Optimale Grübchentragfähigkeit von Schrägverzahnungen:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
2007
|
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | München, Techn. Univ., Diss., 2007 |
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| adam_text | INSTITUT FUER MASCHINEN- UND FAHRZEUGTECHNIK - LEHRSTUHL FUER
MASCHINENELEMENTE TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN OPTIMALE
GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT VON SCHRAEGVERZAHNUNGEN GREGOR STEINBERGER
VOLLSTAENDIGER ABDRUCK DER VON DER FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN DER
TECHNISCHEN UNIVERSITAET MUENCHEN ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES
EINES DOKTOR-INGENIEURS GENEHMIGTEN DISSERTATION. VORSITZENDER:
UNIV.-PROF. DR.-ING. UDO LINDEMANN PRUEFER DER DISSERTATION: 1.
UNIV.-PROF. DR.-ING. BERND-ROBERT HOEHN 2. UNIV.-PROF. DR.-ING. CHRISTIAN
BRECHER, RHEINISCH-WESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE AACHEN DIE
DISSERTATION WURDE AM 15. NOVEMBER 2006 BEI DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET
MUENCHEN EINGEREICHT UND DURCH DIE FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN AM 16.
APRIL 2007 ANGENOMMEN. INHALTSVERZEICHNIS I ZEICHEN, BENENNUNGEN,
EINHEITEN V 1 EINLEITUNG 1 2 STAND DES WISSENS 3 2.1 ZUR
GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT VON STIRNRAEDERN 3 2.1.1 THEORETISCHE ARBEITEN ZUR
SCHRAEGVERZAHNUNG 3 2.1.2 EXPERIMENTELLE ARBEITEN ZUR SCHRAEGVERZAHNUNG 4
2.1.3 RECHENVERFAHREN ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 6 3 ZUR BOHRBEWEGUNG AN
SCHRAEGSTIRNRAEDERN 8 3.1 GRUNDLAGEN ZUR BOHRBEWEGUNG 8 3.1.1 BOHRBEWEGUNG
BEIM KONTAKT ZYLINDER-EBENE 8 3.1.2 BOHRBEWEGUNG BEIM KONTAKT ZWEIER
KEGELSCHEIBEN 10 3.1.3 BOHRBEWEGUNG BEI WAELZLAGERN 13 3.2 KINEMATISCHE
VERHAELTNISSE AUF DER ZAHNFLANKE 14 3.2.1 VERZAHNUNGSGESETZ 14 3.2.2
GLEITGESCHWINDIGKEIT DER ZAHNFLANKEN 16 3.3
GLEITGESCHWINDIGKEITSVERHAELTNISSE BEI GERAD- UND SCHRAEGVERZAHNUNG ..18
3.3.1 EBENE EVOLVENTENVERZAHNUNG 18 3.3.2 GERADVERZAHNUNG 19 3.3.3
UEBERGANG ZU SCHRAEGVERZAHNUNG 20 3.3.4 BOHRWINKEL- UND
WAELZWINKELGESCHWINDIGKEITSKOMPONENTE 25 3.3.5 BERUEHRLINIEN AM
SCHRAEGZAHNMODELL 26 3.3.6 GLEITGESCHWINDIGKEIT ALS EFFEKT DER
BOHRWINKELGESCHWINDIGKEIT...26 3.4 GLEITGESCHWINDIGKEITEN IN DER
BERUEHRFLAECHE 29 3.4.1 HERTZ SCHE ABPLATTUNG BEI LINIENKONTAKT 29 3.4.2
RICHTUNGSWECHSEL VON GLEITGESCHWINDIGKEIT UND REIBKRAFT 30 3.4.3
BEWERTUNG DES RICHTUNGSWECHSELS DER GLEITGESCHWINDIGKEIT 31 3.5 VERSUCHE
AN REIBRADGETRIEBEN 31 4 DIN-VERGLEICHSTEST ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 33
4.1 VORBEMERKUNG ZUM SCHRAEGENFAKTOR NACH DIN 3990 TEIL 2 33 4.2
