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Tupfer Die Erfindung betrifft saugfähige Tupfer von der Art, die aus
einem Pfropfen saugfähigen Materials an einem oder beiden Enden eines Stäbchens
bestehen und die gewöhnlich zum Reinigen des Gehörgangs, der Nasenhölhlen und für
kosmetische Zwecke od. dgl. verwendet werden sowie auf ein Verfahren zur Herstellung
derselben.
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Bisher wurden Tupfer dieser Art dadurch hergestellt, daß ein Pfropfen
aus saugfähigem Fasermaterial, wie z. B. Baumwolle, mittels eines Klebstoffes am
Ende eines Stäbchens aus Holz oder Preßpappe zum Haften gebracht wurde. Bei der
Herstellung dieser Tupfer haben sich verschiedene Probleme ergeben.
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Eines dieser Probleme bestand darin, daß der saugfähige Pfropfen
von den Stäbchen abgleitet oder beim Gebrauch infolge Versagens des Klebstoffes
verschoben wird. Beispielsweise kann ein Pfropfen in einer Körperhöhlung steckenbleiben
und beim Herausziehen des Stäbehens nicht wieder zum Vorschein kommen. Dies kann
selbstverständlich erustliche Schwierigkeiten verursachen und in jedem Fall mangelndes
Vertrauen hinsichtlich der Verwendung dieser Art des Tupfers hervorrufen.
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Ein anderes Problem hat sich dadurch ergeben, daß das Stäbchen aus
Holz oder Preßpappe, das unter allen Umständen verwendet werden kann, wenn es genügend
fest ist, zu brüchig sein und beim Biegen zerbrechen kann, so daß es eine offensichtliche
Gefahr bildet.
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Obwohl mit Widerhaken versehene Holzstäbehen vorgeschlagen worden
sind, um das Abgleiten der Pfropfen zu verhindern, wird dadurch das Problem nicht
gelöst, weil der Widerhaken, der das Festhalten des Pfropfens auf dem Stäbchen unterstützt,
gewöhnlich eine scharfe Spitze aufweist, die nach außen in den Pfropfen hineinragt
und demgemäß für die Verwendung in den Ohren, der Nase und in anderen Körperhöhlungen
zu gefährlich ist. Selbstverständlich wird dadurch, daß das Stäbchen mit Widerhaken
versehen wird, auch das Problem der Biegsamkeit des Stäbchens nicht gelöst.
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Es wurden schon aus Kunststoff geformte Stäbchen vorgeschlagen, die
an jedem Ende geformte Zähne oder Flansche zum Festhalten der Pfropfen aufweisen,
aber auch bei diesen Stäbchen werden mehr Probleme gestellt als gelöst. Sie sind
beispielsweise zu kostspielig und besitzen gewöhnlich nicht die gewünschte Biegsamkeit.
Obwohl die vorgeschlagenen geformten Zähne oder Flansche den Pfropfen festzuhalten
trachten, sind sie im allgemeinen nicht ausreichend, um zu gewährleisten, daß der
Pfropfen auf
dem Stäbchen nicht verschoben wird. Da Klebstoffe zur Befestigung von
Fasermaterial auf Kunststoffstäbchen nicht leicht verfügbar sind, ergibt sich ein
weiteres Problem. Außerdem können die Zähne oder Flansche ebenso wie die Widerhaken
auf den Holzstäbchen beim Gebrauch gefährlich sein.
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Der saugfähige Tupfer gemäß der Erfindung löst alle diese Probleme
ohne die Verwendung eines Klebstoffes und ermöglicht gleichzeitig wesentliche Ersparnisse
infolge einer Herabsetzung der Kosten des Stäbchens und des Fehlens des Klebstoffes.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Tupfer, der aus einem hohlen thermoplastisohen
Stäbchen und einem Pfropfen aus saugfähigem Fasermaterial besteht, das an einem
Ende des Stäbchens fest anhaftet. Der Pfropfen kann von dem Stäbchen nicht abgleiten,
weil ein Teil seiner Fasern in einem in der Hitze erweichten Teil am Ende des Stäbchens
eingebettet oder verwurzelt ist. Auf diese Weise wird der Pfropfen auf dem Stäbchen
festgehalten, ohne daß ein Klebstoff erforderlioh wäre. Das Stäbchen selbst ist
fest, ohne brüchig zu sein, und ist höchst biegsam, so
daß es beim
Gebrauch unter schwierigen Bedingungen gebogen werden kann, ohne zu zerbrechen.
