DE2904785A1

DE2904785A1 - Fuehrungseinrichtung fuer orthosen

Info

Publication number: DE2904785A1
Application number: DE19792904785
Authority: DE
Inventors: Robert Axelsson
Original assignee: HOLMGREN ORTOPED
Current assignee: HOLMGREN ORTOPED
Priority date: 1978-02-08
Filing date: 1979-02-08
Publication date: 1979-08-09
Also published as: GB2016110B; FR2416685A1; US4259949A; CA1138284A; SE7801490L; SE418452B; GB2016110A; JPS5563643A

Description

KRAUS & WEiSERT

PATENTANWÄLTE

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 ■ D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 · TELEX O5-212156 kpatd

TELEGRAMM KRAUSPATENT

2081 JS/ps

EEN-HOLMGREN ORTOPEDISKA AB Uppsala, Schweden

Führungseinrichtlang für Orthosen

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"^" 2304785

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antifriktions-Schrauben- und Muttern-Anordnung, und zwar eine Schrauben- und Muttern-Anordnung, die als Führungs- oder Antriebseinrichtung für Orthosen dient, insbesondere für Armorthosen, und diese Anordnung hat eine extrem niedrige Reibung zwischen der Schraube und der Mutter. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Orthose, insbesondere eine Unterarmorthose, die eine solche Schrauben- und Muttern-Anordnung aufweist.

Bei orthopädischen Einrichtungen, wie beispielsweise bei Orthosen, d.h. permanenten Bandagen oder Trägern bzw. Haltern für beschädigte Körperteile, besteht oftmals ein Bedürfnis für Vorrichtungen, welche in der Lage sind, die Bewegung eines Körperteils derart zu führen und/oder anzutreiben, daß der Patient den Körperteil wiederholt in einer kontrollierten Art und Weise bewegen kann. Eine Schwierigkeit besteht darin, daß das in Frage stehende Körperteil ziemlich schwach und unfähig zum Hervorbringen der erforderlichen Kraft sein kann. Beispielsweise sind Patienten, die an Intensionstremor leiden, insbesondere in Kombination mit Ataxie, oft nicht in der Lage, allgemeine tägliche Arbeiten bzw. Tätigkeiten, wie Essen, Kochen, Anrichten, Servieren, Nähen, usw., zu tun bzw. zu verrichten.

Die Schrauben- und -Muttern-Anordnung, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist praktisch ohne Reibung zwischen der Schraube und der Mutter. Darüberhinaus ist die Mutter innerhalb breiter Grenzen unabhängig von der Gewindesteigung der Schraube, und die Mutter kann auch unabhängig von der Gewinderichtung der Schraube gemacht werden.

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Wenn man eine solche Schrauben- und Muttern-Anordnung als Führungseinrichtung für Orthosen verwendet, insbesondere für Armorthosen, wie beispielsweise Unterarmorthosen, dann sind nur geringe Kräfte erforderlich, um die gewünschten Bewegungen zu erzielen (wegen der sehr geringen Reibung). ' Es ist außerdem sehr einfach, die Art der Bewegung im Hinblick auf die Notwendigkeiten und Wünsche in der speziellen Situation zu modifizieren, da die Gewindesteigung der Schraube verändert werden kann, ohne daß die Reibung zwischen der Schraube und der Mutter erhöht wird. Wegen der niedrigen Reibung und den erforderlichen geringen Kräften kann die Orthose mit sehr kompakten und leichtgewichtigen Motoren als Antriebseinrichtungen zum Bewirken der gewünschten Bewegung versehen werden, wenn der Patient nicht in der Lage ist, die Bewegung mittels seiner eigenen Muskelkraft auszuführen. In solchen Fällen kann der Motor entweder die Mutter oder, vorzugsweise, die Schraube antreiben.

Die Antifriktionsmutter gemäß der Erfindung umfaßt zwei Mutternteile, die in der Axialrichtung verbunden sind, und diese Teile sind drehbar, jedoch nicht axial relativ zueinander verschiebbar. Jedes Mutternteil hat eine mittige Bohrung für eine entsprechende Schraube. Die Schraube wandert gegenüber wenigstens zwei Antifriktionslagern in jedem Mutternteil (aber sie kommt nicht in Berührung mit den Wänden der mittigen Bohrung), und jedes dieser Lager befindet sich im Eingriff mit einer Gewinderille der Schraube. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedes Mutternteil mit zwei Antifriktionslagern versehen, die entgegengesetzt zueinander bzw. einander gegenüberliegend angeordnet sind. In diesem Falle umfaßt die entsprechende Antifriktionsschraube vorzugsweise zwei Gewindeelemente in der Form von spiralförmigen Rundstangen aus einem geeigneten Metall, die aneinander angebracht sind. Die