AUSGANGSSITUATION 33 4.3 PRUEFVERZAHNUNGEN UND VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 34
4.3.1 PRUEFVERZAHNUNGEN 35 4.3.2 DOKUMENTATION DER PRUEFZAHNRAEDER 35
INHALTSVERZEICHNIS 4.3.3 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND PRUEFBEDINGUNGEN 38 4.4
ERGEBNISSE DER LAUFVERSUCHE 39 4.4.1 ERGEBNISSE GERADVERZAHNUNG 39 4.4.2
ERGEBNISSE SCHRAEGVERZAHNUNG 40 4.5 ZUSAMMENFASSUNG DIN-VERGLEICHSTEST
ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 42 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND PRUEFRAEDER 43 5.1
VERSUCHSPROGRAMM 43 5.2 KURZBESCHREIBUNG DER PRUEFRADVARIANTEN 44 5.2.1
GERADVERZAHNUNG MIT KURZER KOPFRUECKNAHME 44 5.2.2 SCHRAEGVERZAHNUNGEN ZUR
UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER PRESSUNGSVERTEILUNG AUF DIE
GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 44 5.2.3 SCHRAEGVERZAHNUNGEN ZUR UNTERSUCHUNG DES
KOPFUEBERDECKUNGSEINFLUSSES AUF DIE GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 45 5.2.4
SCHRAEGVERZAHNUNGEN ZUR UNTERSUCHUNG DER TREIBRICHTUNG 46 5.3
PRUEFVERZAHNUNGEN 46 5.3.1 VERZAHNUNGSGEOMETRIE 46 5.3.2
VERZAHNUNGSKORREKTUREN 48 5.3.3 WERKZEUG- UND FERTIGUNGSPARAMETER 51
5.3.4 VORGABEN ZU WERKSTOFF, WAERME- UND KUGELSTRAHLBEHANDLUNG 53 5.4
VERMESSUNG UND WERKSTOFFKUNDLICHE PRUEFUNG DER PRUEFZAHNRAEDER 53 5.4.1
MESSUNG DER VERZAHNUNGSQUALITAET 53 5.4.2 VERMESSUNG DER
ZAHNFLANKENRAUHEIT 56 5.4.3 WERKSTOFF 58 5.4.4 WAERMEBEHANDLUNG 59 5.4.5
METALLOGRAPHISCHE UNTERSUCHUNGEN 59 5.4.6 RESTAUSTENITGEHALT UND
EIGENSPANNUNGEN 59 5.4.7 PRUEFUNG AUF SCHLEIFBRAND 61 5.5
PRUEFEINRICHTUNGEN 65 5.5.1 VERSPANNUNGSPRUEFSTAENDE MIT ACHSABSTAND A =
112,5 MM 65 5.5.2 PRUEFBEDINGUNGEN 67 UNTERSUCHUNGS- UND AUSWERTEMETHODEN
68 6.1 KENNWERTE ZUR BESCHREIBUNG DER ZAHNFLANKENBEANSPRUCHUNG 68 6.1.1
NENN-LASTWERT * 68 6.1.2 HERTZ SCHE PRESSUNG AM WAELZKREIS P C 68 6.1.3
GRUNDWERT A H0 NACH DIN 3990 T2 69 6.1.4 AUFTRETENDE FLANKENPRESSUNG * *
70 ILL 6.2 GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSNACHWEIS NACH DIN 3990 TEIL 2 71 6.3
STATISTISCHE AUSWERTUNG DER GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSVERSUCHE 72 6.3.1
ZEITFEST ERTRAGBARE BEANSPRUCHUNG 72 6.3.2 DAUERFEST ERTRAGBARE
BEANSPRUCHUNG 73 6.3.3 UMWERTUNG AUF GERINGE AUSFALLWAHRSCHEINLICHKEIT
74 6.4 FEHLERBETRACHTUNG 75 GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSVERSUCHE 77 7.1
VARIANTE GK, REFERENZ-GERADVERZAHNUNG 78 7.2 VARIANTE SO, UNKORRIGIERTE
SCHRAEGVERZAHNUNG 80 7.3 VARIANTE SLK, SCHRAEGVERZAHNUNG MIT LANGER
KOPFRUECKNAHME 82 7.4 VARIANTE STK, SCHRAEGVERZAHNUNG MIT TOPOLOGISCHER
KORREKTUR 84 7.5 VARIANTE SEPSVI 86 7.6 VARIANTE SEPSV2 88 7.7 VARIANTE
SEPSV3 90 7.8 VARIANTE SUE1 92 7.9 VARIANTE SUE2 94 AUSWERTUNG UND
