Erfindungen der Geschichte

Silvester und 42. Jahrestags einer genialen Erfindung: das PostIt

Heute vor 42 Jahren wurde das PostIt patentiert. Es war keinesfalls leicht für den Mit-Erfinder Spencer Silver, diese Klebezettel auf die Welt zu bringen. Er arbeitete in der Minnesota Mining und Manufacturing Company an Forschungen zur Verbesserung des Acrylatklebstoffs,

der in vielen ihrer Produkte Verwendung fand. Leider hatte Spencer etwas Pech. Er erfand zunächst einen Kleber, der mit seiner eigentlichen Aufgabe, ein paar Probleme hatte – er klebte nicht dauerhaft. Sein vermeintliches Versagen führte sogar dazu, dass seine Erfindung als wertlos angesehen wurde.

Das kommt bestimmt so manchem bekannt vor. Warum man trotzdem nicht aufgeben soll, kreativ zu sein erfahrt ihr jetzt. Ein wenig entmutigt von den frustrierenden Kommentaren seiner Arbeitgeber lies Spencer nicht locker und hielt Vorträge über die Vorzüge

des Klebstoffs und pries sein Potenzial als Sprühkleber an. 1972 erhielt er für seine Erfindung Acrylat-Copolymer-Mikrokügelchen das US-Patent Nr. 3691140.

Erst jetzt schien dis Fachwelt aufzuwachen, denn Art Fry, ein Produktentwickler bei 3M (das ist die Firma, die den durchsichtigen Klebefilm erfunden hat), erkannte das Potenzial von Silvers Erfindung: Man konnte es für ein verbessertes Lesezeichen verwenden. Aus dieser Idee entwickelten sich schnell weitere Ableger, darunter die wahrscheinlich am schnellsten angenommene und verbreitete Erfindung im Bürobereich: Seit 1980 sind diese kleinen Klebezettel in den Bürohandlungen erhältlich, das PostIt trat seinen Siegeszug an, der bis heute ungebremst ist.

Patentbezeichnung: Mit Acrylat mikrospärisch beschichtetes Papier

Patentnummer:US-Patent Nr. 3857731

Patentdatum: 31. Dezember 1974

Erfinder: Roger F. Merrill jun., Troy Township (Wisconsin)

und Henry R. Courtney, St. Paul (Minnesota); abgetreten von der Minnesota Mining und Manufacturing Company

Wie funktionieren diese „klebt wieder und wieder“ Produkte eigentlich? Der Trick lässt sich mit vier Komponenten leicht erklären:

1. Kleine elastomerische Copolymerkügelchen (siehe Abb. „30“) mit einem Durchmesser von 1-250 Mikrometern.
2. Die Mikrokügelchen kommen auf einen Träger (siehe Abb. „20“), der auf einem Band (siehe Abb. „10“) klebt.
3. Der Träger ist gerade nicht so porös, dass die Mikrokügelchen ihn völlig durchdringen könnten.
4. DenkbareTrägersubstanzen, die in der Patentanmeldung aufgelistet werden sind z. B. Polyester,

Zelluloseacetat und Polyvinylchlorid, aber auch Glas, Holz, Papier und Vinylcopolymere.

Der Erfinder sagt dazu, dass konventionelle Klebstoffe zum Festkleben von Papier und anderen Materialien zwar ihren Zweck erfüllen, jedoch auch entscheidende Nachteile haben. So sei es bei einigen Klebstoffen zwar möglich, das Papier vom Untergrund wieder zu entfernen, aber es

ist nicht möglich, es wieder aufzukleben. Andere Klebstoffe kleben einfach zu stark, das Ablösen zerstört den Untergrund.

