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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Hörgerät nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, eine. Filtereinheit für ein solches, gattungsgemäßes Hörgerät sowie
eine Verwendung einer solchen Filtereinheit.
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Auf
dem Gebiet der Hörgerätetechnologie stellt
die Verschmutzung eines Hörgerätes durch
externe oder Körperflüssigkeit
wie Schweiß od.
dgl. sowie durch eindringenden Schmutz (insbesondere Cerumen) ein
kritisches Problem dar, welches die Serviceintervalle sowie letztendlich
die Haltbarkeit eines Hörgerätes in kritischer
Weise beeinflussen. Dabei erweist sich insbesondere das im Ohr eines
Trägers erzeugte
Cerumen, welches in die bei einem Hörgerät zum Schalleinlass (für ein dahinter
angeordnetes Mikrophon) bzw. zum Schallauslass (für eine Lautsprecher-
od. dgl. Schallabgabevorrichtung) vorgesehenen Gehäuseöffnungen
eindringt, als besondere technische Herausforderung. Nicht nur führt gerade
Cerumen durch seine wachsartige Konsistenz zu einem Verstopfen dieser Öffnungen
(und mithin zum Verlust der technischen Wirkung des Hörgerätes), auch
kann Cerumen die Schallaufnahme- bzw. Schallabgabeeinheiten im Hörgerät selbst
dauerhaft unbrauchbar machen.
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Aus
dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Ansätze bekannt,
das Eindringen von Verschmutzungen in ein Hörgerät durch geeignete Filtereinheiten
zu erschweren. Bekannte Ansätze
sollen zur Verdeutlichung im weiteren anhand der 10 bis 18 im
Zusammenhang mit der Darstellung des Prinzipaufbaus eines Hörgerätes und
der dadurch gegebenen räumlichen
Möglichkeiten
erläutert werden.
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So
zeigt die 10 ein aus dem Stand der Technik
allgemein bekanntes, sog. In-dem-Ohr-Gerät (IdO) mit einem Gehäuse 10,
welches eine mit einer Stromquelle (Batterie 12) verbundene
Elektronikeinheit 14 für
Verstärkungs-
und Signalaufbereitungszwecke sowie eine mit der Einheit 14 verbundene Schallaufnahmeeinheit
(Mikrophon) 16 bzw. eine Schallabgabeeinheit (Lautsprecher) 18 aufnimmt. Neben
(in der 10 nicht gezeigten) Bedienelementen
weist eine der Schallaufnahmeeinheit 16 zugeordnete Schalleinlassöffnung 20 des
Gehäuses 10 im
Tragezustand nach außen
(d. h. aus dem Ohr des Benutzers hinaus), während, zum Ausbilden einer durch
die individuelle Gehäuseform 10 gedichteten Schallzuführung zum
Gehörgang
des Trägers,
die Schallabgabeeinheit 18 einer Schallaustrittsöffnung 22 im
Gehäuse 10 zugeordnet
ist.
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Aus
dieser Geometrie und prinzipiellen Konstruktionsweise eines IdO
ergibt sich, dass gerade die Schallaustrittsöffnung 22 im besonderen
Maße durch
(im Ohr erzeugtes) Cerumen gefährdet
ist. Entsprechend zeigt die 11 als
Detailansicht des linksseitigen (ohrinnenseitigen) Abschnitts der
Anordnung der 10 einen in die Schallaustrittsöffnung 22 des
Gehäuses 10 eingesetzten
Filtereinsatz 24, welcher, prinzipiell, aus einem hohlzylindrischen Körper mit
einem senkrecht zu einer Mittenrichtung (gestrichelte Linie 26)
austretenden Schalls vorgesehenen Gitter besteht.