DISKUSSION DER GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSVERSUCHE 96 8.1 DAUERFEST
ERTRAGBARES DREHMOMENT GEGENUEBER DER REFERENZ- GERADVERZAHNUNG 98 8.2
VERGLEICH DER UNTERSUCHTEN SCHRAEGVERZAHNUNGEN MIT DER REFERENZ-
GERADVERZAHNUNG GK 98 8.3 VERGLEICH DER SCHRAEGVERZAHNTEN VARIANTEN MIT
UNTERSCHIEDLICHEN ZAHNFLANKENKORREKTUREN 99 8.4 VERGLEICH DER
SCHRAEGVERZAHNTEN VARIANTEN MIT UNTERSCHIEDLICHER PROFILUEBERDECKUNG 99
8.5 VERGLEICH DER SCHRAEGVERZAHNTEN VARIANTEN MIT UNTERSCHIEDLICHEN
KOPFUEBERDECKUNGEN 100 8.6 VERGLEICH DER SCHRAEGVERZAHNTEN VARIANTEN MIT
UNTERSCHIEDLICHER UEBERSETZUNG 100 8.7 KURZZUSAMMENFASSUNG DER
VERSUCHSERGEBNISSE 101 8.8 EINORDNUNG DER ERMITTELTEN
GRUEBCHENDAUERFESTIGKEIT IN FESTIGKEITSFELDER NACH DIN 3990 T5 102 NEUES
RECHENVERFAHREN ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 105 9.1 THEORETISCHE
UEBERLEGUNGEN 105 9.2 ANFORDERUNGEN AN NORMFAEHIGE BERECHNUNGSMETHODE 107
IV INHALTSVERZEICHNIS 9.3 DARSTELLUNG DER RECHENVERFAHREN 107 9.4
RECHENVERFAHREN I (RV I) NACH [49] 108 9.5 NEUES DIN/ISO-KOMPATIBLES
PRAXISRECHENVERFAHREN ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT, RECHENVERFAHREN II (RV
II) 110 9.5.1 HERTZ SCHE PRESSUNG AM WAELZKREIS PC 110 9.5.2 GRUNDWERT
* ** 110 9.5.3 AUFTRETENDE FLANKENPRESSUNG * * 112 9.5.4 FAKTOR Z B/D
113 9.5.5 FAKTOR FZCA 113 9.5.6 WIRKSAME UND ERFORDERLICHE
PROFILRUECKNAHMEBETRAEGE 116 9.5.7 ZUSAMMENSTELLUNG DER
BERECHNUNGSGLEICHUNGEN 116 9.6 VERGLEICH DER BEIDEN RECHENVERFAHREN 118
9.7 NACHRECHNUNG DER VORLIEGENDEN GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSVERSUCHE 119 9.8
STUDIE ZUM DAUERFEST ERTRAGBAREN DREHMOMENT 121 10 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK 125 11 LITERATUR 128 12 ANHANG A-1
|
| adam_txt |
INSTITUT FUER MASCHINEN- UND FAHRZEUGTECHNIK - LEHRSTUHL FUER
MASCHINENELEMENTE TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN OPTIMALE
GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT VON SCHRAEGVERZAHNUNGEN GREGOR STEINBERGER
VOLLSTAENDIGER ABDRUCK DER VON DER FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN DER
TECHNISCHEN UNIVERSITAET MUENCHEN ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES
EINES DOKTOR-INGENIEURS GENEHMIGTEN DISSERTATION. VORSITZENDER:
UNIV.-PROF. DR.-ING. UDO LINDEMANN PRUEFER DER DISSERTATION: 1.
UNIV.-PROF. DR.-ING. BERND-ROBERT HOEHN 2. UNIV.-PROF. DR.-ING. CHRISTIAN
BRECHER, RHEINISCH-WESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE AACHEN DIE
DISSERTATION WURDE AM 15. NOVEMBER 2006 BEI DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET
MUENCHEN EINGEREICHT UND DURCH DIE FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN AM 16.