Was lernen wir daraus? Manchmal muss zu einer Erfindung (Kleber) erst einmal ein Problem gefunden werden, für das es am besten geeignet ist. Also zahlt sich Geduld und Kreativität oft aus, denn es muss nicht immer problembasierte Entwicklung sein, manchmal funktioniert es auch umgekehrt. Mit den Worten von Victor Hugo, dem das folgende Zitat zugeschrieben wird:

„Nichts auf der Welt ist mächtiger, als eine Idee, deren Zeit gekommen ist.“

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Dezember 1

Vor 36 Jahren wurde das erste Gentechnik Patent erteilt

Patentbezeichnung: Prozess zur Produktion biologisch funktionsfähiger Molekularchimären
Patentnummer: US4237224
Patentdatum: 2. Dezember 1980
Erfinder: Stanley Cohen, Portola Valley (Kalifornien) und Herbert Boyer, Mill Valley (Kalifornien)

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Was kann es?

Es beschreibt ein Verfahren zur Manipulation der DNS-Struktur, indem replizierbare Gene in Zellen eingepflanzt werden.

Geschichte:

1953 beschrieben Watson und Crick den Aufbau der DNS als Doppelhelix. Sie ähnelt einer Leiter, die im Uhrzeigersinn spiralförmig verdreht ist. Die Reihenfolge der Nukleotide (sinnbildlich den Sprossen dieser Leiter) im DNS-Molekül bestimmt (in etwa) die lineare Anordnung der Aminosäuren in Proteinen.

Im Frühjahr 1973 pflanzten Herbert Bayer und Stanley Cohen replizierbare Gene in einfache Zellen ein. Dies war die Geburtsstunde der rekombinanten DNS.

1996 wurde ein Finn-Dorset-Schaf geboren. Es bekam zu Ehren der Country-Sängerin Dolly Parton den Namen Dolly. Dolly wurde aus einer Zelle eines erwachsenen Mutterschafes geklont. Leider wusste man über zu diesem Zeitpunkt noch nicht so hundertprozentig genau, was man da tat. Dolly alterte sehr schnell und hatte ein recht kurzes Leben.

Nun wird es unwissenschaftlich: Eine 1997 gegründete Gruppe, namens – Clonaid – behauptet, bereits mehrere Babys erfolgreich geklont zu haben. Die Firma wurde von Anhängern der Raelianer-Sekte (siehe Raelismus) gegründet und wird auf der Firmenwebsite als das größte Unternehmen der Welt, das mit UFOs in Verbindung steht!

Im Jahr 2005 begann einer der größten Skandale der Wissenschaftsgeschichte: Hwang Woo-suk hatte mit einer Serie spektakulärer Studien für Aufsehen gesorgt. Scheinbar mühelos hatte er menschliche Embryos geklont und für Patienten maßgeschneiderte Stammzellen produziert. Meisterstücke, die unter seinen internationalen Konkurrenten ihres gleichen suchten. Sein 2005 erschienener Artikel der Zeitschrift Science deren Titelblatt formatfüllenddass elf Stammzell-Linien abgebildet waren, stellte sich als Totalfälschung heraus.

Das klingt alles sehr ungewiss und negativ … ist es aber nicht, denn es gibt gegenwärtig unzählige Beispiel von positiven Forschungsergebnissen zum „gesunden“ Einsatz der Gentechnik. Zahlreiche Medikamente wären ohne diese Technik heute immer noch unbezahlbar. Ermöglich wir dies durch die industrielle Biotechnologie.

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Februar 2

124 Jahre Kronkorken

124 Jahre Kronkorken
Patentbezeichnung: Flaschenverschluss
Patentnummer: US468226
Patentdatum: 2. Februar 1892
Erfinder: William Painter, Baltimore (Maryland)
Was kann es?
Na was wohl? Es hält Flaschen solange zuverlässug dicht, bis man ihm mit einem wie auch immer gestalteten Öffner zu Leibe rückt. So nebenbei, es gibt um ein vielfaches mehr Patente für Flaschenöffner…

Mit der großen Nachfrage nach kohlensäurenhaltigen Getränken seit dem Ende des 19. Jh kam nach einigen ungewollten Explosionen der Bedarf nach einem zuverlässigen Verschluss auf, der den Korken ersetzen konnte.
William Painter löste dieses Problem, als er im Frühjahr 1890 den einzigartigen Kronkorken erfand, auch wenn die Flaschenhersteller sich zunächst zum damit notwendigen Redesign der Flaschenhälse motivieren liessen.
Sein typisches Design mit den „Zähnen«, die den Flaschenhals umschließen ist bis heute fast unverändert erhalten.