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Antifriktionsschraube hat einen großen Gewindesteigungswinkels vorzugsweise von \irenigstens 60°, vornehmlich von wenigstens 70° und insbesondere von wenigstens 80°. Die Geifindesteigung kann auch 90° sein,, in welchem Falle die Schraube (oder ein Teil derselben) zu einer "Stange⁵¹ anstatt einer Schraube wirdj und diese Stange oder dieser Stangenteil dient dann als Führung einer Linearbexiregung anstelle von einer Drehbewegung. Wie oben bereits erwähnt, kann die gleiche Schraube eine lokal variierende Gewindesteigung haben ₉ um die gewünschte Bexiregung zu erzielen , und dieses kann auch Teile von 90° Gewindesteigungsv/inkel umfassen» Eines oder mehrere der Geifindeelemente können auch mit eiser Biegung an einer gev/ünschten Stelle verse= hen seiSj, so daß es dadurch ermöglicht xfird₉ lokal eine schwere Drehung, Schwenkung_s Wendung ο»dgl» der Bewegung zu bewirkenο

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, auf welche die Erfindung jedoch in keiner Weise beschränkt ist₅ seien nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert§ es zeigeng

Figo 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Antifriktions-Schrauben·= und Mutter-=Anordnung gemäß der Erfindung?

Figo 2 eine perspektivisch© Ansicht₉ welche der Fig».1 entspricht und die Antifriktionsmutter in einer unterschiedlichen Position längs der Schraube seigtg

Figo 3 ©is sehematisches Röntgenbilds, das die Antifriktionsmuttsr gemäß den Figo 1 und 2 in näheren Einzelheiten veranschaulicht;

Figo 4 ©la Röntgenbild einer abgewandelten Ausführungsfora der Äntifriktionsmutter gemäß der Fig« 3; und

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Fig. 5 und 6 schematische perspektivische Ansichten, die zwei unterschiedliche Positionen einer Uhterarmorthose zeigen, welche eine Schrauben- und -Muttern-Anordnung gemäß der Erfindung als Führungseinrichtung aufweist.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Antifriktionsmutter 1 dargestellt, die auf einer entsprechenden Schraube 2 von sehr großer Gewindesteigung wandert. Die Mutter 1 umfaßt zwei Mutternteile 1a und 1b, die mittels irgendeines geeigneten Antifriktionslagers drehbar miteinander verbunden sind. In dem dargestellten Falle besteht der Gewindeteil der Schraube 2 aus zwei spiralförmigen Gewindeelementen 2a und 2b, die in irgendeiner geeigneten Weise, beispielsweise durch Verschweißen in regelmäßigen Abständen, aneinander angebracht sind. Die Gewindeteile 2a, 2b bestehen vorzugsweise aus zwei Rundmetallstangen von dem gleichen, im wesentlichen gleichförmigen Durchmesser. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schraube 2 an ihrem einen Ende mit einem Verbindungskopf 3 versehen, der beispielsweise dazu dient, die Schraube 2 an eine Orthose anzukoppeln, die durch die Schraube geführt und möglicherweise angetrieben werden soll, oder alternativ an einem Träger, Halter o.dgl. und/oder einen Antriebsmotor. Eines der Mutternteile 1a und 1b ist in entsprechender Weise mit einer geeigneten Einrichtung zum Befestigen an einem Träger, Halter o.dgl. und/oder einem Antriebsmotor, alternativ an die Orthose, versehen.

Die Fig. 3 zeigt die Antifriktionsanordnung der Fig. 1 und 2 in näheren Einzelheiten. Wie man aus Fig. 3 ersieht, ist jedes Mutternteil 1a und 1b als Gehäuse für zwei Antifriktionslager 4a, 5a bzw. 4b, 5b ausgebildet. Diese Lager sind in einer solchen Art und Weise angeordnet, daß beide Lager in jedem Lagerpaar, das aus den Antifriktionslagern 4a, 5a bzw. 4b, 5b besteht, mit gegenüberstehenden bzw. entgegen-