APRIL 2007 ANGENOMMEN. INHALTSVERZEICHNIS I ZEICHEN, BENENNUNGEN,
EINHEITEN V 1 EINLEITUNG 1 2 STAND DES WISSENS 3 2.1 ZUR
GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT VON STIRNRAEDERN 3 2.1.1 THEORETISCHE ARBEITEN ZUR
SCHRAEGVERZAHNUNG 3 2.1.2 EXPERIMENTELLE ARBEITEN ZUR SCHRAEGVERZAHNUNG 4
2.1.3 RECHENVERFAHREN ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 6 3 ZUR BOHRBEWEGUNG AN
SCHRAEGSTIRNRAEDERN 8 3.1 GRUNDLAGEN ZUR BOHRBEWEGUNG 8 3.1.1 BOHRBEWEGUNG
BEIM KONTAKT ZYLINDER-EBENE 8 3.1.2 BOHRBEWEGUNG BEIM KONTAKT ZWEIER
KEGELSCHEIBEN 10 3.1.3 BOHRBEWEGUNG BEI WAELZLAGERN 13 3.2 KINEMATISCHE
VERHAELTNISSE AUF DER ZAHNFLANKE 14 3.2.1 VERZAHNUNGSGESETZ 14 3.2.2
GLEITGESCHWINDIGKEIT DER ZAHNFLANKEN 16 3.3
GLEITGESCHWINDIGKEITSVERHAELTNISSE BEI GERAD- UND SCHRAEGVERZAHNUNG .18
3.3.1 EBENE EVOLVENTENVERZAHNUNG 18 3.3.2 GERADVERZAHNUNG 19 3.3.3
UEBERGANG ZU SCHRAEGVERZAHNUNG 20 3.3.4 BOHRWINKEL- UND
WAELZWINKELGESCHWINDIGKEITSKOMPONENTE 25 3.3.5 BERUEHRLINIEN AM
SCHRAEGZAHNMODELL 26 3.3.6 GLEITGESCHWINDIGKEIT ALS EFFEKT DER
BOHRWINKELGESCHWINDIGKEIT.26 3.4 GLEITGESCHWINDIGKEITEN IN DER
BERUEHRFLAECHE 29 3.4.1 HERTZ'SCHE ABPLATTUNG BEI LINIENKONTAKT 29 3.4.2
RICHTUNGSWECHSEL VON GLEITGESCHWINDIGKEIT UND REIBKRAFT 30 3.4.3
BEWERTUNG DES RICHTUNGSWECHSELS DER GLEITGESCHWINDIGKEIT 31 3.5 VERSUCHE
AN REIBRADGETRIEBEN 31 4 DIN-VERGLEICHSTEST ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 33
4.1 VORBEMERKUNG ZUM SCHRAEGENFAKTOR NACH DIN 3990 TEIL 2 33 4.2
AUSGANGSSITUATION 33 4.3 PRUEFVERZAHNUNGEN UND VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 34
4.3.1 PRUEFVERZAHNUNGEN 35 4.3.2 DOKUMENTATION DER PRUEFZAHNRAEDER 35
INHALTSVERZEICHNIS 4.3.3 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND PRUEFBEDINGUNGEN 38 4.4
ERGEBNISSE DER LAUFVERSUCHE 39 4.4.1 ERGEBNISSE GERADVERZAHNUNG 39 4.4.2
ERGEBNISSE SCHRAEGVERZAHNUNG 40 4.5 ZUSAMMENFASSUNG DIN-VERGLEICHSTEST
ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 42 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND PRUEFRAEDER 43 5.1
VERSUCHSPROGRAMM 43 5.2 KURZBESCHREIBUNG DER PRUEFRADVARIANTEN 44 5.2.1
GERADVERZAHNUNG MIT KURZER KOPFRUECKNAHME 44 5.2.2 SCHRAEGVERZAHNUNGEN ZUR
UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER PRESSUNGSVERTEILUNG AUF DIE
GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 44 5.2.3 SCHRAEGVERZAHNUNGEN ZUR UNTERSUCHUNG DES
KOPFUEBERDECKUNGSEINFLUSSES AUF DIE GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 45 5.2.4
SCHRAEGVERZAHNUNGEN ZUR UNTERSUCHUNG DER TREIBRICHTUNG 46 5.3
PRUEFVERZAHNUNGEN 46 5.3.1 VERZAHNUNGSGEOMETRIE 46 5.3.2
VERZAHNUNGSKORREKTUREN 48 5.3.3 WERKZEUG- UND FERTIGUNGSPARAMETER 51
5.3.4 VORGABEN ZU WERKSTOFF, WAERME- UND KUGELSTRAHLBEHANDLUNG 53 5.4
VERMESSUNG UND WERKSTOFFKUNDLICHE PRUEFUNG DER PRUEFZAHNRAEDER 53 5.4.1
MESSUNG DER VERZAHNUNGSQUALITAET 53 5.4.2 VERMESSUNG DER
ZAHNFLANKENRAUHEIT 56 5.4.3 WERKSTOFF 58 5.4.4 WAERMEBEHANDLUNG 59 5.4.5
