Verstellbarer Widerstand für grössere Leistungen über Transistor/Poti-Kombination?

#3421867
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Hallo zusammen!

Erstmal vielen Dank dass ich Teil des Forums sein darf, das ist mein 1. 
Beitrag!

Es geht um folgendes: Ich habe da so eine billig-Motorsteuerung bei der 
Bucht gekauft, welche zwar schon lange tadellos im Einsatz ist, jedoch 
ist das ganze ein wenig "suboptimal"...

Diese hat genau 4 Anschlüsse, bei den einen 2 wird der Verbraucher in 
serie mit der Stromvorsorgung geschaltet, bei den anderen 2 sind 
Potentiometer dran. (Eines fürs "Grobe", das andere fürs "Feine"...)

Damals hatte ich mit Erschrecken feststellen müssen, dass sich auf den 
Potis eine ziemlich hohe Spannung befindet! Habe diese nicht gemessen, 
auf jeden Fall war diese aber deutlich (physisch) spürbar. Ich ging 
damals davon aus, dass sich nur eine gerine Spannung daran befindet, 
welche im Gerät letztendlich für die Steuerung der Elektronik zuständig 
ist.

das ist schon mal komisch...

Und dass man den Verbraucher in Serie mit der Stromvoersorung schaltet 
(230V) ist ebenfalls (zumindest für mich) nicht ganz verständlich. 
("Normalerweise" hat man doch getrennte Ein- und Ausgänge?)


Wie auch immer, das Gerät würde zumindest funktionieren. Nun will ich 
aber die hohe Spannung auf den Potis eliminieren. Und dazu habe ich 
folgendes überlegt: Einfach ne Verstärkerschaltung mit 
Leistungstransistoren bauen, welche nun (neuerdings) die beiden Potis 
beinhaltet. (Ihr wisst wohl, auf was ich hinaus will: Dass auf den Potis 
nur noch ein paar Volt sowie ein paar Milliampere sind. Es kann nicht 
sein, dass das Metallgehäuse der Potis unter hoher Spannung steht, das 
geht gar nicht. Selbst wenn man diese in ein Gehäuse einbauen würde, 
könnte man sich noch immer auf der Mutter (zur Befestigung im Gehäuse) 
elektrisieren...)


Nun bestehen ein paar Fragen zur Verstärkerschaltung mit 
Leistungstransistor und Potis:

- Ist davon auszugehen, dass bei den Potis bei meiner Motorsteuerung 
Wechselstrom fliesst? (ich denke nicht!) Ich glaube nicht alle 
Transistor-Schaltungen wären geeignet um Wechselstrom zu 
regeln/verstärken. Soviel ich weiss, ist die Emitterschatlung nicht 
geeignet (schneidet den Sinus ab) die Kollektorschaltung hingegen schon.

- Es besteht ein Problem mit der Linearität bei Transistoren. Das sollte 
jeweils an der Kennlinie im Datenblatt ersichtlich sein wie hoch das 
ausfällt. Richtig?


Oder gibt es bessere Lösungen als "klassische" Transistoren? (FET's und 
solche Sachen)


Vielen Dank, bereits im voraus, für eure Feedbacks.



Freundliche Grüsse aus der Schweiz,
Jan
#3421983
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User jmar83 schrieb:


> Es geht um folgendes: Ich habe da so eine billig-Motorsteuerung

Das ist ein ganz normaler, etwas überteuerter Dimmer. Da sind alle
Anschlüsse mit dem Netz verbunden, Das macht ja auch nichts, da
solche Module grundsätzlich in ein geschlossenes Gehäuse eingebaut
werden müssen. Wenn das Poti eine Kunststoffachse hat, ist das für
den Benutzer auch völlig ungefährlich.
Gruss
Harald
#3421999
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Hallo Harald!

Danke für dein Feedback!

Von mir aus gesehen sollte dabei nicht nur die Achse aus Plastik sein, 
wenn möglich auch die Mutter sowie das Gewinde welches das Poti mit der 
Mutter mit dem Gehäuse verbindet...

