Lehrbuch der Automatisierungstechnik: eine Einführung in die Grundlagen
Gespeichert in:
Format: | Buch |
---|---|
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin
Verl. Technik
1965
|
Ausgabe: | 2., bearb. Aufl. |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | 564 S. |
Internformat
MARC
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Datensatz im Suchindex
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I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
1 . EINFUEHRUNG IN DIE ARITOMARISIERUNGSTECHNIK
1.1. DIE BEDEUTUNG DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK FUER DIE GESELLSCHAFT UND
DIE STELLUNG DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK INNERHALB DER TECHNISCHEN
WISSEN- SCHAFTEN
........................................................ 17
1.2. GRUNDBEGRIFFE DER STEUERUNGS- UND REGELUNGSTECHNIK NACH TGL 14 591
21 1.3. BEISPIELE VON STEUERUNGEN UND REGELUNGEN
........................... 29
1.4. BLOCKSCHAITBILDER .................................................
38
1.5. EINTEILUNG DER SIGNALE UND GLIEDER NACH TGL 14 591
.................. 42
1.6. BESCHREIBUNGS- UND UNTERSUCHUNGSMETHODEN VON STETIGEN LINEAREN
GLIEDERN ......................................................... 51
1.7. STETIGE LINEARE GRUNDGLIEDER
....................................... 72
1.8. DIE ZUSARNMENSCHALTUNG VON GLIEDERN ZU KETTEN UND KREISEN .........
78 1.9. DIE TEILE DER STEUERKETTE UND DES REGELKREISES
........................ 84
2.1 . 1. ARTEN VON MESSGERAETEN ....................................... 88
2.1.2. SKALENTEILUNG ............................................... 90
2.1.3. FEHLER VON MESSGERAETEN ...................................... 91
2.2. TEMPERATURMESSUNG ...............................................
96
2.2.1.WHETIBERGANG ............................................ 97
2.2.2. EINHEITEN ................................................... 99
2.2.3. MESSUNG MIT AUSDEHNUNPTHENNOMETERN ....................... 99
2.2.3.1. FL&IGKEITS-AUSDEHNUN&STHENNOMETER .................. 99
2.2.3.2. METALL.AUSDEHNUN&STHMOMETER ....................... 101
2.2.4. MESSUNG MIT FEDERTHENNOMETER ............................... 102
2.2.5. MESSUNG MIT WIDERSTANDSTHERMOMETER ......................... 103
2.2.6. MESSUNG MIT THERMOELEMENT ................................. 106
2.2.7. MESSUNG MIT STRAHLUNGSTHMOMETER ........................... 104
IMAGE 2
8 INHALTSVERZEICHNIS
2.3. DNICKMESSUNG ...................................................
108
2.3.1. BEGRITIE. EINHEITEN ..........................................
109
2.3.2. MESSUNG MIT HUESSIGKEITSMANOMETERN .......................... 110
2.3.2.1. U-ROHR-MANOMETER .................................. 110
2.3.2.2. SCHWIMMEMANOMETER ................................ 111
2.3.2.3. TAUCHGLOCKENMANOMETER ............................. 112
2.3.2.4. RINGWAAGE .......................................... 112
2.3.2.5. KOLBENMANOMETER ................................... 113
2.3.3. MESSUNG MIT FEDERMANOMETERN .............................. 113
2.3.3.1. ROHRFEDERMANOMETER ................................. 114
2.3.3.2. PLATTENFEDERMANOMETER ............................... 115
2.3.3.3. KAPSELFEDERMANOMETER ................................ 115
2.3.3.4. BALGFEDERMANOMETER .................................. 115
2.3.4. WEITERE DRUCKMESSVERFAHREN ................................. 116
2.4. MENGEN-, DURCHFLUSS- UND DICHTEMESSUNG ...........................
116
