CNC-Handbuch 2015/2016: CNC, DNC, CAD, CAM, FFS, SPS, RPD, LAN, CNC-Maschinen, CNC-Roboter, Antriebe, Energieeffizienz, Werkzeuge, Industrie 4.0, Fertigungstechnik, Richtlinien, Normen, Simulation, Fachwortverzeichnis
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| Language: | German |
| Published: |
München
Hanser
[2015]
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INHALTSUEBERSICHT
* AKTUALISIERT, * * NEUER BEITRAG
TEIL 1 EINFUEHRUNG IN DIE CNC-TECHNIK
17
* 1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER NC-FERTIGUNG 19
2 MEILENSTEINE DER NC-ENTWICKLUNG 33
3 WAS IST NC,
CNC? 37
TEIL 2 FUNKTIONEN DER CNC-WERKZEUGMASCHINEN
59
1 WEGINFORMATIONEN 61
2 SCHALTFUNKTIONEN 94
** 3 FUNKTIONEN DER NUMERISCHEN STEUERUNG 111
4 SPS - SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNGEN 159
5 EINFLUSS DER CNC
AUF BAUGRUPPEN DER MASCHINE 183
TEIL 3 ELEKTRISCHE ANTRIEBE FUER CNC-WERKZEUGMASCHINEN
193
* 1 VORSCHUBANTRIEBE FUER CNC-WERKZEUGMASCHINEN 195
* 2 HAUPTSPINDELANTRIEBE 213
* 3 PROZESSADAPTIERTE AUSLEGUNG VON WERKZEUGMASCHINENANTRIEBEN 221
** 4 MECHANISCHE AUSLEGUNG DER HAUPTSPINDEL
ANHAND DER PROZESSPARAMETER 243
TEIL 4 DIE ARTEN VON NUMERISCH GESTEUERTEN MASCHINEN
253
* 1 CNC-WERKZEUGMASCHINEN 255
2 GENERATIVE FERTIGUNGSVERFAHREN 345
3 FLEXIBLE FERTIGUNGSSYSTEME 364
* 4 INDUSTRIEROBOTER UND HANDHABUNG 402
5 ENERGIEEFFIZIENTE WIRTSCHAFTLICHE FERTIGUNG 425
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TEIL 5 WERKZEUGE IN DER CNC-FERTIGUNG
437
1 AUFBAU DER WERKZEUGE 439
2 WERKZEUGVERWALTUNG (TOOL MANAGEMENT) 466
** 3 MASCHINENINTEGRIERTE WERKSTUECKMESSUNG UND PROZESSREGELUNG 495
* 4 LASERGESTUETZTE WERKZEUGUEBERWACHUNG 509
TEIL 6 NC-PROGRAMM UND PROGRAMMIERUNG
521
1 NC-PROGRAMM 523
2 PROGRAMMIERUNG VON NC-MASCHINEN 559
3 NC-PROGRAMMIERSYSTEME 581
4 FERTIGUNGSSIMULATION 599
TEIL 7 VON DER BETRIEBLICHEN INFORMATIONSVERARBEITUNG
ZU INDUSTRIE 4.0
617
1 DNC
- DIRECT NUMERICAL CONTROL ODER DISTRIBUTED NUMERICAL CONTROL .619
2 LAN - LOCAL AREA NETWORKS 636
3 DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG UND FERTIGUNG:
VON CAD
UND CAM ZU PLM 656
** 4 INDUSTRIE 4.0 675
** 5 ANWENDUNG DER
DURCHGAENGIGEN PROZESSKETTE IN DER DENTALINDUSTRIE . 686
TEIL 8 ANHANG
697
* RICHTLINIEN, NORMEN, EMPFEHLUNGEN 699