Für mich als Nichtraucher (der also in Form eines Feuerzeugs ständig einen explosionsgefährlichen Flaschenöffner dabei hat) ist die Erfindung des (auch) abschraubbaren Kronverschlusses die Perfektionierung dieses Produkts.

Kronkorken haben Einzug in viele Bereiche unseres Lebens gehalten:

Kunstobjekte, Skulpturen und Ähnliches
Sammlerstücke
Glücksspiel
Prothese für den wackelnden Tisch

Auf interestingideas.com findet man ein paar interessante Ideen.

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Januar 28

Kult-Spielzeug mit fast 70 Jahren immer noch ein Hit: Slinky

Kult-Spielzeug mit fast 70 Jahren immer noch ein Hit: SLINKY
Patentbezeichnung: Spielzeug
Patentnummer: US2415012
Patentdatum: 28. Januar 1947
Erfinder: Richard T. James

„What walks downstairs, alone or in pairs, and makes a slinkity sound?
A spring, a spring, a marvelous thing. Everyone knows it’s Slinky.“ Original Zitat aus der Amerikanischen Fernsehwerbung

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Wozu braucht man das?

Brauchen, naja, wohl eher Spielen, aber das mit Stil.

Erfunden wurde Slinky von Richard T. James, der als Marineingenieur in Philadelphia mit Zugfedern experimentierte, um eine Antivibrationsvorrichtung für empfindliche Geräte in Schiffen zu entwickeln. Wieder einmal war der Zufall, der ihn darauf brachte, dass seine Feder eigentlich als Spielzeug viel größeres Potential hätte! Ihm fiel eine solche Feder klangvoll hüpfend herunter. Mit seiner Frau Betty musste er nur noch ein massentaugliches Verfahren entwickeln, um Slinky herzustellen. Kurz darauf stellten sie Slinky zum ersten Mal in einem Kaufhaus vor und in 90 Minuten war der gesamte Vorrat mehrere hundert Slinkys zum Stückpreis von einem Dollar verkauft.

Foto einer Original Slinky. By Roger McLassus (Picture taken and uploaded by Roger McLassus.) [GFDL or CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons

2001 wurde das Slinky in die Ruhmeshalle der Spielzeugindustrie eingeführt und im gleichen Jahr zum offiziellen »Staatsspielzeug« von Pennsylvania erklärt.

Das Slinky kann aber doch weit mehr als stilvoll unnütz zu sein:

Physiklehrer verwenden es als Lernhilfe
im Vietnamkrieg verwendeten Funker es als Behelfsantenne
Eleganter Staubfänger und Briefbeschwerer
Geduldspiel für Katzen
Der sichere Tod einer jede Mikrowelle

James Industries wurde 1956 gegründet. James erfand eine Maschine, welche aus 24 m Stahldraht innerhalb von wenigen Sekunden die gewünschte Spirale produzierte.

Nachdem den frühen 60er-Jahren die Verkaufszahlen sanken, schloss sich Richard James einem religiösen Kult in Bolivien an, ließ seine Frau und seine sechs Kinder mit einem Haufen Schulden zurück. Seine Frau zeigte mehr Geschäftssinn als James, denn Sie übernahm James Industries und rettete das Slinky davor, vom Markt zu verschwinden. Und das mit Erfolg, denn bis heute wurden weltweit über 250 Millionen Slinkys verkauft. Falls Sie auch eine Slinky wollen (ich habe heute meiner Tochter Carina zu ihrem Sweet Sixteen eine Original Slinky geschenkt) brauchen Sie nur untenstehendes Bild zu klicken.