2.4.1. EINHEITEN ................................................... 117
2.4.2. WIIGUNG .................................................... 117
2.4.3. FUELISTANDSMESSUNG .......................................... 117
2.4.4. MESSUNG MIT VOIURNENZAEHLERN ................................ 119
2.4.4.1. AUSLAUFZAHLER ........................................ 119
2.4.4.2. VERDRHGUNGSZAEHLER ................................... 120
2.4.5. DURCHFLUSSMESSVERFAHREN ..................................... 122
2.4.5.1. WKKDRUCKVERFIIHREN .................................. 123
2.4.5.2. SCHWEBEK8RPER-DURCHFLUSSMEI3VERFAHREN ................. 124
2.4.5.3. WEITERE DURCHFIUSSMESSVERFAHREN ........................ 125
2.4.6. DICHTEMESSUNG ............................................. 126
2.5. FEUCHTEMESSUNG .................................................
128
2.5.1. BEGRIFFE ......................... : ..........................
128
2.5.2. FEUCHTEMESSUNG IN GASEN .................................... 128
2.5.2.1. PSYCHROMETER ........................................ 128
2.5.2.2. HYGROMETER ......................................... 129
2.5.3. WASSERGEHALTSBESTIMMUNG .................................... 130
2.6. FLUESSIGKEITSANALYSE ...............................................
131
2.6.1. PH-WERT-MESSUNG .......................................... 131
2.6.2. SALZGEHALTSBESTIMMUNG ...................................... 133
2.7. GASANALYSE ......................................................
134
2.7.1. EINHEITEN ................................................... 134
2.7.2. ANALYSEVERFAHREN ........................................... 134
2.7.2.1.WTIRME1.EITVERFAHREN ................................... 135
2.7.2.2. WHRMETOENUNGSVTRFABREN .............................. 136
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS 9
2.7.2.3. INFRAROT-ABSORPTIONSVERFAHREN ......................... 136
2.7.2.4. MAGNETISCHES VERFAHREN .............................. 137
2.7.2.5. GASCHROMATOGRAFIE ................................... 138
2.7.2.6. WEITERE ANALYSEVERFAHREN ............................. 140
2.8. DREHZAHLMESSUNG ................................................
141
2.8.1. EINHEITEN ................................................... 141
2.8.2. MECHANISCHE DREHZAHLMESSER ................................ 141
2.8.2.1.2RNTRIFUGALDREHZAHLMESSER ............................. 141
2.8.2.2. VIBRATIONSDREHZAHLMESSER .............................. 142
2.8.3. STROBOSKOPE ............................................... 142
2.8.4. ELEKTRISCHE DREHZAHLMESSUNG ..................................
142
2.8.4.1. WIRBELSTROM-DREHZAHLMESSER ........................... 142
2.8.4.2. GLEICHSTROM-DREHZAHLMESSER ........................... 143
2.8.4.3. WECHSELSTROM-DREHZAHLMESSER .......................... 144
2.8.5. IMPULSDREHZAHLMESSUNG ...................................... 145
2.9. MESSUNG VON WEG- UND WINKELAENDERUNGEN UND KRAEFTEN ...............
146 2.9.1. EINHEITEN ...................................................
146
2.9.2. MESSUNG VON WEG- UND WINKELAENDERUNGEN ..................... 147
2.9.3. KRAFTRNESSUNG .............................................. 149
2.10.FEMUEBERTRAGUNGVONMESSWERTEN ................................... 151
2.10.1. VERFAHREN FUER BEGRENZTE ENTFERNUNGEN .........................
152
2.10.2. VERFAHREN FIIR UNBEGRENZTE ENTFERNUNGEN ......................
154 2.10.3. MEHRFACHAUSNUTZUNG VON IFBERTRAGUNGSKANAELEN ................
