen dem Lagerelement und dem Auslöseelement ergibt, die eine Verformung des Spannelements60 bewirkt. In1 ist ein Lagerelement62 gezeigt, das auf einen mittleren Abschnitt der Spannscheibe60 wirkt, während die Auslösehülse58 auf die Ränder der Spannscheibe60 einwirkt. Die Auslösehülse58 umfasst hierzu vorzugsweise Kontaktelemente58a , die in1 hakenförmig ausgebildet sind. Das Kontaktelement und insbesondere die Haken58a greifen vorzugsweise durch eine Aussparung oder Öffnung in dem Spannelement60 hindurch. Bei Bewegung der Auslösehülse58 in distale Richtung wird der Haken58a in distale Richtung bewegt. Somit werden zwei gegenüberliegende Randabschnitte der Spannscheibe60 in distale Richtung bewegt, während ein mittiger Abschnitt der Spannscheibe60 durch das Lagerelement62 ortsfest relativ zum Gehäuse gehalten wird. Hierdurch ergibt sich eine Verformung des Spannelements, bis dieses selbstständig unter Abgabe eines akustischen Signals in einen stabilen Zustand anderer Form umschnappt. Während in1 a) bis1 c) die vorgenannten, gegenüberliegenden Randabschnitte proximal von dem mittleren Abschnitt der Spannscheibe waren, sind sie in1 d) distal von dem mittleren Abschnitt der Spannscheibe. Der Schnappvorgang findet also von1 c) nach1 d) statt. -
2 zeigt eine alternative Ausführungsform, wobei das Verabreichungsgerät bzw. die gezeigte Spritze der in1 gezeigten entspricht und der Zustand der2 a) dem Zustand der1 a) , der Zustand der2 b) dem Zustand der1 b) , der Zustand der2 c) dem Zustand der1 c) und der Zustand der2 d) dem Zustand der1 d) der Spritze entspricht. Es wird deshalb auf die dortige Beschreibung verwiesen. Die2 unterscheidet sich von der1 in der Ausbildung der Auslösehülse, dem fehlenden Lagerelement und der Lage der Spannscheibe. Die Spannscheibe wird deshalb mit dem Bezugszeichen60' und die Auslösehülse mit dem Bezugszeichen58' versehen. Sonst bezeichnen gleiche Bezugszeichen, soweit angegeben, gleiche Elemente wie in1 . Die Spannscheibe ist wiederum in dem Bereich angeordnet, in dem sich der proximale Gehäuseteil20b befindet, also in der Nähe des proximalen Endes. Gegenüberliegende Randbereiche der Spannscheibe60' werden von den Enden der Feder54 berührt. - Durch die Spannscheibe
60' hindurch führt vorzugsweise die Kolbenstange52 , wobei die Spannscheibe60' . hierzu eine entsprechende Öffnung aufweist, die vorzugsweise auch groß genug ist, so dass der Kopf57 ebenfalls hindurchgelangen kann, wie aus2 c) ersichtlich ist. - Vorzugsweise ist der Spannscheibe
60' ein nicht gezeigtes Lagerelement zugeordnet, das die Spannscheibe60' an ihrem proximalen Ende abstützt. Dieses nicht gezeigte Lagerelement ist vorzugsweise wiederum ortsfest mit dem Gehäuse verbunden. Weiter ist die Spannscheibe60' vorzugsweise in den2 a) bis2 c) in einem instabilen Zustand und möchte in den stabilen Zustand der2 d) übergehen, woran sie aber in den2 a) bis2 c) durch das Lagerelement und das jeweilige Ende der Feder54 gehindert wird. Durch die Bewegung der proximalen Stange56 wird die Kompression der Feder54 verringert, so dass die Krafteinwirkung mit der Bewegung des Auflagers55 in distale Richtung abnimmt. Kurz vor Erreichen der Endstellung des Auflagers55 , also kurz bevor die vorbestimmte Substanzmenge ausgeschüttet wurde, ist die Feder54 so weit ausgedehnt, dass die Krafteinwirkung bzw. der Druck auf die Randabschnitte der Spannscheibe60' ausreichend abgenommen hat, so dass diese in den stabilen Zustand umschnappen kann, um dabei das akustische Geräusch abzugeben.