Die Wände des Stäbchens werden dünn gehalten, um die gewünschte Biegsamkeit zu erzielen
und die Kosten des Materials des Stäbchens auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Gleichzeitig
erfordert dies die Verwendung eines ziemlich festen thermoplastischen Stäbchenmaterials.
Polypropylen, Polyäthylen von hoher Dichte und Vinylpolymere sind Beispiele von
Materialien, die für diesen Zweck geeignet und nicht kostspielig sind. Polypropylen
wird bevorzugt, weil es im Autoklav bei 1150 C während eines längeren Zeitraumes
sterilisiert werden kann, ohne zerstört zu werden, und weil es ideale Festigkeitseigenschaften
und Biegsamkeit aufweist, wenn es gemäß der Erfindung zu einem hohlen Rohr ausgepreßt
und in Stücke geschnitten wird. Die anderen genannten Materialien sind für die Gassterilisation
geeignet.
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Um einen Tupfer zu erhalten, der die gewünschte Biegsamkeit gemäß
der Erfindung aufweist, soll das Stäbchen ohne zu zerbrechen vorzugsweise um mindestens
60° um eine gekrümmte Fläche mit einem Halbmesser von 4,8 mm gebogen werden können,
wenn eine Kraft senkrecht zur Stäbchenachse an einer ungefähr 6 mm vom Ende des
Stäbchens entfernten Stelle einwirkt, während das andere Ende des Stäbchens in gerader
Lage unterhalb der gekrümmten Fläche festgehalten wird. Vorzugsweise wird das Stäbchen
derart mit Längsnuten versehen, daß eine Anzahl von im Abstand voneinander liegenden
Längsrippen gebildet wird, die für eine bestimmte Menge des Stäbchenmaterials eine
erhöhte Festigkeit und eine bessere Grifffläche zum Festhalten des Tupfers ergeben.
Es wird angenommen, daß die Längsrippen ein der Biegung des Stäbchens Widerstand
leistendes größeres Moment liefern, woraus sich eine erhöhte Festigkeit ergibt.
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Gemäß der Erfindung wird ein Endteil des hohlen thermoplastischen
Stäbchens augenblicklich auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Schmelztemperatur
des Stäbchens liegt, so daß dieser Teil erweicht wird, ohne den Zusammenhang des
Stäbchens zu zerstören. Unter dem Ausdruck »augenblicklich« ist ein sehr kurzer
Zeitraum zu verstehen, z. B. der Bruchteil einer Sekunde. Der Zusammenhang des Stäbchens
würde zerstört werden, wenn es z. B. dauernd gebogen, verzogen, ernstlich geschwächt
oder zerbrochen würde. Ein Pfropfen aus Fasermaterial, wie z. B. Baumwolle, wird
auf den in der Hitze erweichten Teil des Stäbchens aufgebracht oder um denselben
gewickelt, bevor derselbe vollständig fest geworden ist, so daß die mit dem Stäbchen
in Berührung befindlichen Fasern des Pfropfens in das erweichte Stäbchenmaterial
eingebettet werden. Sie bleiben auch eingebettet und haften an demselben, wenn sich
das Stäbchen abkühlt und vollständig fest wird. Auf diese Weise wird es für den
Pfropfen praktisch unmöglich, von dem Ende des Stäbchens abzugleiten. Um jedoch
eine zusätzliche Sicherheit zu erhalten, daß der Pfropfen auf dem Ende des Stäbchens
nicht verschoben wird, werden in dem in der Hitze erweichten Teil des Stäbchens
vorzugsweise eine oder mehrere radial gerichtete Flächen ausgebildet, um einen direkten
mechanischen Eingriff mit dem Pfropf fen zu erzielen. Beispielsweise können auf
der Oberseite und Unterseite jedes Endes des Stäbchens mehrere im Abstand voneinander
liegende Querrip pen ausgebildet werden. Die radial gerichteten Flä-
chen werden
auf dem Stäbchen vorzugsweise während der Hitzeeinwirkung auf dasselbe ausgebildet.