Als kleine Moral dieser Geschichte
„All you need is a cool product“ ist nichts wert,
wenn man gleich das Handtuch wirft und nicht
die richtigen Leute für das Marketing hat, so wie Betty!
Unterstützen Sie Betty, und kaufen Sie auch ein Slinky 😉
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Januar 27

Es werde Licht, sprach Edison. 136 Jahre elektrisches Licht

Patentbezeichnung: Elektrische Lampe
Patentnummer: US223898
Patentdatum: 27. Januar 1880
Erfinder: Thomas A. Edison, Menlo Park (New Jersey) im heutigen Edison Township

Die Erfindung der Glühlampe bringt man gerne als erstes mit dem genialen Erfinder Thomas Alva Edison in Verbindung.
Seine Erfindung gibt Licht mittels eines Glühfadens, der durch Elektrizität in einem Glaskörper zum Glühen gebracht wird.

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Thomas Edison war zwar ein Genie, er reichte ab 1868 erfolgreich 1093 Patente ein (siehe Überblick seiner Patente), aber die elektrische Glühbirne war nicht seine Idee. Er war mit seiner Vision nicht allein, denn viele Erfinder weltweit suchten nach einem Ersatz für die Gaslampe. Es war Edisons britischer Zeitgenosse Joseph Wilson Swan der seit 1878 die ersten Patente auf kommerziell nutzbare Glühlampen besaß. Wie so oft bei genialen Ideen, gab es noch andere, wie z.B. der Kanadier Henry Woodward und sein Partner Matthew Evans -, die eine Glühlampe haben patentieren lassen, aber nicht genug finanzielle Mittel hatten die Erfindung wirtschaftlich zu nutzen. Dieses Prinzip gilt auch heute noch. Es ist nicht ausreichend eine gute Idee zu haben, man muss diese auch umsetzen. Für Letzteres gibt einem auch ein Patent keine Garantie. Edison, der zu diesem Zeitpunkt mit seinen anderen Entwicklungen bereits genug Geld erwirtschaftet hat, kaufte ihnen die Patentrechte kurzerhand ab.
Edison fügte dem eine Reihe weiterer verbesserter Komponenten hinzu, um größtmöglichen kommerziellen Erfolg zu haben. Er war also nicht nur genialer Erfinder, sondern auch ein guter Geschäftsmann. Bis 1880 hatte Edison eine Glühlampe entwickelt, die bis zu 1500 Stunden leuchtete.

Glühbirnen, strahlen neben dem sichtbaren Licht aber größtenteils Infrarot (Wärme) Strahlung ab und sind viel ineffektiver als ihre moderneren Verwandten: Neonröhren, Leuchtstofflampen und LEDS. Die Sockel, werden wohl als einziges Detail von Edisons Erfindung in der modernen Zeit übrig bleiben, wahrscheinlich so lange, bis auch die letzte auch von ihm erfundene Fassung nur noch im Museum zu finden sein wird.

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Januar 23

Mit 66 Jahren… und es gibt sie immer noch: die Mikrowelle

Patentbezeichnung: Methode zur Behandlung von Lebensmitteln
Patentnummer: US2495429
Patentdatum: 24. Januar 1950
Erfinder: Percy L Spencer, West Newton (Massachusetts)
Jeder kennt ihn, Den Mikrowellenherd der Lebensmittel in kürzester Zeit durch Mikrowellenstrahlung erhitzt.
Der Erfinder Percy Spencer war ein Autodidakt, ein Elektronikgenie ohne höheren Schulabschluss. Schon mit US-Patent Nr. 2408235 , ein Patent für eine hocheffiziente Magnetfeldröhre (Magnetron) legte er den Grundstein für diese bahnbrechende Entwicklung, die unser Leben nachhaltig veränderte. Diese speziellen Magnetfeldröhren haben erhitzte Kathoden, um Elektronen zu erzeugen, die von elektromagnetischer Energie so beeinflusst werden, dass sie Mikrowellenstrahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen produzieren (siehe Abb. 1).