* NC-FACHWORTVERZEICHNIS 707
* STICHWORTVERZEICHNIS 753
* EMPFOHLENE NC-LITERATUR 764
* INSERENTENVERZEICHNIS 766
INHALTSVERZEICHNIS
TABELLENUEBERSICHT 14
TEIL 1 EINFUEHRUNG IN DIE CNC-TECHNIK
17
1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER NC-FERTIGUNG 19
1.1 ERSTE NACHKRIEGSJAHRE 19
1.2 WIEDERAUFBAU DER WERKZEUGMASCHINENINDUSTRIE 20
1.3 DIE WERKZEUGMASCHINENINDUSTRIE IN OSTDEUTSCHLAND 20
1.4 WELTWEITE VERAENDERUNGEN 22
1.5 NEUE, TYPISCHE NC-MASCHINEN 25
1.6 DER JAPANISCHE EINFLUSS 25
1.7 DIE DEUTSCHE
KRISE 26
1.8 URSACHEN UND AUSWIRKUNGEN 26
1.9 FLEXIBLE FERTIGUNGSSYSTEME 27
1.10 WELTWIRTSCHAFTSKRISE 2009 28
1.11 SITUATION UND AUSBLICK 29
1.12 FAZIT 31
2 MEILENSTEINE DER NC-ENTWICKLUNG 33
3 WAS IST
NC UND CNC? 37
3.1 DER WEG ZU NC 37
3.2 HARDWARE 38
3.3 SOFTWARE 40
3.4 STEUERUNGSARTEN 40
3.5 NC-ACHSEN 42
3.6 SPS, PLC 43
3.7 ANPASSTEIL 45
3.8 COMPUTER UND NC 45
3.9 NC-PROGRAMM UND PROGRAMMIERUNG 47
3.10 DATENEINGABE 50
3.11 BEDIENUNG 51
3.12 ZUSAMMENFASSUNG 54
TEIL 2 FUNKTIONEN DER CNC-WERKZEUGMASCHINEN
59
1 WEGINFORMATIONEN 61.
1.1 EINFUEHRUNG 61
1.2 ACHSBEZEICHNUNG 61
1.3 LAGEREGELKREIS 54
1.4 POSITIONSMESSUNG 67
1.5 KOMPENSATIONEN 81
94
94
95
95
96
100
101
105
106
106
111
111
111
117
121
128
144
145
148
151
153
154
159
159
159
160
163
168
170
172
173
174
175
177
177
183
183
185
186
188
189
189
189
SCHAELTFUNKTIONEN
ERLAEUTERUNGEN
WERKZEUGWECHSEL
WERKZEUGWECHSEL BEI DREHMASCHINEN
WERKZEUGWECHSEL BEI FRAESMASCHINEN UND BEARBEITUNGSZENTREN
WERKZEUGIDENTIFIKATION
WERKSTUECKWECHSEL
DREHZAHLWECHSEL
VORSCHUBGESCHWINDIGKEIT
ZUSAMMENFASSUNG
FUNKTIONEN DER NUMERISCHEN STEUERUNG
DEFINITION
CNC-GRUNDFUNKTIONEN
CNC-SONDERFUNKTIONEN
KOLLISIONSVERMEIDUNG
INTEGRIERTE SICHERHEITSKONZEPTE FUER CNC-MASCHINEN
ANZEIGEN IN CNCS
CNC-BEDIENOBERFLAECHEN ERGAENZEN
OFFENE STEUERUNGEN
PREISBETRACHTUNG
VORTEILE NEUESTER CNC-ENTWICKLUNGEN
ZUSAMMENFASSUNG
SPS - SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNGEN
DEFINITION
ENTSTEHUNGSGESCHICHTE DER SPS
AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE VON SPS
DATENBUS UND FELDBUS
VORTEILE VON SPS
PROGRAMMIERUNG VON SPS UND
DOKUMENTATION
PROGRAMM
PROGRAMMSPEICHER
SPS, CNC UND
PC IM INTEGRIERTEN BETRIEB
SPS-AUSWAHLKRITERIEN
ZUSAMMENFASSUNG
TABELLARISCHER VERGLEICH CNC/SPS
