Amateurfunk Forum - Archiv

Grundsätzliches für Anfänger oder und Betriebsblind gewordene OM

Wir haben von Amateurfunk und Kurzwelle (evtl auch von UKW 2m 70cm oder anderem) gehört und das es spanend sein soll.

JA, ist es, aber nur für Technikinteressierte die leidensfähig sind

Wir wollen erste Schritte in dieser Richtung unternehmen um zu überprüfen ob das auch stimmt.

Was benötigen wir dazu?

Eventuell gibt es im Haushalt schon ein geeignetes Gerät, ein gutes älteres Kofferradio mit Mittelwellen und Kurzwellenbereich sollte dafür genügen.
Eine geeignet Antenne brauchen wir dafür dann auch, die angebaute Teleskopantenne reicht für UKW Ortsempfang, eine für Kurz- und Mittelwelle eingebaute Ferritantenne für starke Stationen in der näheren Umgebung bis 200-500 km.
Einige der Geräte haben einen extra Antenneneingang der auch für ALLE
Frequenzbereiche nutzbar ist.
Das ist dann für nicht-Bastler gut, wir können dort eine zusätzliche Außenantenne anschließen, im einfachsten Fall einige Meter Draht aus dem Fenster werfen. (ein Ende festhalten :-) )
Geräte die keinen Antenneanschluß haben müssen mit andern Mitteln an die Außenwelt angebunden werden.
Manchmal reicht es den Draht an die Teleskopantene anzuschließen, wenn diese aber nur für UKW vorgesehen ist und die Ferritantenne im Gerät für die anderen Bereiche muß eine Koppelspule gebaut werden.
Dazu brauchen wir einen Rahmen aus Holz oder Erdölprodukten der etwas größer als das Radio sein sollte. Um diesen wickeln wir einige Windungen Draht (dünner Draht reicht) und schließen ein Ende an unseren aus-dem-fenster-werf-draht und das andere an die Heizung oder Wasserleitung.
In den Rahmen stellen wir das Radio, ausprobieren wie herum, die
Einkopplung ist je nach dem verschieden stark.

Wenn uns das gehörte dann auf dauer neugierig macht können wir anfangen Geld zu investieren und einen Empfänger kaufen der etwas mehr kann. Es hat sich bewährt zuerst ein mittelmäßiges kleines tragbares Gerät zu erwerben das später auf Reisen oder auch als zusätzliches zweit dritt oder viert-Gerät genutzt werden kann.
Dazu bieten sich Weltempfänger der 200,- Klasse an, durchgehender Frequenzbereich von 100KHz-30MHz und AM und SSB-USB.
Zusätzlicher Antenneneingang sowie Abstimmschritte kleiner 1KHz sind ebenfalls nützlich.
Einige Geräte haben recht große Abstimschritte, dazu aber einen FINE-Tune Regler, bei SSB-Empfang unbedingt vonnöten.

Nachdem wir mit dem Gerätchen einige Freude hatten wird uns stören das einige Sender nur schwer zu empfangen sind, entweder zu leise oder ein andere stört.
Dazu könnten wir zuerst die Antenne verbessern, eine gute Antenne ist immer von Vorteil, nur zu ersetzen durch eine noch bessere Antenne und meist die preiswerteste Verbesserungsmöglichkeit.

Genauso wie es viele verschiedene Frequenzen und auf ihnen viele verschiedene Stationen gibt, gibt es mindestens soviele verschiedene Antennen.

Jede hat ihre Berechtigung, aber meistens nur für einen oder zwei Anwendungsfälle, wir als dritter können mit einer guten Antenne einen totalen Reinfall erleben.

Grundsätzlich gibt es 3 Hauptgruppen von Antennen.
Symmetrische Systeme mit einem in der Mitte angeschlossenem Dipol
(als kleine Abart davon auch außermittig)
Unsymmetrische Systeme als endgespeister Strahler
Magnetische Antennen.

Der in der mitte gespeiste Dipol ist wenn er genau auf die Frequenz bemessen eine vortreffliche Antenne, er kann unter gewissen Umständen auch mit der doppelten dreifachen, vierfachen achtfachen Frequenz betrieben werden, [b]ABER.....[/b]
Dazu Später
Das signalisiert uns, wir bauen uns eine gute Antenne, und können damit gut ein zwei oder vielleicht 4 Sender hören die relativ dicht beeinander liegen, alles ander ist schon Lotterie.
Naja, ganz so schlimm ist es nicht, aber es gibt viele Dinge zu beachten die selbst "alte Haasen" nicht wissen oder aus bequemlichkeit gerne verdrängen.