155
3 . BAUGLIEDER DER STEUERUNGEN UND REGELUNGEN
3.1. MESSWANDLER .....................................................
157
3.1.1. BEGRIFFE .................................................... 157
3.1.2. AUFGABEN DES MESSWANDLERS ................................... 162
3.1.3. ARTEN VON MESSWANDLEM ..................................... 165
3.2. EINGABE- UND RECHENGLIEDER ........................................
169
3.2.1. BEDEUTUNG, AUFGABEN UND BEGRIFFE .............................
169
3.2.2. EINGABEGLIEDER ............................................. 170
3.2.3. RECHENGLIEDER ............................................... 174
3.2.3.1. BEGRIFTE ............................................. 174
3.2.3.2. VERGLEICHSGIIEDER ..................................... 175
3.2.4. DIE RUECKWIRKUNG DER BAUGLIEDER ............................. 178
3.3. VERSTAERKER ......................................................
180
3.3.1. STETIGE VERSTAERKER ...........................................
180
3.3.1.1. VERSTAERKER MIT PNEUMATISCHER WILFSMERGIE ............... 181
3.3.1.2. VERSTAERKER MIT HYDRAULISCHER EWSCNERGIT ................ 187
IMAGE 4
10 INHALTSUERZEFCHNIS
3.3.1.3. ELEKTRISCHE VERSTAERKER ................................. 189
3.3.1.4. GEGENUEBERSTELLUNG DER ELEKTRISCHEN. ELEKTRONISCHEN UND
MAGNETISCHEN VERSTAERKER .............................. 217
3.3.2. UNSTETIGE VERSTAERKER .........................................
221
3.3.3. KENNZEICHNENDE EIGENSCHAFTEN PNEUMATISCHER. HYDRAULISCHER UND
ELEKTRISCHER SYSTEME UND VERSTAERKER ........................... 228
3.4. STELLANTRIEBE .....................................................
230
3.4.1. STETIGE ANTRIEBE (STEHOTOREN) . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 230
3.4.1.1. PNEUMATISCHE ANTRIEBE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 230
3.4.1.2. HYDRAULISCHE ANTRIEBE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 233
3.4.1.3. ELEKTRISCHE ANTRIEBE .................................. 235
3.4.2. UNSTETIGE ANTRIEBE .......................................... 239
3.4.3. KENNZEICHNENDE EIGENSCHAFTEN PNEUMATISCHER. HYDRAULISCHER UND
ELEKTRISCHER STELLANTRIEBE ..................................... 240
3.5. STELLGLIEDER
....................................................... 241
3.5.1. VENTILE .................................................... 241
3.5.1.1. BERECHNUNGSVERFAHREN FUER REGELVENTILE .................. 242
3.5.2. DROSSEIKIAPPEN. SCHIEBER .................................... 250
3.5.3. STELLTRANSFOMATOREN ........................................ 253
4 . REGELUNGEN 4.1. STRECKEN (STEUER- BZW . REGELSTRECKEN)