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Eine
alternative, bekannte Realisierungsform eines Hörgerätes zeigt die 12 als
sog. Hinter-dem-Ohr-Gerät
(HdO). Zur Vereinheitlichung der Terminologie werden funktional äquivalente
Baugruppen mit denselben Bezugszeichen wie in 10 bezeichnet,
also auch hier nimmt ein (hinter dem Ohr zu tragendes) Gehäuse 10 eine
Schallaufnahmeeinheit 16 auf, welche über einen Schallkanal (Schlauch) 17 mit
einer Schalleintrittsöffnung
verbunden ist. Entsprechend ist eine Schallabgabeeinheit 18 über einen
zugeordneten, schlauchförmigen Schallkanal
mit dem Ohr des Benutzers verbunden, und zwar durch ein am Gehäuse 10 ansitzendes
Winkelstück 28 als
Verbindung zu einem nicht gezeigten Ohrpassstück.
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Wie
ein unmittelbarer Vergleich der 10 und 12 (bzw.
der dadurch verdeutlichten generischen Realisierungsformen von Hörgeräten) verdeutlicht,
ist, im Hinblick auf eintretende Verschmutzung, ein wesentlicher
konstruktiver Vorteil eines HdO ein vergleichsweise langer Distanzweg
vom eigentliches Schallaustritt am Ende des Winkelstückes 28 bis
zur Schallabgabeeinheit 18 (typischerweise ca. 70 bis 80
mm). Entsprechend kann vom Ohr abgesondertes Cerumen erst nach Überwinden
dieser Distanz zur Schallabgabeeinheit gelangen und dort Störungen hervorrufen;
gleichwohl bleibt auch hier eine besondere Gefahr durch eindringende
Flüssigkeit
(gerade auch im Fall externer Flüssigkeit,
wie z. B. durch Schwimmen), und auch die Mikrophoneinheit 16 in 2 ist
durch eindringende Verschmutzung gefährdet.
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Da
jedoch, etwa durch bessere akustische Eigenschaften, IdO-Geräte sich
zunehmend größerer Beliebtheit
erfreuen, besteht gerade bei dieser Realisierungsform konkreter
Handlungs- und Verbesserungsbedarf im Hinblick auf eine Verschmutzung
durch Cerumen (die sich i. ü.
auch in einer allgemein bekannten höheren Ausfallrate von IdO-Geräten relativ
zu HdO-Geräten
niederschlägt).
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Die 13 bis 18 verdeutlichen
einige aus dem Stand der Technik bekannte Ansätze, das Eindringen von Verschmutzungen,
insbesondere Cerumen, in Hörgeräte zu verhindern.
So entspricht das in der 16 gezeigte
zylindrische Element 30 mit quer vorgesehenem, schalldurchlässigen Gitter 32 als
Hauptbestand eines Filtereinsatzes 24 der prinzipiell im
Zusammenhang mit 11 bereits erläuterten
Lösung,
d. h. Vorsehen eines mit Durchbrüchen versehenen
flächigen
Trägers
in einer Richtung quer zur Schallmittenrichtung, um so das Eindringen
von Verschmutzungsstoffen zu verhindern. Wie sich jedoch bereits
aus der Querschnittsgeometrie der 16 ergibt,
ist dieser Ansatz, insbesondere bei einem längeren Tragen, vergleichsweise
ineffektiv, denn Cerumen sammelt sich im Innenbereich des zylindrischen
Element 30 und verstopft dort dann den gesamten Filtereinsatz 24.
Dies führt
dazu, dass entsprechend häufig
ein Austausch bzw. eine Wartung vorgenommen werden muss (im Extremfall
kann dies innerhalb von Stunden eintreten).
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Entsprechend
unbefriedigend ist eine Anordnung, wie sie in 15 schematisch
angedeutet ist: Hier ist die Schallaustrittsöffnung eines Hörgerätes (wie
auch in 16 liegt der Außenbereich
in der oberen Hälfte
der Figur, der Innenbereich ist nach unten gerichtet) abgedeckt
durch eine mit Durchbrüchen 34 versehene,
mittels einer Schnappverbindung aufsetzbaren Kappe 36,
so dass, im Ergebnis, die Kappe eine Austrittsöffnung eines zugeordneten Schallkanals 38 (Schallflussrichtung
aufwärts
bei Verwendung zusammen mit einem Lautsprecher) abdeckt. Schall
tritt dann nur noch durch die Durchbrüche 34 aus. Auch hier
zeigt sich jedoch ein konstruktionsbedingter Mangel; in dem Maße, wie
durch die Kappe 36 das Eindringen von Cerumen in den Schallkanal 38 verhindert
wird, erhöht
sich die Gefahr einer Verstopfung der Durchbrüche 34, so dass diese entsprechend
häufig
gereinigt werden müssen.