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gesetzten Gewindegängen unter den Gewindeelementen 2a und 2b (die in Fig„ 3 schematisch und in gestrichelten Linien angedeutet sind) der Schraube 2 stehen, wenn diese in den jeweiligen Mutternteil 1a, 1b zwischen diese Lager eingefügt ist. Die Lager 4a, 5a, 4b, 5b können von irgendeinem Antifriktionstyp sein, wie beispielsweise sphärische Lager, Radiallager, Nadellager, Kugellager, usw. Radialkugellager sind der bevorzugte Lagertyp. In gewissen Fällen kann eines der Lager (oder möglicherweise beide Lager) in einem oder beiden der Lagerpaare 4a, 5a bzw. 4b, 5b mit einer Federvorspannung gegen die Schraubengewindegänge beaufschlagt sein, wodurch es möglich ist, Unregelmäßigkeiten oder eine Nichtgleichförmigkeit derselben zu kompensieren.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lager 4a und 4b in ortsfesten Positionen in dem unabhängigen bzw. jeweiligen Gehäuse befestigt, wogegen der Abstand von den Lagern 5a und 5b zu den gegenüberliegenden Lagern 4a bzw« 4b mittels Einstellschrauben 6a bzw» 6b eingestellt werden kann» Zu diesem Zweck sind die Wellen 7a, Tb der Lager 5a, 5b drehbar in Schlitzen 8a, 8b in dem jeweiligen Gehäuse gelagert j und sie können durch Einstellung der Einstellschrauben 6a, 6b in den Schlitzen 8a, 8b verschoben werden. Diese letzteren Einstellschrauben stehen in Eingriff mit .entsprechenden Gewindegangen, die in Abdeckungsplatten 9a, 9b vorgesehen sind_s welche an dem jeweiligen Gehäuse befestigt werden, nachdem die Lagerwellen 7a, 7b in die Schlitze 8a, 8b eingefügt worden sind.

Der untere Mutternteil 1b der Fig„ 3 ist mit einer mittigen, nach aufwärts vorstehenden Lagerhülse 10 versehen, die in eine entsprechendeρ mittig angeordnete Ausnehmung in dem unteren Teil des oberen Muttemteils 1a vorsteht» Die Hülse 10 ist auf ihrer Außenseite mit einer Umfangsnut 11 versehen, deren Form an wenigstens eine Lagerkugel 12 angepaßt ist» Die (oder jede) Kugel 12 ist zwischen der Hut 11 und einer Ein»

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stellschraube 13 angeordnet, die von dem Mutternteil 1a getragen wird und gegenüber der Nut 11 angeordnet ist. Wenn die Hülse 10 des Mutternteils 1b in die entsprechende Ausnehmung in dem Mutternteil 1a eingefügt worden ist, dann befindet sich die Lagerkugel 12 in Eingriff mit der Nut 11 wie auch einer entsprechenden Lagerstelle, die am inneren Ende der Einstellschraube 13 vorgesehen ist. Auf diese Weise verhindert die Kugel (oder die Kugeln) 12 Translationsbewegungen des Mutternteils 1a mit Bezug auf das Mutternteil 1b, während sie gleichzeitig eine Drehung dieser Teile mit Bezug aufeinander ermöglicht (oder ermöglichen). Das Spiel der Kugel 12 wird mittels der Einstellschraube 13 so eingestellt, daß man bei der Drehung eine so geringe Reibung wie möglich erzielt, während noch Translationsbewegungen verhindert werden.

Die Schraube 2 soll bestimmungsgemäß durch die Mutternteile 1a, 1b mit den Lagerpaaren 4a, 5a und 4b, 5b, welche die Gewinderillen kontaktieren, die zwischen den Gewindeelementen 2a, 2b ausgebildet sind, wandern. Die Mutternteile 1a und 1b sind koaxial und haben mittige Bohrungen 14a, 14b, die vorzugsweise groß genug sind, daß die Schraube 2 frei durch die Mutternteile 1a, 1b hindurchgehen kann und die dieselben nur an den Lagern 4a, 5a bzw. 4b, 5b berührt.

Die in Fig. 4 dargestellte Antifriktionsmutter entspricht den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Antifriktionsmuttern, jedoch mit der Ausnahme, daß die Gehäuse für die Lager 4a_t 5a» 4b, 5b von rohrförmiger Gestalt sind.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen die Verwendung der Schrauben- und-Muttern-Anordnung der Fig. 1 bis 3 als Führungsein= richtung für eine Unterarmorthose. Einer der Mutternteile {in diesem Falle der Mutternteil 1a) ist an der Armstütze 15a eines Stuhls 15 (hier ein mit Rädern versehener Stuhl bzw» ein

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fahrbarer Kranken- bzw. Behindertenstuhl) befestigt. Der Verbindungskopf 3 der Schraube 2 ist an einer Unterarmorthose 16 in der Nähe von deren EllbogenteiX angebracht. Die Orthose 16 umfaßt eine Unterarmstütze 17, eine Handstütze 18 und Befestigungsbänder, -streifen, -leisten, -schienen oder sonstige -vorrichtungen 19, beispielsweise ineinandergreifende Faserbänder, -streifen, -leisten, -schienen ö.dgl., wie beispielsweise solche, die unter der Handelsbezeichnung Velcro bzw.