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Ein bevorzugtes Verfahren der Hitzeeinwirkung auf das Stäbchen in
der vorstehend beschriebenen Weise besteht darin, das Ende des Stäbchens zwlschen
erhitzten Backen hindurchzuziehen, die in einem solchen Abstand voneinander liegen,
daß sie das Stäbchen aufnehmen können, und die mit Nuten versehen sind, um in dem
erweichten Teil des Stäbchens im Abstand voneinander liegende Querrippen zu bilden.
Die Backen werden über die 5chmelzannperatur des Stäbchens erhitzt, und die Stäbchen
befinden sich nur während des Bruchteils einer Sekunde mit den Backen in Berührung.
Durch dieses Verfahren wird Hitze gleichmäßig auf die obere und unteren Flächen
des Stäbchens zur Einwirkung gebracht, und das Ende des Stäbchens wird rasch geformt,
ohne verdreht zu werden oder seinen Zusammenhang auf andere Weise zu zerstören.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 schaubildlich einen Tupfer gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 in größerem Maßstab einen Querschartt nach
der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 in größerem Maßstab einen Längsschnitt nach der
Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 4 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch das Stäbchen
nach der Linie 4-4 der Fig. 3, F i g. 5 schematisch, teilweise im Schnitt und teilweise
in Ansicht eine Vorrichtung zur Herstellung des Tupfers gemäß den F i g. 1 bis 4,
F i g. 6 schaubildlich eine schematische Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß
F i g. 5, Fig. 7 schematisch ein Stäbchen, das in den Raum zwischen einem Satz der
Heizbacken eintritt, F i g. 8 eine ähnliche schematische Ansicht eines Stäbchens
bei seinem Durchgang zwischen den Backen, F i g. 9 eine schematische Ansicht eines
Stäbchens kurz vor Verlassen der Backen, Fig. 10 in größerem Maßstab einen Querschnitt
nach der Linie 10-10 der Fig. 9, F i g. 11, teilweise im Schnitt und teilweise in
Ansicht einen Tupfer gemäß einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, Fig.
12 das Erhitzen des einen Endes des Stäbchens gemäß Fig. II, Fig. 13 im Grundriß
eine Versuchsanordnung zum Messen der Biegsamkeit der Kunststoffstäbchen gemäß der
Erfindung.
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In den F i g. 1 bis 10 ist ein saugfähiger Tupfer 15 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Tupfer besteht aus einem dünnwandigen
hohlen thermoplastischen Stäbehen 16 und einem Pfropfen 17 aus saugfähigem Fasermaterial,
der an jedem Ende des Stäbchens befestigt ist. Das Stäbcben weist an jedem Ende
einen in der Hitze erweichten Teil 18 auf, und die Pfropfen 17 bedecken die in der
Hitze erweichten Teile und erstrecken sich über jedes Ende des Stäbchens hinaus.
Wie nachstehend noch genauer erklärt wird, werden Oberflächenteile 18 des Stäbchens
in der Nähe jedes Endes durch Einwirkung von Hitze erweicht, und auf dem Stäbchen
wird eine Vielzahl von in der Querrichtung verlaufenden Rip pen 19 ausgebildet.
Das saugfähige Fasermaterial wird an dem Stäbchen zum Haften gebracht, indem
es
derart rund um das Stäbchen gewickelt wird, daß es mit dem erweichten Material der
Rippen 19 und Nuten 22 in Berührung kommt, bevor es vollkommen fest wird. Infolgedessen
werden die Fasern des Pfropfens 17, die mit dem in der Hitze erweichten Teil 18
des Stäbchens in Berührung stehen, in denselben eingebettet und dadurch auf dem
Stäbchen befestigt.
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Das Stäbchen 16 ist in struktureller Hinsicht fest, d. h., es besitzt
eine beträchtliche Längsfestigkeit, aber es kann unter normalen Gebrauchsbedingungen
auch leicht gebogen werden, ohne zu zerbrechen.