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Eine
Weiterentwicklung des allgemeinen Gedankens einer Abdeckung des
Schallkanals 38 durch eine Kappe zeigen die 17, 18:
Hier wird aus dem Schallkanal 38 austretender Schall an
einem Deckelabschnitt 40 der gezeigten Filtereinheit umgelenkt
und durch einen Ringschlitz 34 im Übergangsbereich zwischen dem
Ende des Schallkanals 38 und dem aufsitzenden Deckelabschnitt 40 zum
Gehörgang
geleitet. Insbesondere die verdeckte Anordnung des Ringschlitzes 42 durch
die besondere Ausformung eines überhängenden
Ringflansches 44 des Deckelabschnitts 40 verringert
die Verschmutzungsgefahr durch eindringendes Cerumen deutlich. Gleichwohl
besteht auch hier Verstopfungsgefahr, und die durch die konstruktive
Realisierung bewirkten akustischen Eigenschaften einer Anordnung
gemäß 17, 18 sind
nicht unproblematisch.
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Schließlich ist,
wie in den 13 und 14 gezeigt,
eine von der amerikanischen Firma Knowles vermarktete Filtereinheit
bekannt, welche zum Reinigen der ohrseitigen Öffnung 46 einen gegen
die Vorspannung einer Spiralfeder 48 geführtes Stempel 50 vorsieht,
welcher durch Betätigung
in einem Reinigungsbetrieb (in einer Richtung aufwärts im Zeichnungsblatt
der 14) in die Öffnung 46 eingedrungenes
Cerumen herausstoßen
kann.
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Abgesehen
vom konstruktiven und herstellungstechnischen Aufwand ist jedoch
auch die in 13, 14 gezeigte
Anordnung nicht unproblematisch, als tiefer eingedrungenes Cerumen
den vollständigen
Schallkanal (d. h. um den Stempel 50 herum) verstopfen
und insbesondere auch die Bewegbarkeit des Stempels beeinträchtigen
kann.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Hörgerät im Hinblick
auf den Schutz gegen eindringende Flüssigkeit bzw. eindringende
Verschmutzung zu verbessern und insbesondere eine Filtereinheit
zu schaffen, welche die Störungsgefahr
durch eindringendes Cerumen vermindert, damit die Nutzungs- und
Lebensdauer eines Hörgerätes verlängert und
gleichzeitig dieses in Herstellung und Wartung vereinfacht ist.
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Die
Aufgabe wird durch das Hörgerät mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 sowie die Filtereinheit mit den Merkmalen
des unabhängigen
Patentanspruchs 9 gelöst;
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben, wobei
die auf den Hauptanspruch bezogenen Unteransprüche in einer äquivalenten
Weise auch auf die Filtereinheit gemäß Patentanspruch 9 Anwendung finden
sollen.
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In
erfindungsgemäß vorteilhafter
Weise ermöglicht
es die Ausgestaltung der Filtereinheit mit einem (zumindest abschnittsweise)
geneigten Filterelement, eine vergrößerte wirksame Durchtrittsfläche für Schall
zu schaffen, wobei zusätzlich
die Verstopfungs- bzw. Verschmutzungsgefahr des Filterelements,
bedingt durch die Neigung und die vergrößerte effektive Fläche, herabgesetzt
ist. Dabei ist als "geneigt" im Rahmen der Erfindung
prinzipiell jegliche praktisch in dieser Weise wirksame gewinkelte
Anordnung zu verstehen, die sich von einem Winkel von 0° (Bezugsebene
zu Ebene des flächigen
Filterelements) unterscheidet, wobei, im praktischen Gebrauch, sich
Winkel zwischen 45° und
90° (d.
h. flächiges
Filterelement liegt entlang der Schallmittenrichtung) als besonders
vorteilhaft und bevorzugt herausgestellt haben.