Sonst könnte man sich ja an der Mutter elektrisieren, z.B. wenn man den 
Drehknopf (bei mir ist keiner vorhanden) entfernt und die Plastikachse 
nicht vorsichtig genug berührt... Das ist doch keine "saubere" Lösung??

Und was wäre angenommen man hätte ein Metallgehäuse, die Achse wäre aus 
Plastik die Mutter / das Gewinde jedoch aus Metall? Müsste man dann 
Unterlangsscheiben verwenden, welche nicht aus Metall sind und somit 
isolieren? (Damit die Spannung nicht auf's Metallgehäuse geht..)

Selbst wenn in diesem Fall nur ein Paar Volt draus wären, wäre es wohl 
kaum angebracht das ganze mit dem (geerdeten) Metallgehäuse zu verbinden 
ohne einen Isolator zwischen Poti und Gehäuse...?

Weisst du (oder sonst jemand) weiteres darüber? Meine Fragen wurde noch 
nicht wirklich beantwortet...


Danke & Grüsse,
Jan
#3422055
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User jmar83 schrieb:


> Und was wäre angenommen man hätte ein Metallgehäuse, die Achse wäre aus
> Plastik die Mutter / das Gewinde jedoch aus Metall?

Dann kannst Du ja das Gehäuse mit dem SL verbinden. Dann wäre
auch das Poti "geerdet".

> Weisst du (oder sonst jemand) weiteres darüber?

Das Poti in irgendeiner Weise potentialgetrennt ansteuern ist
eher kompliziert und läuft auf eine Neukonsruktion hinaus. Da
kannst Du auf die Teile im Werte von ca 3€ aus dem Modul auch
verzichten. Du kannst z.B. einen Triac über einen µC ansteuern.
Wenn Du dann einen MOC3xxx dazwischenschaltest, hast Du auch
eine Potentialtrennung. Nötig ist das normalerweise nicht.
Millionen von Dimmern in fast allen Wohnungen arbeiten ohne
Potentialtrennung.
Gruss
Harald
#3422111
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Das ist die neuere Version. Bei mir ist die Achse aus Plastik, der Rest 
aus Metall soviel ich in Erinnerung habe. (Hab das Gerät gerade nicht 
zur Hand...)

An den Poti's wird kein Wechselstrom sein (kaum!) sehe ich das richtig? 
Dann müsste ich also nicht darauf achten dass die von mir verwendete 
Transistorschaltung mit Wechselstrom umgehen kann.

Und was die Linearität von Transistoren betrifft: Ist eigetnlich eh 
egel, mein Dimmer selbst ist nicht mal linear, zumindest nicht mit 
Motoren...

Was haltet ihr von einem "2SC1454" (NPN) ? Gibt's gerade in der Bucht, 
verträgt max. 250V sowie 4A... das sollte längst reichen, 4A sowieso, 
keine Frage... ich weiss wie gesagt nicht wieviel Spannung auf den Potis 
ist, aber sicher über 100V. (Hat man gut gespürt beim anfassen, jeodch 
kein richtiger "Schlag" so wie mit 230V...)

Von daher ein 250V-Transistor, so bin ich auf jeden Fall auf der 
sicheren Seite, so kann man gar nichts falsch machen.

Muss das wohl man mit dem Multimeter messen, nachdem ich an den beiden 
Anschlüssen die Potis entfernt habe. Im "Leerlauf" sollte ja die max. 
Spannung fliessen, ich glaube nicht dass es etwas bringt wenn man die 
Spannung über den Potis misst. (Es sei man hast diese komplett 
zurückgedreht?)