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Gemäß F i g. 13 kann das Stäbchen 16 um wenigstens 600 um eine gekrümmte
Fläche C mit einem Halbmesser R von 4,8 mm gebogen werden, wenn eine Kraft slenkrecht
zur Stäbchenachse an einer ungefähr 6 mm vom Ende des Stäbchens entfernten Stelle
einwirkt, während das andere Ende des Stäbchens in gerader Lage unterhalb der gekrümmten
Fläche festgehalten wird. Ein Ende 23 des Stäbchens ist in einer Bohrung24 angeordnet,
die weit genug ist, um das Stäbchen derart aufzunehmen, daß sein Ende das Ende der
Bohrung erreicht. Die Bohrung 24 ist für ein Stäbchen mit einer Länge von 78 mm
30mm lang, so daß in Fig. 13 D = 30mm und L=78mm ist.
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Wie oben angegeben, -besteht einer der Hauptvorteile der Erfindung
darin, daß sie Kostenersparnisse ermöglicht, weil kein Klebstoff verwendet wird
und weil ein Kunststoffstäbchen verwendet werden kann, das billiger ist als die
bisher verwendeten Stäbchen aus Holz oder Preßpappe. Dies ist jedoch nur möglich,
wenn der Kunststoff die Form eines verhältnismäßig dünnwandigen hohlen Rohres hat.
Vom Kostenstandpunkt aus ist es wünschenswert, die Menge des Kunststoffes im Stäbchen
soviel als möglich zu verringern, d. h. die Wandstärke des Rohres auf ein Mindestmaß
herabzusetzen, wenn dies geschehen kann, ohne die funktionellen Vorteile dieser
Art des Stäbchens aufzugeben. F i g. 2 zeigt eine bevorzugte Querschnittsform des
Stäbchens gemäß der Erfindung, die eine Anzahl von konvexen Umfangszacken aufweist,
welche vorstehende Längsrippen 25 darstellen, die auf der Außenseite des Stäbchens
während des Auspressens gebildet werden.
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Zwischen den Rippen 25 liegen Längsnuten, so daß die hohlen Stäbchen
16 abwechselnd dick- oder dünnwandige Teile aufweisen. Diese Querschnittsform ergibt
eine maximale Stärke und Biegungsfestigkeit mit einem Minimum an Material, weil
die eine erhöhte Dicke aufweisenden Rippen 25 des Stäbchens das der Biegung Widerstand
leistende Moment vergrößern. Außerdem werden Stäbchen, die den Querschnitt gemäß
F i g. 2 besitzen, nicht ineinandergreifen und die Vorrichtung zur Herstellung des
Tupfers verstopfen, wenn sie aus einem Vorrat in einem Trichter zugeführt werden.
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Ein saugfähiger Tupfer gemäß den Fig. 1 bis 4, der alle Vorteile
der Erfindung aufweist, kann vorteilhaft ein Polypropylenstäbehen aufweisen, das
mit einem der F i g. 2 ähnlichen Querschnitt ausgepreßt wird und eine Länge von
ungefähr 78 mm, einen inneren Durchmesser von ungefähr 2 mm und eine mittlere Wandstärke
von ungefähr 0,375 mm hat. Das saugfähige Fasermaterial wird vorzugsweise rund um
jedes Ende des Stäbchens gewickelt, um Pfropfen von ungefähr 18 mm Länge zu bilden,
welche über die Enden des Stäbchens gewöhnlich um etwas weniger als 3 mm hinausragen.