Velcro typestri|iffi bekannt sind, um den Unterarm des Patienten der Unterarmstütze bzw. im Unterarmträger 17 an Ort und Stelle zu halten.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen als nur ein Beispiel die Verwendung der OTthose 16 zum Essen.

In der Startposition der Fig. 5 ist die Orthose 16 so angeordnet, daß der Patient mit einer Gabel 20 Nahrung von einem Teller nehmen kann. In dieser Position ruht der Kopf 3 der Schraube 2 auf dem Mutternteil 1a. Um die Gabel 20 zum Mund zu bewegen bzw. zu führen, d.h. in die in Fig. 6 veranschaulichte Position, ist wegen der praktisch nicht vorhandenen Reibung zwischen der Schraube 2 und der Mutter 3 nur eine extrem kleine Kraft erforderlich, so daß es selbst schwachen Patienten ermöglicht wird, die gewünschte Bewegung auszuführen. Die Bewegung von der Position gemäß Fig. 5 in die Position gemäß Fig. 6 wird durch die Ausbildung der Schrauben- und -Muttern-Anordnung 2, 3 bestimmt, wobei die Art der Bewegung hauptsächlich durch die Gewindesteigung der Schraube 2 bestimmt wird. Durch Veränderung der Gewindesteigung (und/oder der Position der Befestigung der Schraube 2 an .der Orthose 16) ist es in einer sehr einfachen Art und Veise möglich, die Führungseinrichtung jedem individuellen Patienten wie "maßgeschneidert" anzupassen. In der dargestellten Orthose beträgt die Gewindesteigung etwa 88°.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die oben beschriebenen und speziell in den Figuren der Zeichnung dargestellten Aus-

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führungsbeispiele beschränkt, sondern es sind vieLe Abwandlungen und Variationen innerhalb des Gegenstands der Erfindung und des allgemeinen Erfindungsgedankens möglich. So kann beispielsweise der Verbindungskopf 3 (oder jede andere, geeignete Befestigungsvorrichtung) mit jeder geeigneten, vorzugsweise im Drehsinn umkehrbaren Antriebsquelle verbunden werden, um auf diese Weise einen extrem leistungssparenden, wiederholten Antrieb der Orthose 16 zwischen den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Positionen zu erzielen. Die Orthose kann in gewissen Fällen auch an der Mutter befestigt werden, wobei die Schraube dann an der Stütze befestigt wird. Obwohl die Antifriktionsmutter vorzugsweise mit einer Antifriktionsschraube der angedeuteten Art, d.h. mit einer Schraube, die aus zwei spiralförmigen Rundmetallstangen besteht, welche aneinander befestigt sind, kombiniert ist, ist es natürlich auch möglich, andere Arten von Schrauben zu verwenden, wie beispielsweise entsprechende Schrauben, die zum Beispiel drei oder vier solcher Gewindeelemente haben. Wie oben erwähnt, ist es auch möglich, "Schrauben" zu verwenden, die einen Gewindesteigungswinkel von 90° haben und als Schienen oder Stangen dienen, und die mit gewünschten Biegungen oder Kurven versehen sein können. Dank der Drehbarkeit zwischen den .beiden Mutternteilen der Antifriktionsmutter gemäß der Erfindung erfordert keiner eine Konstante Gewindesteigung der Schraube, und infolgedessen ist es möglich, die Gewindesteigung lokal zu variieren, sofern das gewünscht wird. Auf diese Weise ergeben sich umfangreiche Möglichkeiten zum Einstellen der Führungsbewegung, die durch die Schraube und Mutter erbracht werden, an die Notwendigkeiten und Wünsche in der individuellen Situation.

Ende der Beschreibung.