Grüsse,
Jan
Gast #3422143
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Wenn Du das Teil frei schaltest (Spannungsfrei) und ein 08/15 Messgerät 
wechselweise an die drei Anschlüsse des Potentiometers und die Schraube 
hältst, kannst Du leicht feststellen ob hier überhaupt eine Verbindung 
besteht.
Bei optisch ansprechenden Konstruktionen deckt der Stellknopf 
üblicherweise die Schraube ab. Selbst die verchromten Knöpfe sind fast 
immer aus Kunststoff.
#3422158
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Ich denke mal, das wird ein einfacher Dimmer, wie im Link, sein.
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap4/Kapitel4.html

Da fließt ein Wechselstrom durch das Poti und wenn du an der Stelle 
einen Transistor einsetzt, funktioniert er nicht mehr.

Was für Messgeräte hast du?

User jmar83 schrieb:
> Noch was: Kann mir jemand sagen wie der Verkäufer in der Bucht auf "50W"
> kommt? Es heisst: "2SC1454 ... 250V 4,0A 50W"

250 V ist die Sperrspannung zwischen C und E; 4 A ist der maximale 
Collektorstrom; 50 W ist die Verlustleistung, die der Transistor 
loswerden kann ohne kaputt zu gehen (mit entsprechender Kühlung).
#3422163
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User jmar83 schrieb:

> An den Poti's wird kein Wechselstrom sein (kaum!) sehe ich das richtig?
> Dann müsste ich also nicht darauf achten dass die von mir verwendete
> Transistorschaltung mit Wechselstrom umgehen kann.

Schau Dir im INet doch mal das Funktionsprinzip eines Dimmers an.
Dann wirst Du sehen, das Du mit Deiner Transistorschaltung nicht
weiterkommst.
Gruss
Harald
#3422168
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Danke für eure Feedbacks!

Der Transistor wäre theoretisch sicher geeignet (auch der HFE von 20 ist 
für einen Leistungstransistor nicht "übel"...), ABER:

Wenn mein doofer Dimmer Wechselspannung hat an den Pins für die Potis... 
wird wohl schon so sein, werde das das schnell wie möglich 
verifizieren...

Ist auch die Kollektorschaltung nicht für Wechselstrom geeignet? Wirkt 
ein Transistor-Ansgang IMMER wie eine Diode (ist also relevant wie man 
-/+ anschliesst), so dass in jedem Fall eine "halber Sinus" 
abgeschnitten werden würde?

(Bin weder Elektroniker noch Elektroingenieur...)
#3422188
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Dass man mit einer komplette "Verstärkerschaltung" Wechselstrom 
verstärken kann, ist mir selbstverständtlich klar. Das ist aber nicht 
das was ich will, etwa sind der Art mit 2 Anschlüssen von das 
Eingangssignal reinkommt, und dann noch 2 Ausgänge wo was Ausgangssingal 
reinkommt... (also z.b. ein NF-Verstärker, wie ich vor Jahren mal für 
einen Detektorradio gebaut habe)


Das Einzige was ich will, ist ein veränderbarer Widerstand realisiert 
mit einem Leistungstransistor. Also letztenlich ein Ausgang mit 2 Pins 
wo sich der Widerstand von 0-X Ohm über einen Transistor regeln lässt...


Grüsse, Jan
Gast #3422204
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> Und dass man den Verbraucher in Serie mit der Stromvoersorung schaltet
> (230V) ist ebenfalls (zumindest für mich) nicht ganz verständlich.

Tja gute Schaltungen können das, genau so wie ein Schalter, sie brauchen 
nur ein bischen Spannung für sich, am Anfang der 230V~ Halbwelle, und 
wenn sie dann einschalten, dann kommen sie ohne weitere Betriebsspannung 
aus. Sehr pfiffig.

>  Einfach ne Verstärkerschaltung mit Leistungstransistoren bauen,
> welche nun (neuerdings) die beiden Potis beinhaltet.