EINFLUSS DER CNC
AUF BAUGRUPPEN DER MASCHINE
MASCHINENKONFIGURATION
MASCHINENGESTELLE
FUEHRUNGEN
MASCHINENVERKLEIDUNG
* KUEHLMITTELVERSORGUNG
SPAENEABFUHR
ZUSAMMENFASSUNG
TEIL 3 ELEKTRISCHE ANTRIEBE FUER CNC-WERKZEUGMASCHINEN
193
1 VORSCHUBANTRIEBE FUER CNC-WERKZEUGMASCHINEN 195
1.1 ANFORDERUNGEN AN VORSCHUBANTRIEBE 196
1.2 ARTEN VON VORSCHUBANTRIEBEN 197
1.3 DIE ARTEN VON LINEARMOTOREN 204
1.4 VOR/NACHTEILE VON LINEARANTRIEBEN 206
1.5 ANBINDUNG DER ANTRIEBE AN DIE CNC 206
1.6 MESSGEBER 209
1.7 ZUSAMMENFASSUNG 210
2 HAUPTSPINDELANTRIEBE. 213
2.1 ANFORDERUNGEN AN HAUPTSPINDELANTRIEBE 213
2.2 ARTEN VON HAUPTSPINDELANTRIEBEN 214
2.3 BAUFORMEN VON HAUPTSPINDELANTRIEBEN 216
2.4 AUSFUEHRUNGEN VON DREHSTROM-SYNCHRONMOTOREN 218
2.5 VOR-UND NACHTEILE VON SYNCHRONMOTOREN 219
3 PROZESSADAPTIERTE AUSLEGUNG VON WERKZEUGMASCHINENANTRIEBEN 221
3.1 GRENZEN DER BETRACHTUNG 221
3.2 AUSGANGSPUNKT BEARBEITUNGSPROZESS 222
3.3 * ENERGIEBILANZ 224
3.4 AUFBAU VON WERKZEUGMASCHINEN-ANTRIEBEN 225
3.5 STATIONAERE UND DYNAMISCHE AUSLEGUNG VON VORSCHUBANTRIEBEN 227
3.6 LINEARANTRIEBE 232
3.7 ABLEITUNG DER ANTRIEBSAUSLEGUNG AUS PROZESSKENNGROESSEN 232
3.8 UNIVERSELLE/SPEZIFISCHE AUSLEGUNG VON MASCHINEN 235
3.9 AUSLEGUNG VON VORSCHUBANTRIEBEN SPANENDER WERKZEUGMASCHINEN
AUS PROZESSPARAMETERN 236
3.10 SYSTEMBETRACHTUNG EINER WERKZEUGMASCHINE 238
3.11 ZUSAMMENFASSUNG 241
4 MECHANISCHE AUSLEGUNG
DER HAUPTSPINDEL ANHAND DER PROZESSPARAMETER 243
4.1 MOTORENAUSWAHL 243
4.2 LAGERUNG 244
4.3 SCHMIERUNG 245
4.4 BEARBEITUNGSPROZESSE 246
TEIL 4 DIE ARTEN VON NUMERISCH
GESTEUERTEN MASCHINEN
253
1 CNC-WERKZEUGMASCHINEN 255
1.1 BEARBEITUNGSZENTREN, FRAESMASCHINEN 255
1.2 DREHMASCHINEN
;
266
1.3 SCHLEIFMASCHINEN 274
1.4 VERZAHNMASCHINEN 285
1.5 BOHRMASCHINEN 295
1.6 SAEGEMASCHINEN 297
1.7 LASER-BEARBEITUNGSANLAGEN 301
1.8 STANZ-UND NIBBELMASCHINEN 308
1.9 ROHRBIEGEMASCHINEN 314
1.10 FUNKENEROSIONSMASCHINEN 316
1.11 ELEKTRONENSTRAHL-MASCHINEN 319
1.12 WASSERSTRAHLSCHNEIDMASCHINEN 321
1.13 MULTITASKING-MASCHINEN 323
1.14 MESSEN UND PRUEFEN 336
1.15 ZUSAMMENFASSUNG 341
2 GENERATIVE FERTIGUNGSVERFAHREN 345
2.1 EINFUEHRUNG 345
3.2 DEFINITION 346
2.3 VERFAHRENSKETTE 348
3.2 EINTEILUNG DER GENERATIVEN FERTIGUNGSVERFAHREN 350
2.5 VORSTELLUNG DER WICHTIGSTEN SCHICHTBAUVERFAHREN 352