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Claims

KRAUS & WEfSERT

PATENTANWÄLTE Z ^ U 4 /OO

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TELEGRAMM KRAUSPATENT

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Patentansprüche

Führungseinrichtung für Orthosen, gekennzeichnet durch eine Antifriktions-Schrauben- und -Muttern-Anordnung (1a, Ib, 2a, 2b, 3), in der die Mutter zwei miteinander verbundene Muttemteile (1a, 1b) umfaßt, die relativ zueinander drehbar, jedoch relativ zueinander nicht axial verschiebbar sind, wobei jeder Mutternteil (1a, 1b) eine axiale Bohrung zur Aufnahme der Schraube (2a, 2b) und mindestens zwei Antifriktionslager (4a, 5a; 4b, 5b) hat, von denen jedes so angeordnet ist, daß es im Kontakt mit einer Gewinderille der Antifriktionsschraube (2a, 2b) steht, und wobei diese Schraube und eines der Mutternteile eine Einrichtung (3) zum Anbringen der- bzw. desselben an einer Orthose (16) oder an einem Halter, einem Träger, einer Stütze Oodgl. (15a) hat.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Mutternteile (la, 1b) mittels eines Antifriktionslagers (10 - 13) verbunden sind.
3» Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antifriktionslager (4a, 5aj 4b, 5b; 10 - 13) aus sphärischen Lagern, Radiallagern, Nadellagern, Kugellagern oöer dergleichen bestehen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Antifriktionslager (4a, 5aj 4b, 5b) in jedem Mutternteil (1a, 1b) paarweise und im wesentlichen einander gegenüber angeordnet sind.

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5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennz ei c h n e t durch eine Vorrichtung (6a, 8a, 9a; 6b, 8b, 9b) zum Einstellen des Abstands zwischen gegenüberliegenden Antifriktionslagern (4a, 5a; 4b, 5b).
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennz eichnet , daß eine Vorrichtung (3) zum Anbringen der Schraube (2a, 2b) an einer Unterarmorthose an einem Ende der Schraube vorgesehen ist, und daß eines der Mutternteile (1a, 1b) mit einer Vorrichtung zum Anbringen desselben an einem Träger, einem Halter, einer Stütze o.dgl. (15a) versehen ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Antifriktionsschraube (2a, 2b) zwei bis vier Gewindeelemente umfaßt, die als spiralförmige Rundstangen von im wesentlichen dem gleichen Durchmesser ausgebildet sind, welche so aneinander angebracht sind, daß Gewinderillen, die den Antifriktionslagern (4a, 5a; 4b, 5b) angepaßt sind, zwischen benachbarten Gewindeelementen ausgebildet sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Gewindesteigungswinkel der Antifriktionsschraube (2a, 2b) wenigstens 60°, vorzugsweise wenigstens 70° und vornehmlich wenigsten 80° beträgt.
9. Orthose mit einem starren Träger, einem starren Halter, einer starren Stütze o.dgl. für ein Körperteil, einer Einrichtung zum Halten des Körperteils an Ort und Stelle in dem Träger, dem Halter, der Stütze o.dgl. und einer Führungseinrichtung, die an dem Träger, dem Halter, der Stütze o.dgl. angebracht ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungseinrichtung eine Antifriktions-Schrauben- und Muttern-Anordnung umfaßt, in welcher die Mutter zwei miteinander verbundene Mutternteile (1a, 1b) aufweist, die relativ

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zueinander drehbar, jedoch relativ zueinander nicht axial verschiebbar sind, wobei jedes Mutternteil (1a, 1b) eine axiale Bohrung zur Aufnahme der Schraube (2a, 2b) hat, sowie wenigstens zwei Antifriktionslager (4a, 5a; 4b, 5b), die symmetrisch bezüglich der Bohrung angeordnet sind, und wobei jedes Lager so angeordnet ist, daß es in Kontakt mit einer Gewinderille der Schraube (2a, 2b) steht, und wobei außerdem eine Einrichtung zum Anbringen der Führungseinrichtung an einem äußeren Halter, einer äußeren Stütze, einem äußeren Träger o.dgl. (15a) vorgesehen ist.
10. Orthose nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (2a, 2b) an dem Halter, dem Träger, der Stütze (17) angebracht ist, während eines der Mutternteile mit einer Einrichtung zum Anbringen desselben an dem äußeren Träger, der äußeren Stütze, dem äußeren Halter o.dgl. (15a) versehen ist.

11» Orthose nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Unterarmorthose (16) ist, die eine Unterarmstütze (17) umfaßt, welche an einem Ende der Schraube (2a, 2b) angebracht ist, sowie eine Einrichtung zum Anbringen von einem der Mutternteile (1a, 1b) an einem vorzugsweise ortsfesten Träger, einem vorzugsweise ortsfesten Halter, einer vorzugsweise ortsfesten Stütze o. dgl*, wie beispielsweise der Armlehne (15a) eines Stuhles (15)

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