Grosser Unsinn, denn damit bekommst du immer noch nicht die von dir 
benötigte POTENTIALTRENNUNG. Die schafft nur ein regelbarer Widerstand, 
statt dem Poti könntest du auch einen LDR nehmen und von einer Lampe 
beleuchten lassen: Je heller, desto schneller der Motor. Und zum 
Beleuchten reicht eine 6V Glühlampe, also eine niedrige Spannung. Für 
die brauchst du aber noch eine Spannungsquelle, also einen Trafo. Und 
natürlich was zum Regeln, beispielsweise ein Poti. Nun eines mit einem 
viel kleineren Widerstand, statt 500k vielelicht 50 Ohm, aber dafür mehr 
Leistung, beispielsweise ein 2 Watt Poti.

Jede Scaltung, deren Steuerseite mit Schutzkleinspannung betrieben wird, 
benötigt ein eigenes Netzteil mit Trafo.

> 2SC1454

Typennummer: Datenblatt aus Internt holen

> 250V

Maximale Spannung die er sperren kann

> 4,0A

Maximalen Strom den er leiten kann

Schalten kann er also eine Last voin 1000 Watt

> 50W

Maximale Verlust-Leistung am Transistor

Im Schaltbetrieb unwichtig, im linearen Bertieb dürfen eben nicht mehr 
als z.B. 20V und 2.5A oder 50V und 1A am Transistor anliegen,
und auch diese Zahlen sind nur unter gelogenen günstigten 
Voraussetzungen möglich.

Einschränkungen nennt das Datenblatt (z.B. nur 10us lang, nur wenn das 
Gehäuse -25 GradC hat, ....)
#3422218
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Klar, damit ist nicht zu spassen...

Aber man könnte ja bspw. zuerst den Teil machen, der regelt und erst 
später den Teil der geregelt wird. Also kein "try-and-error" während am 
Ausgang eine hohe Spannung ist. (Stattdessen könnte man das Messgerät 
anschliessend und schauen wie der Widerstand variert.)

Wenn es dann mit höherer Spannung getestet wird, evtl. eine 2A-Sicherung 
dazwischen - der Transistor verträgt 4A. Falls (bspw. durch ein 
technisches Problem) einmal mehr geliefert werden sollte, brennt als 
erstes die Sicherung durch, vor den Transistor. (Meine These zumindest! 
;-))


@Ayk N.: Aprops Messgerät: Ich habe ein altes Metex aus dem Jahr 1997 
mit RS232-Anschluss. Funktionioert aber noch wie neu. (Wird ca. 2-3x pro 
Jahr gebraucht)
#3422225
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@MaWin: Danke für deine Tipps! Aber was "POTENTIALTRENNUNG" betrifft:

Klar muss ich ein eigenes Netzteil dafür haben. Woher soll denn sonst 
der Strom kommen - zumindest nicht vom Dimmer-Teil her...

Selbst wenn das möglich wäre den Strom irgendwie dem Dimmer abzugreifen: 
Dass das einander "beissen" würde, hatte ich irgendwie im Bauchgefühl...


Grüsse, Jan
#3422232
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"Im Schaltbetrieb unwichtig, im linearen Bertieb dürfen eben nicht mehr
als z.B. 20V und 2.5A oder 50V und 1A am Transistor anliegen,
und auch diese Zahlen sind nur unter gelogenen günstigten
Voraussetzungen möglich."


Dann ist die maximale Verlust-Leistung auch gleichzeitig die max. 
"Ausgangsleistung" aber NUR falls der Transistor NICHT als Schalter 
(also mit max. Steuerstrom und um die 0 Ohm am Ausgang) betreiben wird?


Und im Schaltbetrieb zählen die anderen Angaben? -> 250V, 4A ??


Grüsse, Jan
#3422239
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Die max. Amperezahl am den Steuerungs-Pins des Dimmers kann ich auch 
relativ simpel herausfunden: Einfach das Multimeter im Strom-mess-Modus 
an die Pins halten. Dann läuft es (zum 99.9%) auf vollen Touren... der 
Widerstand im Messgerät zur Ampere-Messung (wohl knapp was über 0 0hm) 
macht wohl kaum was aus... sicherheitshalber die gemessenen mA 
aufrunden...