2.6 ZUSAMMENFASSUNG 362
3 FLEXIBLE FERTIGUNGSSYSTEME 364
3.1 DEFINITION 364
3.2 FLEXIBLE FERTIGUNGSINSELN 367
3.3 FLEXIBLE FERTIGUNGSZELLEN 367
3.4 TECHNISCHE KENNZEICHEN FLEXIBLER FERTIGUNGSSYSTEME 370
3.5 FFS-EINSATZKRITERIEN 372
3.6 FERTIGUNGSPRINZIPIEN 373
3.7 MASCHINENAUSWAHL UND-ANORDNUNG 375
3.8 WERKSTUECK-TRANSPORTSYSTEME 376
3.9 FFS-GEEIGNETE CNCS 386
3.10 FFS-LEITRECHNER 387
3.11 WIRTSCHAFTLICHE VORTEILE VON FFS 389
3.12 PROBLEME UND RISIKEN BEI DER AUSLEGUNG VON FFS 391
3.13 FLEXIBILITAET UND KOMPLEXITAET 392
3.14 SIMULATION VON FFS 396
3.15 PRODUKTIONSPLANUNGSSYSTEME (PPS) 398
3.16 ZUSAMMENFASSUNG 399
4 INDUSTRIEROBOTER UND HANDHABUNG 402
4.1 EINFUEHRUNG 402
4.2 DEFINITION: WAS IST EIN INDUSTRIEROBOTER? 403
4.3 AUFBAU VON INDUSTRIEROBOTERN 404
4.4 MECHANIK/KINEMATIK 405
4.5 GREIFER ODER EFFEKTOR 407
4.6 STEUERUNG 407
4.7 SAFEROBOT TECHNOLOGIE 410
4.8 PROGRAMMIERUNG 413
4.9 SENSOREN 415
4.10 ANWENDUNGSBEISPIELE VON INDUSTRIEROBOTERN 416
4.11 EINSATZKRITERIEN FUER INDUSTRIEROBOTER 420
4.12 VERGLEICH INDUSTRIEROBOTER UND CNC-MASCHINE 421
4.13 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 422
5 ENERGIEEFFIZIENTE WIRTSCHAFTLICHE FERTIGUNG 425
5.1 EINFUEHRUNG 425
5.2 WAS IST
ENERGIEEFFIZIENZ? 425
5.3 WERKHALLEN 425
5.4 MASCHINENPARK 426
5.5 SONDERFALL BEARBEITUNGSZENTREN 426
5.6 ENERGIEEFFIZIENTE NC-PROGRAMME 427
5.7 MOEGLICHKEITEN DER MASCHINENHERSTELLER 428
5.8 MOEGLICHKEITEN DER ANWENDER 429
5.9 BLINDSTROM-KOMPENSATION 431
5.10 ZUSAMMENFASSUNG 434
5.11 AUSBLICK 434
TEIL 5 WERKZEUGE IN DER CNC-FERTIGUNG
* 437
1 AUFBAU DER WERKZEUGE 439
1.1 EINFUEHRUNG 439
1.2 ANFORDERUNGEN 439
1.3 GLIEDERUNG DER WERKZEUGE 442
1.4 MASCHINENSEITIGE AUFNAHMEN 446
1.5 MODULARE WERKZEUGSYSTEME 452
1.6 EINSTELLBARE WERKZEUGE 453
1.7 GEWINDEFRAESEN 457
1.8 SONDERWERKZEUGE 459
1.9 WERKZEUGWAHL 464
2 WERKZEUGVERWALTUNG (TOOL MANAGEMENT) 466
2.1 MOTIVE ZUR EINFUEHRUNG 466
2.2 EVALUATION EINER WERKZEUGVERWALTUNG 468
2.3 LASTENHEFT 468
2.4 BEURTEILUNG VON LOESUNGEN 469
2.5 EINFUEHRUNG EINER WERKZEUGVERWALTUNG 469
2.6 GLIEDERUNG 469
2.7 INTEGRATION 470
2.8 WERKZEUGIDENTIFIKATION 470
2.9 WERKZEUGE SUCHEN 472
2.10 WERKZEUGKLASSIFIKATION 473
2.11 WERKZEUGKOMPONENTEN 473
2.12 KOMPLETTWERKZEUGE 475
2.13 WERKZEUGLISTEN 477