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Abbildung 1: Magnetronröhre für technische Anwendungen

Mikrowellen werden vor allem in der Radartechnik eingesetzt. Die Beobachtung, dass man diese Strahlung auch zu „friedlichen“ Zwecken einsetzen kann, war eher ein Zufall.
Percy Spencer arbeitete für die Raytheon Manufacturing Company als er bei Experimenten mit einer seiner Röhren bemerkte, dass der Schokoriegel in seiner Tasche zu schmelzen begann. Einzige Erklärung war, dass dies durch Einfluss der Strahlung geschah. Neugierig legte er einige
Maiskörnchen vor die Magnetfeldröhre und schon Minuten später fehlte ihm zum Genuss des so erzeugten Popcorns nur noch ein unterhaltsamer Kinofilm. Auch heute ist das Erzeugen von Popcorn noch eine der beliebtesten Verwendungen der Mikrowellentechnik.

Der erste kommerzielle Mikrowellenofen (Prinzip siehe Abb. 2) wog noch über 300 kg, war 1,7 m hoch und kam 1947 auf den Markt. Es dauerte noch 20 Jahre und einige Überarbeitungen bis 1967 die erste Mikrowellen für den Hausgebrauch käuflich waren. Drei Jahre später starb Spencer im Alter von 76 Jahren und erlebte nicht mehr, dass sich schon 1975 Mikrowellenherde besser verkauften als normale Herde.

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Abbildung 2: Magnetronröhre zum Erwärmen von Lebensmitteln

Zahlreiche Ankedoten scharen sich um die Mikrowelle: Explodierte Haustiere, die in bester Trockungsabsicht im Gerät platziert wurden genauso wie zerborstene Wassergläser. Verschwörungstheorien zu folge verändert die Mikrowelle unser Essen auf gefährliche Weise (ich bestätige: Ja!, es wird heiß!).

Abbildung 3: Warnsymbol vor nicht ionisierender Strahlung

Spencer hielt im Lauf seines Lebens 150 Patente. 1999 wurde er in die Ruhmeshalle
der Erfinder aufgenommen.

Spencer beschreibt seine Erfindung so: „Die Frequenzen damals waren relativ niedrig, z. B. kaum über 50 MHz und ich habe herausgefunden, dass Effizienz viel zu gering war um genug Hitze zu erzeugen, damit das Essen gekocht wird. Meine Lösung war, Wellenlängen zu verwenden, die in den Mikrowellenbereich mit Wellenlängen um 10 cm oder weniger. Auf diese Weise wird die Wellenlänge der Energie vergleichbar mit der durchschnittlichen Abmessung der zu kochenden Nahrung. Dadurch wurde der Energieaufwand minimal, und der ganze Prozess wesentlich effizienter.“

Wer es genauer wissen will, sei auf den Artikel in der Wikipedia „Mikrowellenherd“ verwiesen.

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Januar 18

Die Neonröhre wird 100+

Vor 101 Jahren wurde das Patent für ein System zur Beleuchtung von Leuchtröhren Patentnummer: US1125476, Patentdatum: 19. Januar 1915, erteilt.

Erfinder: Georges Claude, Paris (Frankreich)

Darstellung von Leuchtröhren mit unterschiedlichen Edelgasen. Pslawinski [CC BY-SA 2.5 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons

Leuchtröhren sind Kaltkathodenröhren, zwischen deren Elektroden durch Anlegen einer hohen Spannung eine Glimmentladung zündet, deren ausgedehnte positive Säule abhängig vom Füllgas farbig leuchtet. Die roten Neonröhren waren die ersten praktisch einsetzbaren Leuchtröhren, entwickelt um 1909 vom Franzosen Georges Claude. Breite Anwendung finden sie in der Leuchtreklame. Zu Beleuchtungszwecken dient heute eher die Leuchtstofflampe, die umgangssprachlich gerne als „Neonröhre“ bezeichnet wird, sich von dieser aber durch eine auf der Innenseite befindlichen Floureszenzschicht unterscheidet.

Neon ist ein seltenes Edelgas, das in winzigen Spuren auch in der Luft vorkommt.

1910 stellte Claude in Paris die erste Neonlampe vor und verkaufte 1923 als Unternehmer zwei Neonleuchtzeichen an einen Autohändler in Los Angeles. Das amerikanische Patent, das eine Verbesserung seiner Erfindung darstellt, wurde fünf Jahre nach seinem französischen Patent für Neonlicht erteilt. Also eigentlich ist die Neonleuchtröhre damit 106 Jahre alt ;). In seiner Patentbeschreibung erklärt er, wie man ein helleres Neonlicht erzielt und wie man verhindert, dass sich die Röhren durch Gasablagerungen an den Elektroden verfärben.