Ich kann mir aber vorstellen, dass das Messgerät das selbst 
korrigiert...


Grüsse,
Jan
#3422246
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"statt dem Poti könntest du auch einen LDR nehmen"

Oder einen Temperatur- oder Feuchtigekeitssensor, oder gar einen 
Geigerzähler? ;-) (diese röhrenförmigen Komponenten aus Glas) Ich hätte 
noch ein leicht radioaktives (alpha-Strahlung) Mineral zuhause 
(legal!!), das könnte ich dann unabgedeckt näher oder weiter davon 
entfernt positionieren - wär doch auch was? ;-)

Nein, Spass bei Seite, ist schon klar was zu meinst!!!


Grüsse, Jan
#3422266
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Irgendwie stell ich gerade fest, dass die meisten Sachen in 
Eltech-Angelegenheiten so ziemlich nix gebracht haben die man in der 
Schule gelernt hat. (2 Jahre Theorie)

Manchmal muss man im Leben die Sachen halt selbst in die Hand nehmen...

Dafür hat man gelernt, dass die Sperrschichten von Transistoren gezielt 
mit Fremdatomen "dotiert" werden müssen... na ja, so viel zum Thema 
"Schule"

Als wären Informatiker zukünfige Halbleiter-Entwickler. (Für sowas 
braucht man in der Schweiz wohl eher etwas auf ETH (Hochschule)-Level, 
und keine Berufslehre...;-))
#3422785
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Hallo,

User jmar83 (Jan) schrieb:
> Ich versuche mich pragmatisch einer Thematik anzunähern, wie ich es auch
> im Beruf (SW-Entwickler) mache - Schritt für Schritt, "learning by
> doing"...

den Vergleich kann man so nicht stehen lassen. SW-Entwicklung ist im 
allgemeinen nicht lebensgefährlich. An der heimischen Stromversorgung 
herum zu basteln kann sehr schnell gefährlich werden, wenn man nicht ein 
paar grundsätzliche Dinge verstanden hat.

Aus Deinen Beiträgen schließe ich aber das Dir ein paar Grundsätze 
fehlen.

> Irgendwie stell ich gerade fest, dass die meisten Sachen in
> Eltech-Angelegenheiten so ziemlich nix gebracht haben die man in der
> Schule gelernt hat. (2 Jahre Theorie)

Diese Aussage verwirrt mich. Hast Du eine Ausbildung im Bereich 
Elektronik/Elektrotechnik? Das passt nicht ganz zu dem was Du schreibst 
...
Gast #3422812
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> Dann ist die maximale Verlust-Leistung auch gleichzeitig die max.
> "Ausgangsleistung"

Nein.

Beispiel: Stromsenke für 350mA Weisslicht-LEDs

+32V --+--|>|--|>|--|>|--|>|--|>|--|>|--|>|--|>|----+
       |                                            |
       +-------------------------------1k5/1W-+----|< BD137
                                              |     |E
                                        +-|<|-+    2R7
                                        | rote LED  |
GND ------------------------------------+-----------+

Ausgangsleistung 8*3.6*0.35 = 10W

Verlust am Transistor 32 - 1 - 8*3.6 = 0.77 Watt

(Verlust am shunt 0.35W).
Gast #3422824
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> User jmar83 (Jan) (jmar83)  Datum: 27.11.2013 23:31
> User jmar83 (Jan) (jmar83)  Datum: 27.11.2013 23:36
> 27.11.2013 23:37: Bearbeitet durch User
> 27.11.2013 23:37: Bearbeitet durch User
> User jmar83 (Jan) (jmar83)  Datum: 27.11.2013 23:44
> User jmar83 (Jan) (jmar83)  Datum: 27.11.2013 23:51
> 27.11.2013 23:55: Bearbeitet durch User
> 27.11.2013 23:56: Bearbeitet durch User
> User jmar83 (Jan) (jmar83)  Datum: 28.11.2013 00:00
> 28.11.2013 00:00: Bearbeitet durch User
> 28.11.2013 00:00: Bearbeitet durch User
> 28.11.2013 00:01: Bearbeitet durch User
> 28.11.2013 00:01: Bearbeitet durch User
> 28.11.2013 00:03: Bearbeitet durch User
> 28.11.2013 00:03: Bearbeitet durch User
> User jmar83 (Jan) (jmar83)  Datum: 28.11.2013 00:07
> User jmar83 (Jan) (jmar83)  Datum: 28.11.2013 00:18
> 28.11.2013 00:19: Bearbeitet durch User
> 28.11.2013 00:19: Bearbeitet durch User
> 28.11.2013 00:24: Bearbeitet durch User