METALLOGRAPHISCHE UNTERSUCHUNGEN 59 5.4.6 RESTAUSTENITGEHALT UND
EIGENSPANNUNGEN 59 5.4.7 PRUEFUNG AUF SCHLEIFBRAND 61 5.5
PRUEFEINRICHTUNGEN 65 5.5.1 VERSPANNUNGSPRUEFSTAENDE MIT ACHSABSTAND A =
112,5 MM 65 5.5.2 PRUEFBEDINGUNGEN 67 UNTERSUCHUNGS- UND AUSWERTEMETHODEN
68 6.1 KENNWERTE ZUR BESCHREIBUNG DER ZAHNFLANKENBEANSPRUCHUNG 68 6.1.1
NENN-LASTWERT * 68 6.1.2 HERTZ'SCHE PRESSUNG AM WAELZKREIS P C 68 6.1.3
GRUNDWERT A H0 NACH DIN 3990 T2 69 6.1.4 AUFTRETENDE FLANKENPRESSUNG * *
70 ILL 6.2 GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSNACHWEIS NACH DIN 3990 TEIL 2 71 6.3
STATISTISCHE AUSWERTUNG DER GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSVERSUCHE 72 6.3.1
ZEITFEST ERTRAGBARE BEANSPRUCHUNG 72 6.3.2 DAUERFEST ERTRAGBARE
BEANSPRUCHUNG 73 6.3.3 UMWERTUNG AUF GERINGE AUSFALLWAHRSCHEINLICHKEIT
74 6.4 FEHLERBETRACHTUNG 75 GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSVERSUCHE 77 7.1
VARIANTE GK, REFERENZ-GERADVERZAHNUNG 78 7.2 VARIANTE SO, UNKORRIGIERTE
SCHRAEGVERZAHNUNG 80 7.3 VARIANTE SLK, SCHRAEGVERZAHNUNG MIT LANGER
KOPFRUECKNAHME 82 7.4 VARIANTE STK, SCHRAEGVERZAHNUNG MIT TOPOLOGISCHER
KORREKTUR 84 7.5 VARIANTE SEPSVI 86 7.6 VARIANTE SEPSV2 88 7.7 VARIANTE
SEPSV3 90 7.8 VARIANTE SUE1 92 7.9 VARIANTE SUE2 94 AUSWERTUNG UND
DISKUSSION DER GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSVERSUCHE 96 8.1 DAUERFEST
ERTRAGBARES DREHMOMENT GEGENUEBER DER REFERENZ- GERADVERZAHNUNG 98 8.2
VERGLEICH DER UNTERSUCHTEN SCHRAEGVERZAHNUNGEN MIT DER REFERENZ-
GERADVERZAHNUNG GK 98 8.3 VERGLEICH DER SCHRAEGVERZAHNTEN VARIANTEN MIT
UNTERSCHIEDLICHEN ZAHNFLANKENKORREKTUREN 99 8.4 VERGLEICH DER
SCHRAEGVERZAHNTEN VARIANTEN MIT UNTERSCHIEDLICHER PROFILUEBERDECKUNG 99
8.5 VERGLEICH DER SCHRAEGVERZAHNTEN VARIANTEN MIT UNTERSCHIEDLICHEN
KOPFUEBERDECKUNGEN 100 8.6 VERGLEICH DER SCHRAEGVERZAHNTEN VARIANTEN MIT
UNTERSCHIEDLICHER UEBERSETZUNG 100 8.7 KURZZUSAMMENFASSUNG DER
VERSUCHSERGEBNISSE 101 8.8 EINORDNUNG DER ERMITTELTEN
GRUEBCHENDAUERFESTIGKEIT IN FESTIGKEITSFELDER NACH DIN 3990 T5 102 NEUES
RECHENVERFAHREN ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT 105 9.1 THEORETISCHE
UEBERLEGUNGEN 105 9.2 ANFORDERUNGEN AN NORMFAEHIGE BERECHNUNGSMETHODE 107
IV INHALTSVERZEICHNIS 9.3 DARSTELLUNG DER RECHENVERFAHREN 107 9.4
RECHENVERFAHREN I (RV I) NACH [49] 108 9.5 NEUES DIN/ISO-KOMPATIBLES
PRAXISRECHENVERFAHREN ZUR GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEIT, RECHENVERFAHREN II (RV
II) 110 9.5.1 HERTZ'SCHE PRESSUNG AM WAELZKREIS PC 110 9.5.2 GRUNDWERT
*"** 110 9.5.3 AUFTRETENDE FLANKENPRESSUNG *" * 112 9.5.4 FAKTOR Z"B/D
113 9.5.5 FAKTOR FZCA 113 9.5.6 WIRKSAME UND ERFORDERLICHE
PROFILRUECKNAHMEBETRAEGE 116 9.5.7 ZUSAMMENSTELLUNG DER
BERECHNUNGSGLEICHUNGEN 116 9.6 VERGLEICH DER BEIDEN RECHENVERFAHREN 118
9.7 NACHRECHNUNG DER VORLIEGENDEN GRUEBCHENTRAGFAEHIGKEITSVERSUCHE 119 9.8
STUDIE ZUM DAUERFEST ERTRAGBAREN DREHMOMENT 121 10 ZUSAMMENFASSUNG UND
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