............................... 257
4.1.1. STRECKEN ALS GLIEDER. BESONDERHEITEN ...........................
257
4.1.2. EINTEILUNG DER STRECKEN ......................................
260
4.1.3. KENNWERTE VON STRECKEN ..................................... 260
4.1.4. VEREINFACHTE EITEILUNG DER STRECKEN ...........................
262
4.1.5. BEISPIELE VON STRECKEN. KENNWERTE HAEUFIG VORKOMMENDER STRECKEN
264 4.2. REGLER
.......................................................... 266
4.2.1. VEMHIEDENE EINTEILUNGEN DER REGLER .......................... 267
4.2.2. ZWEIPUNKTREGLER ............................................. 267
4.2.4. STETIGE LINEARE REGIER ........................................
272
4.2.4.1. EINTEILUNG. GLEICHUNGEN. SPRUNGANTWORTEN. FREQUENZGIINGE.
KENNWERTE .......................................... 272
4.2.4.2. BEISPIELE STETIGER LINEARER REGLER OHNE RIICKFWMMG ....... 279
4.2.4.3. RUECKIIIHRUNGCN ...................................... 286
4.2.4.4. BEISPIELE STETIGER LINEARER REGLER MIT RUECKFUEHRUNGEN ...... 298
4.2.5. STETIG-AEHNIICHE REGLER ........................................
306
4.3. REGEIKREISE ....................................................
310
4.3.1. AUFGABE. MOEGLICHKEITEN UND KENNWERTE VON REGEIKREII ........ 310
4.3.2. ZWEIPUNKTREGEKREISE ........................................ 314
4.3.3. ZWEILAUFREGEKREISE .......................................... 322
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS 11
4.3.4. STETIGE LINEARE REGELKREISE ...................................
324
4.3.4.1. ALLGEMEINE FREQUENZGANGGLEICHUNG DES EINSCHLEIFIGEN STETIGEN
LINEAREN REGELKREISES .......................... 324
4.3.4.2. P-REGELKREISE ........................................ 325
4.3.4.3. 1.REGELKREISE ......................................... 329
4.3.4.4. PI-REGELKREISE ....................................... 332
4.3.4.5. REGELKREISE MIT D-ANTEIL .............................. 332
4.3.5. GUETEKRITERIEN, EINSTELLREGELN FUER STETIGE LINEARE EINSCHLEIFIGE
REGEL- KREISE ...................................................... 333
4.3.6. STABILITAETSKRITERIEN ..........................................
336
4.3.7. EIGAUNG VERSCHIEDENER REGLERTYPEN BEI VERSCHIEDENEN BEDINGUNGEN
UND ANFORDERUNGEN .......................................... 338
4.3.8. VERNASCHTEREGELKREISE ...................................... 338
5 . SCHALTSYSTEME
5.1. KONTAKTSTEUERUNGEN ..............................................
345
5.1.1. WESEN DER KONTAKTSTEUERUNGEN ............................... 345
5.1.2. BEISPIELE ................................................... 346
5.2. GRUNDZUEGE DER SCHALTALGEBRA ......................................
350
5.2.1. GRUNDSAETZLICHE BEMERKUNGEN ................................. 350
5.2.2. LOGISCHE VERKNUPFUNGEN .................................... 351
5.2.3. GESETZE .................................................... 354
5.2.4. RECHENREGELN ............................................... 359
5.2.5. BEGRIFFE .................................................... 365
5.2.6. KUEMGSVERFAHREN .......................................... 368
5.3. BAUGLIEDER FUER KONTAKTLOSE STEUERUNGEN
.............................. 374
5.3.1. BAUGLIEDER MIT HALBLEITERBAUELEMENTEN .........................
374
. .......................................... 374 5.3.1 1. ALLGEMEINES
5.3.1.2. LOGISCHE VERKNUEPFUNGSGLIEDER .......................... 377
5.3.1.3. ZUSAMMENSCHALTUNG MEHRERER LOGISCHER VERKNUEPFUNGS- GLIEDER
.............................................. 382
5.3.1.4. SPEICHERGLIED ......................................... 388
5.3.1.5. ZEITGLIED ............................................ 391