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Zudem
wird es durch die vorliegende Erfindung erreicht, dass eine möglichst
große
Schalldurchtrittsfläche
(Flächenvergrößerung durch
die Neigung) mit (zum Schutz gegen eindringendes Schmutz) möglichst
kleinen Durchbrüchen
bzw. Durchtrittsöffnungen,
bestimmt durch die eingesetzte Membrane bzw. die Siebweite, kombiniert
wird. Insbesondere nämlich
wenn eine wasser- und/oder fettabweisende Membran eingesetzt wird,
kann hier in besonders wirksamer Weise der Verschmutzungsschutz
gewährleistet
werden, ohne dass dann die Transmissionseigenschaften für Schall
negativ beeinflusst werden (im Stand der Technik, vgl. etwa 16,
lassen die geometrischen Verhältnisse üblicherweise
die Verwendung einer Membran nicht zu, da durch den geringen Durchmesser
die akustischen Eigenschaften für
Schalltransmission ungenügend wären).
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Alternativ
zum erstmals nunmehr erfindungsgemäß möglichen Einsatz einer Membran
sieht die vorliegende Erfindung vor, ein siebartiges Filterelement
einzusetzen, wobei dieses, herstellungstechnisch besonders günstig, zusammen
mit den umgebenden, tragenden Elementen der Filtereinheit, entweder
in einem gemeinsamen Fertigungsprozess (z. B. durch Spritzgießen, auch
des Siebes) hergestellt wird, oder aber ein geeignetes Siebelement
in geeigneter Weise von einem üblicherweise
heranzuziehenden Kunststoffmaterial für die Filtereinheit umspritzt
wird. Entsprechend ist als "siebartig" im Sinne der Erfindung
etwa auch ein durch einen Sintervorgang hergestelltes, Poren bzw.
einen Durchlass anbietendes Filterelement zu verstehen.
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Eine
besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht hierbei zudem
vor, durch geeigneten Versatz von einsetzenden Lochstempeln hier eine
besonders feine Siebweite zu erreichen, wobei zusätzliche,
im Rahmen einer Weiterbildung eingesetzte Lochstempel hier Vorratsvolumina
für eindringende
Verschmutzung schaffen, die sich günstig auf den Betriebszyklus
der so geschützten
Hörgerätevorrichtung
auswirken.
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Im
Ergebnis wird durch die vorliegende Erfindung ein Schutz von IdO-
oder HdO-Hörgeräten erreicht,
welcher, gegenüber
eingangs diskutierten, bekannten, Lösungen, deutlich verbesserte
Schutz- und Handhabungseigenschaften mit einfacher Herstellbarkeit
(und damit für
den Nutzer potentiell günstigen
Kosten) kombiniert.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnungen; diese zeigen in
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1:
eine perspektivische Seitenansicht einer Filtereinheit für ein Hörgerät gemäß einer
ersten, bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2:
eine teilweise geschnittene, perspektivische Seitenansicht der Anordnung
gemäß 1;
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3, 4:
Längsschnitt
durch die Anordnung gemäß 1, 2 in
einem aufgesetzten Zustand auf einen Schallkanal, wobei die 3 eine weiter
modifizierte Form darstellt;
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5:
ein alternatives Ausführungsbeispiel zur 1, 2 mit
einem siebartigen Filterelement;
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6:
eine ausschnittsvergrößerte Detailansicht
der Darstellung gemäß 5;
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7:
eine Detailansicht auf das Siebelement im Ausführungsbeispiel der 5;
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8:
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einer Realisierungsform in einem
HdO-Hörgerät;
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9:
eine Detailansicht der in 8 eingesetzten
Filtereinheit;
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10:
eine Schnittansicht durch ein IdO-Hörgerät zum Verdeutlichen des prinzipiellen Konstruktions-
und Funktionsprinzips;
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11:
eine Detailansicht des gehörgangsseitigen
Endabschnitts der Vorrichtung gemäß 10 zum
Verdeutlichen des Einsatzes einer Filtereinheit;
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12:
eine Schnitteinheit zum Verdeutlichen des prinzipiellen Aufbaus
einer HdO-Hörgerätes;
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13:
eine teilweise geschnittene Perspektivansicht einer bekannten Filtereinheit
aus dem Stand der Technik;
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14:
einen Längsschnitt
durch die Anordnung gemäß 13;
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15:
eine Schnittansicht durch eine weitere, aus dem Stand der Technik
bekannte Filtereinheit;
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16:
eine Schnittansicht durch noch eine weitere, aus dem Stand der Technik
bekannte Filtereinheit;
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17:
eine Schnittansicht durch noch eine weitere aus dem Stand der Technik
bekannte Filtereinheit und
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18:
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A in 17.