Claims (9)
- Verabreichungsgerät für die Abgabe einer Substanz mit einem Verdränger (
30 ), der die Substanz aus dem Verabreichungsgerät zur Abgabe austreibt, wobei hierzu der Verdränger (30 ) durch eine Verschiebemechanik (50 ) verschoben wird; wobei die Verschiebemechanik (50 ) auf eine Signalerzeugungseinrichtung (60 ,62 ) zur Auslösung einer Signalerzeugung einwirkt, wenn der Verdränger (30 ) durch die Verschiebemechanik (50 ) um einen vorgegebenen Weg verschoben wurde, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung (60 ,62 ) so ausgebildet ist, dass das erzeugte Signal unabhängig vom Kontakt zwischen Verschiebemechanik (50 ) und Signalerzeugungseinrichtung (60 ,62 ) ist. - Verabreichungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung (
60 ,62 ) selbsttätig nach Auslösung das Signal erzeugt, wobei insbesondere das Signal nicht durch Verformen eines Teils der Verschiebemechanik (50 ), die sich mit dem Verdränger (30 ) mitbewegt, erzeugt wird, und insbesondere nicht auf Grund eines verformenden Kontakts der Verschiebemechanik (50 ) mit einem Gehäuse (20a ,20b ) des Verabreichungsgeräts erzeugt wird. - Verabreichungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebemechanik (
50 ) eine Kraft auf die Signalerzeugungseinrichtung (60 ,62 ) ausgeübt, um die Signalerzeugung auszulösen; wobei die Signalerzeugungseinrichtung (60 ,62 ) eine Auslöseschwelle aufweist, die durch die Kraft überwunden werden muss, um ein Signal zu erzeugen, wobei die Signalerzeugungseinrichtung (60 ,62 ) so ausgebildet ist, dass die Stärke des Signals von der Stärke der Kraft und/oder Dauer der Wirkung Kraft unabhängig ist. - Verabreichungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung (
60 ,62 ) von der Verschiebemechanik (50 ) getrennt ausgebildet ist und/oder relativ zum Gehäuse (20a ,20b ) ortsfest ist und/oder sich nicht mit dem Verdrängen (30 ) mitbewegt und/oder so ausgebildet ist, dass das erzeugte Signal unabhängig von der Bewegung der Verschiebemechanik (50 ) ist; und/oder einstückig ausgebildet ist; und/oder die Signalerzeugung rein mechanisch erfolgt. - Verabreichungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung eine vorgespannte Spannscheibe (
60 ) und/oder ein bi- oder multistabiles Signalerzeugungselement (60 ) umfasst, das zwei oder mehrere mechanisch stabile Zustände hat, die es unter Abgabe eines Signals einnehmen kann. - Verabreichungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalerzeugungselement (
60 ) zwischen den stabilen Zuständen unter Signalerzeugung wechseln kann, wenn die Signalerzeugungseinrichtung durch Kontakt mit der Verschiebemechanik (50 ) ausgelöst wird, - Verabreichungsgerät nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalerzeugungselement ein Schnappelement (
60 ) ist, das bei Kontakt mit der Verschiebemechanik aus einer instabilen Form in eine stabile Form übergeht, zwischen zwei stabilen Formen wechselt oder aus einer stabilen in eine instabile Form übergeht, und bei der Formänderung ein Schnappsignal abgibt. - Verabreichungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung zumindest eines der folgenden Elemente umfasst: ein Berstelement, das bei Überschreiten einer Auslöseschwelle ein Berstsignal abgibt; oder ein Platzelement, das eine Hülle aufweist, in der sich ein Fluid befindet, und dessen Hülle bei Überschreiten einer Auslöseschwelle unter Signalabgabe platzt; oder ein elektronisches Signalerzeugungsgerät, dass bei Kontakt mit der Verschiebemechanik das Signal abgibt.
- Verabreichungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebemechanik (
50 ) ein Auslöseelement (58 ,58a ) umfasst, dass kurz vor Beendigung der Abgabe der Substanz eine Auslösebewegung beginnt und durchführt, um die Signalerzeugungseinrichtung (60 ,62 ) auszulösen.
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