5.3.2. BAUGLIEDER MIT PNEUMATISCHEN ELEMENTEN ...................... 392
5.3.2.1. ALLGEMEINES ......................................... 392
5.3.2.2. LOGISCHE VCRKNTIPFUNGSGLIEDER .......................... 395
5.3.2.3. ZUMMMENSCHALTUNG MEHRERER LOGISCHER VERKNUEPFUNGSPIIEDER 397
5.3.2.4. SPEICHERGLIED ........................................ 398
5.3.2.5. ZEITGLIED ............................................ 398
5.4. ENTWURF VON STEUEMNLAGEN ........................................
399
5.4.1. EINTEILUNG DER STEUESUNGFM ...................................
399
IMAGE 6
12 INHALTSVERZEICHNIS
5.4.2. BEISPIEL STEUERUNG EINES FILTERS ...............................
402
5.4.2.1. AUFGABENSTELLUNG .................................... 402
5.4.2.2. ANLAGENSKIZZE ........................................ 403
5.4.2.3. WIRKUNGSSCHEMA ..................................... 404
5.4.2.4. SCHALTFOLGEDIAGRAMM .................................. 405
5.4.2.5. STROMLAUFPLAN ....................................... 406
5.4.2.6. WIRKSCHALTPLAN ....................................... 408
5.4.3. BEISPIEL STEUERUNG IN EINER TRANSPORTANLAGE .....................
409
5.4.3.1. SCHALTBELEGUNGSTABELLE ................................ 409
5.4.3.2. SIGNAIFLUSSPLAN ....................................... 410
5.4.4. BEISPIEL STEUERUNG EINER DREHMASCHINE .........................
411
6 . RECHENTECHNIK
6.1. EINLEITUNG .......................................................
421
6.2. ZIFFERNRECHENAUTOMATEN ...........................................
424
6.2.1. AUGEMEINER AUFBAU ......................................... 424
6.2.2. LOGISCHE STRUKTUR UND TECHNISCHE BESCHREIBUNG .................
426 6.2.2.1. EINGABEWERK ....................................... 426
6.2.2.2. SPEICHENVERK ....................................... 427
6.2.2.3. KOMMANDOWERK ..................................... 429
6.2.2.4. ZAHLENDARSTEILUNG ................................... 430
6.2.2.5. RECHENWERK ......................................... 431
6.2.2.6. AUSGABEWERK ....................................... 433
6.2.2.7. ORGANISATION IM RECHENAUTOMATEN, ZUSAMMENSTELUNG DER BEFEHLE
............................................. 433
6.2.3. PROGRAMMIERUNG ............................................ 436
6.2.3.1. BESCHREIBUNG EINES RECHENAUTOMATEN FUER PROGRAMMIERZWECKE
.............................................. 436
6.2.3.2. GRUNDBEGRIFFE DER PROGRAMMIERUNG .................... 437
6.2.3.3. PROGRAMMIENUIGSBEISPIELE ............................. 444
6.2.4. KOMPLEXER EINSATZ EINES RECHENAUTOMATEN .................... 450
6.2.4.1. ENTWICKIUNGSSTAND .................................... 450
6.2.4.2. SPEZIELLE PROBLEME DER DATENVERARBEITUNG ............... 452
6.2.4.3. SPEZIEILE PROBLEME DER PROZESSSTTUERUNG ................. 454
6.3. ANALOGRECHNER ...................................................
456
6.3.1. BEDEUTUNG UND ALLGEMEINER AUFBAU ............................ 456
6.3.2. ARBEITSWEISE UND PROGRAMMIERUNG ............................. 458
6.3.3. RECHENEINHEITEN ............................................. 463
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS 13
7 . EINFIIHRUNG IN DIE KYBERNETIK
7.1. AUGEMEINE EINFUEHNING ............................................
471
7.1.1. HISTORISCHE ENTWICKLUNG UND DEKITION DER KYBERNETIK ..........
471 7.1.2. DIE KYBERNETIK IM SYSTEM DER WISSENSCHAFTEN
.................. 473
7.1.3. DISZIPLINEN DER KYBERNETIK ...................................
474
7.2. MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN DER KYBERNETIK .........................
476
7.2.1. WAHRSCHEINLICHKEITSRECHNUNG UND MATHEMATISCHE STATISTIK ........
476 7.2.1.1. HAEUFIGKEIT UND WAHRSCHEINLICHKEIT ......................