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Wie
in 1 gezeigt, ist eine im Umfang zylindrische Filtereinheit 60 (anstelle
der Einheit 24) in ein IdO-Hörgerät gemäß 10, 11 als
Filter gegen das Eindringen von Verschmutzungen und Feuchtigkeit
austauschbar einsetzbar.
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Die
in den 1, 2 gezeigte Einheit besteht dabei
aus einem (im Falle des Einsatzes zusammen mit einer Schallabgabeeinrichtung
bzw. einem Lautsprecher) eine Schallaustrittsöffnung ausbildenden, kreisförmigen Bodenabschnitt 62 und
einem dem Bodenabschnitt 62 gegenüberliegenden, endseitigen Auslassabschnitt 64,
welcher, wie insbesondere in den Schnittansichten der 3, 4 gut zu
erkennen ist, einen endseitig konkav gewölbten, eine Austrittsöffnung 66 ausbildenden
Deckelabschnitt 68 aufweist.
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Bodenabschnitt 62 und
Auslassabschnitt 64 werden dabei durch einander gegenüberliegende, langgestreckte
Verbindungsabschnitte 70 – einstückig – verbunden, wobei die Abschnitte 70,
vgl. insbesondere die Schnittansicht der 2, eine
seitliche Aufnahme und Begrenzung eines in einem mittleren Bereich
der Filtereinheit 62 aufgenommenen, sich senkrecht zum
Bodenabschnitt 62 mit Schalleintrittsöffnung erstreckenden Membranelements 72 ermöglichen.
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Die 3 und 4 verdeutlichen
anhand der Pfeile 74 bis 77 (in dieser Reihenfolge
erfolgt der Schallfluss, wobei angenommen wird, dass die gezeigte
Einheit mit einer Schallabgabeeinheit, d. h. Lautsprecher, über einen
Schallkanal 78 zusammenwirkt) die prinzipielle Funktionsweise
der erfindungsgemäßen Filtereinheit
mit Membran als Filterelement und Schallumlenkung. Wie zudem der
Vergleich der 3 und 4 zeigt,
entspricht die 4 der Anordnung der 1, 2 mit
beidseitigem Schallaustritt aus der Öffnung 66 entlang
der Pfeile 77, während,
zur weiteren Verminderung einer Verschmutzungsgefahr, der Deckelabschnitt 68' in 3 nur
einseitig geöffnet
ist.
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Konkret
tritt der Schall bodenseitig in die Filtereinheit 60 ein,
wird dann umgelenkt, so dass er die vertikal stehende Membran 72 als
Filterelement durchtritt, wird dann wiederum abgelenkt, so dass
er im Bereich des Auslassabschnittes 64 durch einen horizontal
verlaufenden Auslass austritt.
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Während diese
Anordnung prinzipiell einem ordnungsgemäßen Schallfluss, auch akustisch,
keine wesentlichen Hindernisse entgegenstellt und damit unproblematisch
ist, wird hierdurch die Gefahr des Eintretens von Verschmutzung,
etwa durch Cerumen, drastisch vermindert, nicht zuletzt als sich
Cerumen, welches in einem auslassseitigen Raum 80 der Filtereinheit
eintreten sollte, dort am Boden sammelt und nicht etwa auf der Membran
(und so die Gefahr des Verstopfens der Membran herabsetzt). Dessen
ungeachtet ermöglicht
es die langgestreckte Anordnung des Membranelements 72,
hier in akustisch einwandfreier Weise Membranmaterial (z. B. auf
Teflonbasis) einzusetzen.