Propylen wird für das
Stäbchen bevorzugt, weil es auch ermöglicht, daß der Tupfer
in der oben angegebenen Weise im Autoklav sterilisiert werden kann. Es ist auch
vom Kostenstandpunkt aus höchst wünschenswert. Stäbchen materialien, wie z. B. Polyäthylen
von hoher Dichte, bestimmte Vinylharze und andere entsprechende thermoplastische
Kunststoffe können jedoch verwendet werden, wenn das Stäbchen auf andere Weise als
im Autoklav sterilisiert werden soll. Der Pfropfen selbst wird gewöhnlich aus langen
Stapelfasern von Baumwolle oder Zellwolle gebildet. Gemäß der Erfindung kann aber
auch anderes saugfähiges Material in zufriedenstellender Weise verwendet werden
Die Fig. 5 bis 10 veranschaulichen die Herstellung von Tupfern gemäß der in den
Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform. Ein Vorrat von ausgepreßten Stäbchen
16 mit dem Querschnitt gemäß F i g. 2 wird aus einem Trichter 26 durch einen waagerechten
Durchlaß 27 einer Aufnahmestelle W zugeführt, wo sie intermittierend durch Förderpaßstücke
28 aufgenommen werden, die auf dem Umfang von Zwillingstragrädern 29 und 29 a im
Abstand voneinander liegen. Wie F i g. 6 zeigt, sind die Tragräder 29 und 29 a voneinander
etwas entfernt, drehen sich aber mit der gleichen Geschwindigkeit um die gleiche
Welle 29 b. Die Räder sind so eingestellt, daß sie am Ende jeder Drehung um 450
während ungefähr l/,2 Sekunde stillstehen. In Fig. 5 ist das Rad 29 a der Deutlichkeit
halber entfernt, und die Wirkungsweise der Vorrichtung wird nachstehend nur unter
Bezugnahme auf das Rad 29 und die zugehörigen Teile zum Aufbringen der Baumwollpfropfen
beschrieben. Der andere Pfropfen wird auf die gleiche Weise von einer identischen
Vorrichtung aufgebracht, die mit dem Rad 29 a verbunden ist. Die Förderpaßstücke
28 sind in axialen Nuten 31 angeordnet, die zu diesem Zweck auf dem Umfang des Tragrades
29 im Abstand voneinander liegen. Jedes Paßstück28 ist mit einer kleinen Nut 32
versehen, die so geformt ist, daß sie ein Stäbchen 16 aufnehmen und festhalten kann,
wenn sich das Rad 29 dreht. Zwei Paare von erhitzten Backen 33 und 34 sind an einer
Schmelzstelle X am oberen Ende des Tragrades 29 angeordnet. Jedes Paar der Backen
33 und 34 liegt in der Bahn eines Endes der Stäbchen, wie die F i g. 6 und 10 deutlich
zeigen. Wenn die Stäbchen 16 die erhitzten Backen 33 und 34 verlassen, bewegen sie
sich durch eine Pfropfenzoflhrstelle Y, wo jedes Ende des Stäbchens gegen einen
in seinem Weg angeordneten (nicht dargestellten) Pfropfen aus saugfähigem Material
stößt und denselben zu einer Pfrop£enbildungsstelle Z mitnimmt, die gegenüber der
Stäbchenzuführstelle W um ungefähr 1800 versetzt angeordnet ist. Führungsschuhe
35 und 36 sind zwischen dem Trichter 26 und den erhitzten Backen 33 und 34 bzw.
zwischen den erhitzten Backen und der Pfropfenbildungsstelle Z um das Tragrad herum
- angeordnet, um die Stäbchen in den Förderpaßstücken 28 zu halten, wenn sich diese
von Stellung zu Stellung bewegen.