476
7.2.1.2. STATISTISCHE GROSSEN ODER ZUFALLSGROESSEN ................. 478
7.2.2. MATHEMATISCHE OPTIMIERUNG ODER PROGRAMMIERUNG .............. 479
7.2.2.1. LINEARE OPTIMIERUNG ................................. 480
7.2.2.2. NICHTLINEARE OPTIMIERUNG .............................. 481
7.2.2.3. DYNAMISCHE OPTIMIERUNG .............................. 481
7.3. THEORETISCHE KYBERNETIK ..........................................
481
7.3.1. SYSTEMTHEORIE .............................................. 481
7.3.1 . 1. BEGRIFFE ............................................. 481
7.3.1.2. MODELLTHEORIE ....................................... 482
7.3.1.3. AUTOMATENTHEORIE .................................... 483
7.3.1.4. ZUVERLAESSIGKEITSTHEORIE ................................ 485
7.3.1.5. BEDIENUNGSTHEORIE ................................... 485
7.3.2. REGELTHCORIE ............................................... 486
7.3.3. SPIELTHEORIE .................................................
487
7.3.3.1. BEGRIFFE ............................................. 487
7.3.3.2. BEISPIEL ............................................. 488
7.3.4. INFORMATIONSTHEORIE ......................................... 430
7.3.4.1. PRINZIPIEUER AUFBAU EINER NACHRICHTENKETTE ............. 491
7.3.4.2. QUANTITATIVE BESTIMMUNG DES INFORMATIONSINHAITS ........ 492
7.3.4.3. INFORMATIONSKAPAZITAET EINES UBERTRAGUNGSKANALS .......... 493
7.4. ANGEWANDTE KYBERNETIK ..........................................
494
7.4.1. TECHNISCHE KYBERNETIK ....................................... 494
7.4.2. OEKONOMISCHE KYBERNETIK .................................... 497
7.4.3. SONSTIGE ZWEIGE DER ANGEWANDTEN KYBERNETIK .................. 497
7.5. EXPERIMENTELLE ODER PRAKTISCHE KYBERNETIK
.......................... 498
8 . BEISPIELE VON STEUERUNGEN UND REGELUNGEN
8.1. BEISPIELE VON STEUERUNGEN IM MASCHINENBAU .........................
499
8.1.1. ALLGEMEINE FRAGEN DER AUTOMATKINUNG IM MASCHINENBAU ....... 499
8.1.2. GRUNDLAGEN FUER DIE STEUERUNG VON WERKZEUGMEXHINEN .......... 499
8.1.2.1. WESENTLICHE BAUELEMENTE FUER DIE STEUERUNG .............. 499
8.1.2.2. ENTWUDSUNTERLAGEN FI& DIE STEURMNG ................... 500
IMAGE 8
INHALTSVERZEICHNIS
8.1.2.3. STEUERUNGSDIAGRAMM ................................. 500
8.1.2.4. SCHALTFOLGEDIAGRAMM ................................. 501
8.1.2.5. SCHALTFOLGEPLAN ODER TAKTPLAN .......................... 501
8.1.2.6. STROMLAUFPLAN ....................................... 501
8.1.3. BEISPIELE FUER DIE STEUERUNG VON WERKZEUGMASCHINEN .............
502 1 . BEISPIEL .................................................. 502
2 . BEISPIEL .................................................. 506
3 . BEISPIEL .................................................. 508
8.2. BEISPIELE VON REGELUNGEN IN DER ELEKTROTECHNIK . ELEKTRISCHE UND
ELEKTRONISCHE ANTRIEBSREGLER ........................................
509
8.2.1. GRUNDLEGENDES ZUR ANTRIEBSREGELUNG .......................... 509
8.2.2. DREBHLREGELUNG MIT TACHOGENERATOR .......................... 512
8.2.2.1. PRINZIPIELLER AUFBAU (SCHALTUNG) ........................ 512
8.2.2.2. DREHZAHLVERHALTEN DES GLEICHSTROM-NEBENSCHLUSSMOTORS BEI
WELLENSTROM ........................................ 513
8.2.2.3. REGELUNG DER ANKERSPANNUNG ......................... 514
8.2.2.4. REGELUNG DES FELDSTROMS ............................. 515
8.2.2.5. TECHNISCHE BESONDERHEITEN ............................ 516
8.2.3. BERECHNUNGSBEISPIEL EINER ANTRIEBSREGELUNG MIT TACHOGENERATOR ...
516 8.2.3 . 1. AUFGABENSTELLUNG (FORDERUNGEN) ........................
516
8.2.3.2. AUFSTEILEN DER OPERATORGLEICHUNG DER REGELSTRECKE ....... 517
8.2.3.3. DIE GLEICHUNG DER MESSEIRICHTUNG ..................... 519
8.2.3.4. DIE GLEICHUNG DES VERGLEICHSGLIEDES .................... 519
8.2.3.5. DIE OPERATORGLEICHUNGEN VEMHIEDENER VERSTAERKERARTEN ... 520
8.2.3.6. SYNTHESE DES REGELKREISES .............................. 521
8.3. ANWENDUNGSBEIIPIELE VON REGELUNGEN IN DER CHEMIE .................
527 8.3.1. SPEZIELLE PROBLEME IN DER CHEMISCHEN INDUSTRIE
.................. 527 8.3.1.1. EINLEITUNG
........................................... 527
8.3.1.2. KONTINUIERLICHE UND DISKONTINUIERLICHE ARBEITSWEISE ...... 528
8.3.1.3. WERKSTOFFPROBLWNE ................................... 530
8.3.1.4. AUSWAHL DER HILFSENERGIE ............................. 531
8.3.2. PH-REGEIUNG ALS BEISPIEL FIIR EINEN EINFACHEN R E G E B I S
......... 532
9 . ~ ~ E R T ......................................... 541 DER
UBUNGSAUFGABEN
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