Geht das eigentlich auch, daß User mar endlich mal
DENKT BEVOR ER SCHREIBT, denn ein Denkfortschritt ist
in allen seinen Beiträgen nicht erkennbar.
Er liest scheinbar nicht mal die Antworten,
geschweige denn dass er darüber nachdenkt
um sie zu verstehen sondern palavert munter weiter.
Vollkommene Lernresistenz.
#3422845
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MaWin schrieb:
>> User jmar83 (Jan) (jmar83)  Datum: 27.11.2013 23:31
...
> um sie zu verstehen sondern palavert munter weiter.
> Vollkommene Lernresistenz.

ich mache mir bei solchen Threads immer Sorgen um die Menschen.
Mir würde es schon genügen wenn die Lernkurve bis zu Erkenntnis reicht, 
das es besser ist die Finger davon zu lassen ...

Das beschriebene Bauteil gehört sowieso in ein Gehäuse eingebaut und 
isoliert. Wenn das Poti im "echten" Betrieb so "herumbaumelt" kann das 
auf Dauer nicht gut gehen.

> Damals hatte ich mit Erschrecken feststellen müssen, dass sich auf den
> Potis eine ziemlich hohe Spannung befindet! Habe diese nicht gemessen,
> auf jeden Fall war diese aber deutlich (physisch) spürbar. Ich ging

Man kann als Messgerät auch den Finger einsetzen, so lange man weis was 
man tut ...
#3423725
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Anstatt mir mitzuteilen wie ich es machen soll, sag ihr mir einzig wie 
ich es NICHT machen soll. Ein Armutszeugnis, hätte eigentlich was ganz 
anderes gedacht. Ich frage doch nicht hier nach weil ich bereits alles 
weis, dann würden sich meine Fragen erübrigen. Ich schreibe hier, weil 
ich eine LÖSUNG suche.

Wirklich konstruktive Vorschläge habe ich bisher kaum gelesen...

Und es gibt für mein Problem sicher bessere Lösungen als die Sache mit 
dem Photowiderstand und der Glühbirne - scheinbar seit ihr aber nicht 
genug kompetent mir zu erklären wie das geht... bis jetzt gehe ich 
zumindest davon aus, es hat mir noch niemand hier das Gegenteil 
bewiesen...

Ach ja, bin gelernter Informatiker (Berufslehre), da hatten wir halt 
eben Elektrotechnik in der Berufsschule.


"Man kann als Messgerät auch den Finger einsetzen, so lange man weis was
man tut ..."

Zur Klarstellung: Ich bin damals NICHT davon ausgegangen, dass auf den 
Poti-Gehäuse eine relativ hohe Spannung liegt. Damit wir uns richtig 
verstehen...


"Geht das eigentlich auch, daß User mar endlich mal
DENKT BEVOR ER SCHREIBT, denn ein Denkfortschritt ist
in allen seinen Beiträgen nicht erkennbar.
Er liest scheinbar nicht mal die Antworten,
geschweige denn dass er darüber nachdenkt
um sie zu verstehen sondern palavert munter weiter.
Vollkommene Lernresistenz."

Es ist sinnvoller, vorhandene Beiträge zu ergänzen als immer Neue zu 
schreiben - deshalb sind einige meiner Beiträge mehrfach 
geändert/ergänzt worden...
Gast #3427506
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