Der Unsymmetrische Strahler ist theoretisch genau ein halbierter Dipol, die andere Hälfte wird durch eine sogenannte HF-Erde gespiegelt.
Dazu eine Assoziation die sich jeder immer vor Augen halten sollte.
Wir nehmen schmale Streifen aus der Glaserei vom Zuschnitt von Spiegelscheiben. Wir betrachten uns zunächst in einem streifen, wir sehen etwas aber nicht viel. wir erhöhen die anzahl der Streifen und legen sie an einem ende zusammen übereinander und bilden langsam einen Stern.
Wir sehen uns immer besser.
Ähnlich geht es auch der Hochfrequenz auf unserer Antenne.
Das soll jetzt nicht heißen das wir unser Haus mit Blech beplanken müssen oder dan Garten in eine Stahlplatte verwandeln, aber einige Drähte sollten wir sternförmig um die Antenne anordnen damit es funktioniert.
Daher ist diese auch eher als senkrechte VERTIKALANTENNE geeignet, horizontal wäre es dan doch einfacher nur einen 2ten Draht als Dipol zu spannen.

Magnetische Antennen sind mehr oder weniger kreisförmige Gebilde, die Spule, dazu dann ein Drehkondensator um die Frequenz einstellen zu können.
Sie sind im vergleich zu Drahtantennen sehr klein, haben deshalb auch theoretisch weniger Gewinn, aber durch andere Parameter der Antenne relativiert sich dieser Gewinn.
Magnetische Antennen sind in der Regel abstimmbar, dafür dient der Drehkondensator, dadurch für einen weiteren Frequenzbereich als ein Dipol geeignet. Da sie aus Spule und Kondensator auf relativ kleinem Raum und auch noch abstimbar aufgebaut sind, sind sie für viele eine Alternative um nicht aufs Dach zu müssen.
Da sie auch grundsätzlich anders funktionieren als ein Dipol, könne sie auch trotz Dachantenne als Empfangsantenne geeignet sein. Da viele Störungen in dichtbesiedelten Gebieten von den Drahtantennen empfangen werden kann mit einer Magn.Ant. auf dem Küchentisch dem gegengesteuert werden. Zusätzlich empfängt sie nachdem sie auf die Frequenz abgestimmt wurde auch vorzugsweise nur noch diese.
Sie funktioniert schon als sehr guter Filter.


Damit wären wir beim nächten Punkt
Wie können wir, nachdem unsere Antenne und unser Empfänger erst mal zufriedenstellend funktionieren, den Empfang verbessern.
Wir hatte ja ebend festgestellt das es auf allen Frequenzen Störungen gibt die unsere Anlage belasten.
Wir sollten also einige dieser Störungen loswerden. Dazu verwenden wir einen PRESELEKTOR, das ist ein Filter welches nur ein Frequenzband durchläßt, die anderen aber kurzschließt. Wer mittlerweile auch zum Bastler geworden ist kann sich an ein solches Projekt heranwagen, im Netz gibt es dazu div. Anleitungen und auch Seiten um sich die Bauelementewerte ausrechnen zu lassen.
Von einem einfachen Antennentuner bis zum schmalbandigen computergesteuerten Hightec-Filter ist alles möglich.
Wir werden merken, oh wunder, auch ein kleiner preiswerter Asien-Import ist mit Zubehör brauchbar. Allerdings ist dieses in der Regel dann um ein mehrfaches größer als der eigentliche Empfänger.


Wer jetzt noch seine Antennenanlage verbessern möchte:
Ideal sind abgestimmte Antennen für jede Frequenz eine, oder zumindestens für jedes Band, wobei im Kurzwellenbereich schon neun Amateurfunkbänder und ebensoviele Rundfunkbänder vorhanden sind.