2.14 ARBEITSGAENGE 477
2.15 WERKZEUGVOREINSTELLUNG 478
2.16 WERKZEUGLOGISTIK 480
2.17 ELEKTRONISCHE WERKZEUGIDENTIFIKATION 482
2.18 ZUSAMMENFASSUNG 489
3 MASCHINENINTEGRIERTE WERKSTUECKMESSUNG UND PROZESSREGELUNG 495
3.1 EINFUEHRUNG 495
3.2 ANSATZPUNKTE FUER DIE PROZESSREGELUNG 495
3.3 EINSATZBEREICHE VON WERKSTUECK- UND WERKZEUGMESSSYSTEMEN 496
3.4 WERKSTUECKMESSSYSTEME FUER WERKZEUGMASCHINEN 501
4 LASERGESTUETZTE WERKZEUGUEBERWACHUNG 509
4.1 EINFUEHRUNG 509
4.2 BRUCHUEBERWACHUNG 510
4.3 EINZELSCHNEIDENKONTROLLE 510
4.4 MESSUNG VON HSC-WERKZEUGEN 511
4.5 KOMBINIERTE LASER-MESSSYSTEME 512
4.6 MIT BOHRUNGSMESSKOEPFEN NAH AM PROZESS 513
4.7 AKTORISCHE WERKZEUGSYSTEME 514
4.8 MECHATRONISCHE WERKZEUGSYSTEME 514
4.9 GESCHLOSSENE PROZESSKETTE 517
4.10 ZUSAMMENFASSUNG 519
TEIL 6 NC-PROGRAMM UND PROGRAMMIERUNG
521
1 NC-PROGRAMM 523
1.1 DEFINITION 524
1.2 STRUKTUR DER NC-PROGRAMME 524
1.3 PROGRAMMAUFBAU, SYNTAX UND SEMANTIK 527
1.4 SCHALTBEFEHLE (M-FUNKTIONEN) 528
1.5 WEGINFORMATIONEN 529
1.6 WEGBEDINGUNGEN (G-FUNKTIONEN) 532
1.7 ZYKLEN 535
1.8 NULLPUNKTE UND BEZUGSPUNKTE 539
1.9 TRANSFORMATION 544
1.10 WERKZEUGKORREKTUREN 547
1.11 DXF-KONVERTER 554
1.12 ZUSAMMENFASSUNG 557
2 PROGRAMMIERUNG VON
CNC-MASCHINEN 559
2.1 DEFINITION DER NC-PROGRAMMIERUNG 559
2.2 PROGRAMMIERMETHODEN 559
2.3 CAM-BASIERTE CNC-ZERSPANUNGSSTRATEGIEN 567
2.4 ARBEITSERLEICHTERNDE GRAFIK 573
2.5 AUSWAHL DES
GEEIGNETEN PROGRAMMIERSYSTEMS 575
2.6 ZUSAMMENFASSUNG 576
3 NC-PROGRAMMIERSYSTEME 581
3.1 EINLEITUNG 581
3.2 BEARBEITUNGSVERFAHREN IM WANDEL 582
3.3 DER EINSATZBEREICH SETZT DIE PRIORITAETEN 583
T
3.4 EINGABEDATEN AUS UNTERSCHIEDLICHEN QUELLEN 585
3.5 LEISTUNGSUMFANG EINES MODERNEN NC-PROGRAMMIERSYSTEMS (CAM) 585
3.6 DATENMODELLE AUF HOHEM NIVEAU 586
3.7 CAM-ORIENTIERTE GEOMETRIE-MANIPULATION 586
3.8 NUR LEISTUNGSFAEHIGE BEARBEITUNGSSTRATEGIEN ZAEHLEN 587
3.9 ADAPTIVES BEARBEITEN 588
3.10 3D-MODELLE BIETEN MEHR 589
3.11 3D-SCHNITTSTELLEN 589
3.12 INNOVATIV MIT FEATURE-TECHNIK 590
3.13 AUTOMATISIERUNG IN DER NC-PROGRAMMIERUNG 591
3.14 WERKZEUGE 594
3.15 AUFSPANNPLANUNG UND DEFINITION DER REIHENFOLGE 595
3.16 DIE SIMULATION BRINGT ES AUF DEN PUNKT 595
3.17 POSTPROZESSOR 596
3.18 ERZEUGTE DATEN UND SCHNITTSTELLEN ZU DEN WERKZEUGMASCHINEN 597