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Insbesondere aus Fig. 10 ist ersichtlich, daß jedes Paar der Heizbacken
33 und 34 eine Reihe von im Abstand voneinander liegenden Zähnen 37 aufweist, wo
die Backen mit jedem Ende des Stäbchens 16 in Berührung kommen, wenn dasselbe zwischen
den Backen hindurchgeht. Die Spitzen der Zähne 37 der oberen Backe 33 sind von den
Spitzen der Zähne der unteren Backe 34 um eine Strecke entfernt, die etwas
kleiner
ist als der Außendurchmesser des Stäbchens 16, so daß die Zähne in das Stäbchen
einschneiden, wenn dasselbe zwischen den Backen hindurchbewegt wird. Die Zähne 37
haben ihre maximale Höhe gemäß Fig. 10 zwischen dem PunktA in Fig.7 und dem Ausgangsende
E der Backen. Die Zähne sind jedoch von der Stelle A bis zum Eingangsende M der
Backen verjüngt, so daß die Zähne am Eingangsende vollständig verschwinden. Der
Abstand zwischen den Backen 33 und 34 ist daher am Eingangsende M etwas größer als
der Außendurchmesser der Stäbchen, so daß dieselben leicht in das Eingangsende eintreten
können und mit den verjüngten Spitzen der Zähne 37 erst ungefähr an der Stelle T
in Berührung kommen, wie die F i g. 7 und 8 zeigen. Die Backen 33, 34 und die Zähne
37 werden durch elektrische Heizkörper 38 auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb
der Schmelztemperatur der Stäbchen 16 liegt, d. h. auf ungefähr 426 bis 4820 C,
wenn Polypropylenstäbchen mit einer Sohmelztemperatur von ungefähr 1760 C verwendet
werden. Die Berührung zwischen den heißen Zähnen 37 der Backen 33, 34 und den Stäbchen
16 beginnt daher an der Stelle T und endet an der Stelle E, wenn die Stäbchen sehr
rasch zwischen den Backen hindurchbewegt werden, so daß die Hitzeeinwirkung während
einer sehr kurzen Zeitdauer erfolgt. Für ein Polypropylenstäbehen der beschriebenen
Große und Art beträgt beispielsweise die Zeit, die das Stäbchen braucht, um die
Strecke von T bis E zwischen den Backen 33, 34 zurückzulegen, vorteilhaft ungefähr
'/,Sekunde Hierin ist die eingestellte Stillstandszeit von ungefähr l/,2 Sekunde
bei der Drehung der Räder 29, 29 a eingeschlossen.
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Die Backen 33, 34 können so eingestellt sein, daß der Abstand zwischen
den Spitzen der gegenüberliegenden Zähne 37 an den oberen und unteren Bakken zwischen
den Stellen A und E etwas größer ist als der Innendurchmesser der Stäbchen 16, so
daß die Zähne die Stäbchen nicht durchschneiden. Es ist wünschenswert, daß sich
die Stäbchen nicht drehen, sondern in einer festgelegten Winkelstellung verbleiben,
wenn sie auf diese Weise genutet werden, um sicherzustellen, daß die Enden der Stäbchen
nicht verzogen werden.
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Ein Teil des bei der Bildung der Rippen 19 auf dem Stäbchen verschobenen
Materials bewegt sich nach außen, um den Außendurchmesser des Stäbchens quer zu
den Spitzen der Rippen etwas zu vergrößern, wie F i g. 4 schematisch zeigt. Es ist
jedoch anzunehmen, daß ein großer Prozentsatz des verschobenen Materials das Stäbchen
während der kombinierten Heiz- und Formwirkung der Backen 33,34 in Form von Gasen
verläßt. Da das saugfähige Fasermaterial rund um die Enden der Stäbchen gewickelt
wird, während diese noch heiß sind und bevor sie Gelegenheit zum vollständigen Festwerden
hatten, dringen die mit dem Stäbchen in Berührung stehenden Fasern nicht nur in
die Nuten 22 zwischen den Rippen 19 ein, sondern auch in das erweichte Material
der Rippen selbst, so daß sie im Stäbchen fest eingebettet sind, wenn es sich abkühlt.
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In den Fig. 11 und 12 ist ein saugfähiger Tupfer 41 gemäß einer etwas
abgeänderten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher das Ende eines
ähnlichen hohlen thermoplastischen Stäbchens 42 durch eine Flamme 43 erhitzt wird,
die in axialer Richtung gegen das Ende des Stäbchens gerichtet ist,
um einen Teil
desselben zu erweichen. Das Stäbchen ende wird der Flamme nur einen Augenblick ausge
setzt, so daß sein Gefüge nicht zerstört wird. Dabei wird ein Flansch 44 gebildet,
wie Fig. 11 zeigt.
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Hierauf wird das Stäbchen in noch teilweise erweichtem Zustand mit
dem saugfähigen Fasermaterial umwickelt, wie in Verbindung mit der in den anderen
Figuren dargestellten Ausführungsform beschrieben wurde, um einen Pfropfen 45 zu
bilden. Der Pfropfen wird auf dem Stäbchen durch die Einbettung dieser Fasern und
durch mechanischen Eingriff zwischen dem Pfropfen 45 und dem Flansch 44 am Ende
des Stäbchens befestigt.