Ein Draht für alles gibt Probleme, ist aber meistens die einzige Alternative.
Es gibt einige brauchbare Multibandantennen, die meinungen sind aber verschieden, siehe weiter oben.
Wer die Möglichkeit hat 20-45m Draht zu spannen könnte einen Dipol spannen und diesen in der mitte mit einer 2-drahtleitung (Hünerleiter oder Feeder) speisen. Wer dazu einen Antennetuner betreibt wird sicherlich nicht enttäuscht.
Wer diesen Dipol nicht in der mitte speisen kann, weil das Haus ungünstig steht oder anderes, kann auch bei ca 1/3 einspeisen. Genaue Berechnungen gibt es im Netz unter Windom oder Stromsummenantenne.
Wer nur einen kurzen Draht spannen kann sollte diesen dann aus dickerem Material ab 2,5² oder mehr ausführen, sowie alle Zuleitungen Verbindungen und Spulen im Antennentuner. Da eine Antenne wenn sie Kürzer als eine halbe Wellenlänge wird, niederohmig wird, sollten die Widerstände der Zuleitungen so klein wie möglich sein.
Wird eine Antenne länger als eine halbe Wellenlänge wird sie immer Hochohmiger, dann müssen wir unbedingt einen Übertrager an geeigenter Stelle im System haben um aus diesem Widerstand einen Widerstand zu transformieren der an unseren Empfänger passt. i.d.R. 50Ohm.

Wer gar keinen Draht spannen kann, kann vielleicht eine Vertikalantenne stellen. Diese sind aber noch kürzer und brauchen dann noch mehr Sorgfalt.

Wem auch dieses nicht gegönnt, der sollte Magnetische Antennen probieren oder unter kurze Antennen, kurz geratener Dipol, EH-Antenne, Isotron, googlen.

Auch hier, KURZ=NIEDEROHMIG=DICKE DRÄHTE

Daraus ergibt sich: Niederohmig=viel Strom=wenig Spannung

Das heißt wenn ich ein Signal empfangen will, muß ich die sehr niedrige Antennenspannung soweit hochtransformieren das mein Empfänger diese auch mitbekommt.
In der Regel werden die Emfangseigenschaften mit xxmikrovolt beschrieben und nicht mit 50 ohm oder 12 Betriebsspannung.

Es ist bei kurzen Antennen zwingend einen Balun oder besser HF-Trafo
direkt an der Antenne anzuschließen und erst mal Spannung zu erzeugen.
Dann kann immer noch mit Tuner auf Resonanz getrimmt werden.

Für den Einsteiger waren das jetzt viele Fachbegriffe, aber wer es mit diesem Hobby ernst meint, bemüht sicherlich gerne seinen eigenen Kopf und googelt ein wenig.


mfg

Einstieg in den Amateurfunk zweiter Teil


Antennen im allgemeinen

Eine Antenne ist ein Schwingkreis, bestehend aus Spule und Kondensator.
Bei anlegen einer Hochfrequenten Spannung werden die Elektronen abwechselnd won der Spule in den Kondensator wandern, das System schwingt.
Durch die elektrischen werte von Spule und Kondensator definiert mit der ihm eigenen Frequenz, die Resonanzfrequenz.
Eine Antenne ist also nur für eine Frequenz resonant, sie kann nur auf einer Frequenz betrieben werden.
Wie überall gibt es auch hier Ausnahmen, sie kann unter Berücksichtigung einiger Bedingungen auch auf der mehrfachen der Resonanzfrequenz betrieben werden.

In den meisten Antennen sind Spule und Kondensator aber soweit in die Länge gezogen das sie nicht mehr als solche zu erkennen sind.
Wir nehmen der Einfachheit an, vom Einspeisepunkt an, bis zu einem nicht näher bestimten Punkt ist ein Dipol eine Spule, der Rest des Strahlers sei
der Kondensator.
In der Spule fließt ein Strom, es entsteht dort um den Dipol ein Magnetfeld, am ende befindent sich der Kondensator, dort fließt kein Strom mehr,
aber es liegt eine Spannung an, es entsteht ein elektrisches Feld.