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Die 5,
vergleichbar mit Ansicht und Aufbau von 1, 2,
zeigt eine alternative Realisierungsform des Filterelements im Rahmen
der gezeigten Filtereinheit 60': Bei ansonsten vergleichbarem konstruktivem
Aufbau ist hier statt einer Membran 72 ein – wie auch
die übrige
Filtereinheit – aus
Kunststoff, Metall, Sintermaterial od. dgl. gebildetes Sieb 82 vorgesehen,
welches, im beschriebenen Ausführungsbeispiel,
einstückig
an die umgebenden Bestandteile Bodenabschnitt 62, Auslassabschnitt 64 und
Verbindungsabschnitte 70 während eines Spritzgießprozesses
angeformt ist.
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Konkret
enthält
der Siebabschnitt 82 eine Mehrzahl von Durchbrüchen 84,
welche, vgl. 6 mit einer Ausschnittsvergrößerung des
Ausschnittes B in 5, als Paar von teilweise überlappenden, versetzt
gegeneinander angeordneten Einformungen durch geeignete Lochstempel
im Rahmen des Spritzgießprozesses
realisiert sind. Genauer gesagt besteht der eigentliche, als Siebmasche
wirksame Durchbruch 84 aus einem Überdeckungsbereich zweier Einformungen 86,
welche, vgl. die Draufsicht der 7, im gezeigten
Ausführungsbeispiel
jeweils einen kreisförmigen
Querschnitt besitzen.
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Es
versteht sich von selbst, dass zur Realisierung dieser fertigungstechnisch
besonders geeigneten Ausführung
der Siebeinheit 82 hier beliebige Stempelformen-Durchmesser
und Querschnitte eingesetzt werden können, so dass mit hoher Präzision und
vergleichsweise geringem herstellungstechnischem Aufwand eine für den Einsatzzweck
optimale Siebherstellung möglich
ist.
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Die 8 verdeutlicht
auf der Basis des eingangs erläuterten
prinzipiellen Aufbaus eines HdO-Hörgeräts einen weiteren Einsatzfall
der vorliegenden Erfindung als zweite Ausführungsform. Sowohl im Auslassende
eines der Schallabgabeeinheit 18 zugeordneten Schallkanals
(Schlauchs) 19, als auch am Eingang eines der Schallaufnahmeeinheit 16 zugeordneten
Schallkanals 17, ist jeweils eine Filtereinheit 88 vorgesehen,
die in der erfindungsgemäßen Weise
winklig angeordnet ist (auch hier verdeutlicht das Bezugszeichen 26 die
Mittenrichtung einer Schallausbreitung, und es wird deutlich, wie
eine im Rahmen der Filtereinheit 88 verwendete Membran 90 gegenüber einer
in der Querschnittsebene der Kanäle 17, 19 liegenden
Realisierungsform (vgl. 16) geneigt
ist, mit der vorteilhaften Wirkung der effektiven Flächenvergrößerung und
der damit überhaupt
erst ermöglichten
Einsetzbarkeit eines Membranmaterials). Wie im Detail die 9 verdeutlicht,
ist die Membranfläche 90 der
Filtereinheit 88 endseitig von einem abnehmbaren zylindrischen
Einsatz 92 gehalten.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele
beschränkt;
so ist es auf beliebige Weise möglich,
das erfindungsgemäße Filterelement
innerhalb der Filtereinheit zu befestigen, entweder integral, oder
aber durch ein Umspritzen eines entsprechend vorgewählten Teils
mit einer für
die Filtereinheit verwendeten Kunststoffmasse. Ebenso muss das Filterelement
nicht plan sein; vielmehr ist eine (teilweise) gebogene oder gefaltete Ausführung denkbar.
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Da
zudem insbesondere die beschriebenen günstigen Herstellungsmöglichkeiten
eine preiswerte, großserientaugliche
Herstellung ermöglichen, dürfte es
sich anbieten, zeitaufwendige Reinigungs- und Servicearbeiten an
verschmutzten Hörgeräten durch
einfaches Austauschen der erfindungsgemäßen Einheiten zu ersetzen,
so dass beträchtliche
Vorteile in den Alltagseigenschaften von Hörgeräten zu erwarten sein werden.