Künstler verwenden die Edelgasröhren noch heute, als Leuchtmittel haben sie jedoch gegen die LED wahrscheinlich das Rennen endgültig verloren.

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Quellen:

Patentnummer: US1125476,

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Januar 5

Genial, innovativ und erfolglos

Die Geschichte von Erfindern ist, hierzulande, oft auch eine Geschichte vom Scheitern – nicht nur von Projekten, häufig auch von Menschen. In der Vergangenheit rutschten Visionäre oft in die Armut und wir sehen ihre genialen Einfälle bestenfalls im Museum. Innovation, Intelligenz, grandiose Ideen und starker Wille allein sind leider nicht immer ein Garant für Erfolg. Früher charakterisierten viele Erfinder (Erfinderinnen hatten damals sowieso kaum eine Chance) oft die Eigenschaften der Eigenbrötler. Ein Phänomen der damaligen Zeit: Wenig Vernetzung, zu gering die kritische Masse an potentiellen Interessenten, zu wenige die die Innovation überhaupt verstanden -kurz: die Zeit war noch nicht reif-

Heute, so denkt man, sind diese Hindernisse abgebaut: Das Internet, Crowdfunding und interdisziplinäre Teams, für die kein Problem zu komplex und keine Hürde zu hoch ist. Aber auch heute bleiben Erfolgsgeschichten die Ausnahme. Der Grund dafür sind starre formalisiere Strukturen und Bürokratie. Oft werden Innovationen nur verwaltet, im aufwändigen Apparat des Patentwesens. Die Lösung: Eine „Arena“ für interdisziplinäres Zusammenarbeiten, die Förderung unternehmerischen Denkens und die Möglichkeit Dinge einfach -zu machen-. Vielerorts sind so genannte FabLabs oder Co-Working Spaces entstanden, die den Prozess von der Idee zum Prototyp beschleunigen. Diese Räume können technische Hürden beseitigen, am administrativen Aufwand eine Erfindung als „intellectual property“ zu schützen, ändern sie jedoch nichts. Warum diese Räume den Weg zum Erfolg trotzdem wahrscheinlicher machen und warum ich glaube, dass das Konzept der Co-Working Spaces die Zukunft der Innovation ist, werde ich in einem meiner folgenden Artikel berichten.

Literatur:

Es gibt zwei Bücher, in denen Beispiele des steinigen Wegs zum Erfolg und leider oft auch des Scheiterns beschrieben werden, die mir besonders gut gefallen:

Armin Strohmeyr Verkannte Pioniere: Abenteurer, Erfinder, Visionäre . € 18,80 / 303 Seiten. Styria premium 2014
Alwin Schönberger Grenzgänger – Österreichische Pioniere zwischen Triumph und Tragik € 22,50 / 205 Seiten. Brandstätter 2014

Ebenfalls mit schönen historischen Bespielen und einer soliden und gut dargebotenen Darstellung des Patentwesens. Hier wird man gründlich demoralisiert, wenn man liest, welche Kosten für ein durchfinanziertes Patent auf einen zu kommen.:

Helmut Sonn Patentwissen leicht gemacht (nur noch gebraucht).

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Dezember 30

Blog eröffnet

Liebe Interessenten,

in diesem Blog beschäftige ich mit Innovationen aus Forschung, Entwicklung und Erfindungen. Es wird ein Mix aus historischem Wissen, brandneuen Innovationen und coolen DIY (do-it-yourself) Projekten sein. Die Beiträge sollen technisch interessierte Menschen ansprechen und eine Hilfe für das Verständnis der Technik und deren Umsetzung für eigene Projekte sein. Anregungen und Fragen können gerne in den Kommentaren hinterlegt werden.

Einen guten Start in das Jahr 2016 wünscht,

Thorsten Schwerte

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