Der Dipol

Der Name sagt uns schon einiges: Dipol=Zweipol
Im Normalfall werden damit alle Antennen gemeint die eine halbe Wellenlänge lang sind und mehr oder weniger in der Mitte angeschlossen werden.
Weniger in der Mitte angeschlossen ist z.B. die weiter vorne erwähnte Windom oder Stromsummenantenne.
Rein physikalisch ist auch ein nur an einem Ende angeschlossener Strahler (Langdraht) ein Dipol, es ist ja zu einer bestimmten Zeit an einem Ende eine
positive Ladung vorhanden und am anderen eine negative, also zu jeder Zeit unterschiedliche potentiale.
Vielfach wird diese Antenneform aber als Monopol bezeichnet, dieses ist üblicher Sprachgebrauch, daher die zutreffende Bezeichnung, aber etwas verwirrend.
Im Idealfall ist unser Dipol nur für eine Frequenz bemessen und wird auf dieser hervoragend funktionieren, bei UKW 2m 70cm oder noch höheren Frequenzen
kein Problem, dort werden in der Regel nur Monobandantennen, also Antennen nur für dieses eine Band benutzt.
Auf Kurzwelle haben wir aber das Phänomen, das der gesammte Bereich von 1-30MHz von nur einer, meistens auch noch relativ schlechten Antenne
abgedeckt werden soll. Relativ schlecht daher, das sie niemals in eine vernünftige höhe gebracht werden kann um frei zu strahlen. Man nimmt an, das
eine vernünftige Höhe ab 10 Wellenlängen beginnt. Bei 160m, dem oberen Ende der Mittelwelle, ist dann unsere Antenne in 1600m Höhe anzubringen.
Dadurch hat der Erdboden einen starken Einfluß auf unsere Antenne, bei einem horizontalen Dipol eher unerwünscht, bei einer Vertikalantenne allerdings
sehr erwünscht.
Da bei verschiedenen Wellenlängen die Erde auch unterschiedlich stark wirkt, ändert sich auch das Abstrahlverhalten unserer Antenne stark.
Da dieses nun nicht oder nur schwer zu ändern ist müssen wir diese Tatsache zu unserem Vorteil ausnutzen.
Je niedriger die Frequenz desto "niedriger" im vergleich zur Wellenlänge hängt also unsere Antenne, d.h. durch den einfluß der Erde wird unser Antennendiagramm
"verbogen". Bei einem Dipol der für 3,6MHz berechnet ist und vielleicht 10m hoch hängt wird diese Antenne ziemlich kugelförmig strahlen.
Das ist von Vorteil wenn wir Stationen hören wollen die in der näheren Umgebung sind, für andere Kontinente wird das nur selten funktionieren.
Wenn wir denselben Dipol für eine höhere Frequenz benutzen wollen, spielt der Einfluß der Erde weniger eine Rolle, ABER.
Die Antenne hängt für die höchste Kurzwellenfrequenz 30MHz gerade mal eine Wellenlänge hoch.
Das ist immer noch sehr niedrig.
Dazu kommt jetzt, für diese Frequenz ist dieser Dipol ein zusammengesetzter Dipol aus mehreren hintereinandergeschaltenen Dipolen.
3,6 MHz ist ca 80m, 30MHz ca 10m. unsere Antenne besteht also für 30MHz aus 8 zusammengeschaltenen Elementen.
Da diese nicht durch besondere Schaltglieder auf die Intelligenteste Art und Weise zusammengeschalten sind sondern einfach hintereinanderliegen
beeinflussen sich die Strahlungsdiagramme der einzelnen Elemente negativ.
Insgesammt entsteht bei dieser Konfiguration ein Strahlungsbild, das aus mehreren Hauptstrahlen und einigen etwas schwächeren Nebenstrahlen besteht.
Dazwischen sind Stellen mit fast gar keiner Wirkung. Im günstigsten Falle hängt die Antenne zufälligerweise in die Richtung in der die Hauptstrahlen
die meisten Stationen erreichen.
Oder auch nicht. Das ist einer der Gründe warum eine gute Antenne am eigenen Standort kläglich versagt.
Das gilt ebenso für alle anderen Frequenzen dazwischen, nur mit weniger Strahlen.
Wir haben jetzt den umgekehrten Fall, wir haben keinen Platz um viel Draht aufzuhängen, wir müssen uns mit 15m zufrieden geben.
Bei 21MHz, das ist die dazugehörige Frequenz, gilt erst mal dasselbe wie vor.
Wollen wir nun die Antenne auch für niedrigere Frequenzen verwenden, wird sie sehr niederohmig, weiter hinten kommen wir nochmal darauf zurück.
Um fehlende Länge auszugleichen können wir eine spezielle Zuleitung verwenden, eine sog. Zweidrahtleitung oder Hünerleiter.
Sie sollte aber auf keinen Fall 5; 10; 15; 20 usw lang sein, sowie noch einige dazwischenliegende Längen, da sie dann in einer beziehung zur Wellenlänge steht und andere Probleme verunsacht.
An dieser können wir dann mit einem Trafo (Balun) ein normales Koaxkabel anschließen, wenn da nicht noch einiges anderes wäre......
Wir kommen auch darauf nochmal zurück.