3.19 ZUSAMMENFASSUNG 597
4 FERTIGUNGSSIMULATION 599
4.1 EINLEITUNG 599
4.2 QUALITATIVE ABGRENZUNG DER SYSTEME 600
4.3 KOMPONENTEN EINES SIMULATIONSSZENARIOS 603
4.4 ABLAUF DER NC-SIMULATION 606
4.5 INTEGRIERTE SIMULATIONSSYSTEME 610
4.6 EINSATZFELDER 610
4.7 ZUSAMMENFASSUNG 614
TEIL 7 VON DER BETRIEBLICHEN INFORMATIONSVERARBEITUNG
ZU INDUSTRIE 4.0
617
1 DNC - DIRECT NUMERICAL CONTROL ODER DISTRIBUTED NUMERICAL CONTROL 619
1.1 DEFINITION 619
1.2 AUFGABEN VON DNC 619
1.3 EINSATZKRITERIEN FUER DNC-SYSTEME 620
1.4 DATENKOMMUNIKATION MIT CNC-STEUERUNGEN 621
1.5 TECHNIK DES
PROGRAMMANFORDERNS 622
1.6 HEUTE ANGEBOTENE
DNC-SYSTEME 623
1.7 NETZWERKTECHNIK FUER DNC 625
1.8 VORTEILE BEIM EINSATZ VON NETZWERKEN 627
1.9 NC-PROGRAMMVERWALTUNG 627
1.10 VORTEILE DES
DNC-BETRIEBES 628
1.11 KOSTEN UND WIRTSCHAFTLICHKEIT VON DNC 632
1.12 STAND UND TENDENZEN 632
1.13 ZUSAMMENFASSUNG 633
2 LAN - LOCAL AREA NETWORKS 636
2.1 EINLEITUNG 636
2.2 LOCAL AREA
NETWORK (LAN) 636
2.3 WAS SIND
INFORMATIONEN? 637
2.4 KENNZEICHEN UND MERKMALE VON LAN 638
2.5 GATEWAY UND
BRIDGE 646
2.6 AUSWAHLKRITERIEN EINES GEEIGNETEN LANS 647
2.7 SCHNITTSTELLEN 648
2.8 ZUSAMMENFASSUNG 651
3 DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG UND FERTIGUNG: VON CAD UND
CAM ZU PLM . 656
3.1 EINLEITUNG 656
3.2 BEGRIFFE UND GESCHICHTE 657
3.3 DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG 662
3.4 DIGITALE FERTIGUNG 667
3.5 ZUSAMMENFASSUNG 672
4 INDUSTRIE 4.0 675
4.1 GRUNDLAGEN 675
4.2 KERNELEMENTE DER INDUSTRIE 4.0 677
4.3 INDUSTRIE 4.0 IN DER FERTIGUNG 680
4.4 EIN MES ALS
BAUSTEIN DER INDUSTRIE 4.0 680
4.5 HERAUSFORDERUNGEN UND RISIKEN VON INDUSTRIE 4.0 684
5 ANWENDUNG DER
DURCHGAENGIGEN PROZESSKETTE IN DER DENTALINDUSTRIE 686
5.1 EINLEITUNG 686
5.2 EINFLUSS DES MEDIZINPRODUKTGESETZES 686
5.3 DENTALE FERTIGUNG IM WANDEL 687
5.4 ANFORDERUNGEN AN DEN INFORMATIONSFLUSS IN DER DENTALEN FERTIGUNG 689
5.5 DAS DURCHGAENGIGE INFORMATIONSSYSTEM FUER DIE DENTALINDUSTRIE 693
TEIL 8 ANHANG 697
RICHTLINIEN, NORMEN,
EMPFEHLUNGEN 699
1. VDI-RICHTLINIEN 699
2. VDI/NCG-RICHTLINIEN 701
3. DIN - DEUTSCHE INDUSTRIE NORMEN 703
NC-FACHWORTVERZEICHNIS 707
STICHWORTVERZEICHNIS 753
EMPFOHLENE NC-LITERATUR 764
INSERENTENVERZEICHNIS 766 |
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