Die Vertikalantenne
Im vorigen Beitrag wurde schon erwähnt das diese Antenne eigentlich ein geschummelter Dipol ist, eine Hälfte wird durch einen "Spiegel" nachgebildet.
Man kann eine Vertikalantenne aufbauen um z.B. bei einer maximalen realisierbaren Masthöhe von 20m für 3,6Mhz noch eine wirkungsvolle Antenne zu haben.
20m real plus die "geschummelten" 20m ergibt einen 40m langen Dipol. das ist 1/2 Wellenlänge (Lambda) für 3,6MHz.
Andere längen und Frequenzen analog.
Eine Vertikalantenne hat aber noch einen anderen Vorteil. Bei einem idealen Dipol der auch noch möglichst hoch hängt sieht das Strahlungsdiagramm
aus wie ein Donut. Der Dipol steckt dann quasi durch das Loch.
Wir haben, wenn wir von einem Ende zum anderen sehen also die geringste Strahlung.
Das heißt für unsere Vertikal, das sie senkrecht nach oben die geringste Strahlung hat.
Für die meisten kein Problem, es sei denn man legt wert auf nur außerirdische kontakte.
Da sie zwar nahe der Erde aufgebaut wird, dieses aber in diesem Falle ja wegen der benötigten Spiegelung der 2ten Strahlerhälfte
sehr erwünscht ist, ist das für Verbindungen die auch auf andere Kontinente gehen sollen die bessere Antenne.

Jetzt wird es aber spannend.
Wir haben nicht die 20m Mast zur verfügung. Das ist auch gut so.
??????????????????????
Die Vertikalantenne hat nämlich eine weitere Besonderheit, bis zu einem gewissen Grade verkürzt wird das Strahlungsdiagramm immer flacher,
das ist für Weitverbindungen günstig.
Damit handeln wir uns aber auch eine Menge anderer Probleme ein, diese sind aber bei etwas Grundwissen und sorgfältiger Ausführung beherrschbar.

An dieser Stelle schweifen wir kurz in die Kommerzielle Rundfunktechnik ab.
Auf Langwelle sendende Stationen haben ähnliche Probleme, die größte Wellenlänge beträgt dort ca 2000m, das würde einen 1000m hohen Mast bedeuten.
Die Sendemasten sind dort aber nur 200-400m hoch. Einige dann sogar noch als Mehrfachantenne, also muß es doch mit zu kurzen Antennen funktionieren.

Zurück zu unserer Kurzwellenantene. Wenn unsere Vertikal sehr kurz oder zumindest wesentlich kürzer als benötigt wird, wird auch ihr Widerstand
geringer. Das heißt, übliche Hochfrequenztechnik hat am Antenneneingang 50Ohm, unsere Antenne passt nun nicht mehr dazu, wegen ihres geringen
Widerstandes würde sie den Antenneneingang einfach kurzschließen.

Als Beispiel dieses: Wir nehmen eine 220V Glühlampe und schließen sie an eine Autobatterie, Strom ist sicherlich reichlich in der Batterie enthalten,
sie wird aber trotzdemm nur leicht glimmen, da ihr Widerstand höher ist als für diese Spannung benötigt. Es fließt nicht genug Stom um eine auseichende
Wirkung zu erzeugen.

Wir brauchen also etwas um diesen Widerstand anzupassen. Dazu würde sich ein Transformator eignen.
Da aber unsere Antenne nun aufgrund der fehlenden Länge auch nicht mehr für die Frequenz geeignet ist müssen wir diese fehlende Länge durch ein weiteres
Bauteil ersetzen. Dieses nennt sich Anpassgerät oder Antennentuner. Gleichzeitig erledigt dieser die Transformation, wie praktisch.
Als letztes Problem dieser Konfiguration, zwischen Antenne und unserm Empfänger (Sender) muß noch ein Kabel verlegt werden.
Ganz Hartgesottene sitzen natürlich genau unter der Antenne, die könne die nächsten Zeilen überspringen.
Das Problem an dem Kabel ist, es ist auf den üblichen Systemwiderstand von 50Ohm angepasst, wenn wir es an die Antenne anschließen und zum Empfänger
verlegen, dort aus bequemlichkeit dann das Anpassgerät betreiben wird das nicht funktionieren.
Nun ist guter Rat teuer, motorisch fernabgestimmte Anpassgeräte kosten ein Vermögen, automatische Antennentuner können nur von lizensierten
Amateuren betrieben werden da sie zum abstimmen ca 10W Sendeleistung benötigen.
Für reine Höramateure geht das nicht. Wer ein guter Bastler ist kan sich aber an einer Motorsteuerung für einen guten Antennentuner versuchen.
Wir können einen Trafo herstellen der alle mit dieser Antenne zu benutzenden Frequenzen und damit Widerstände auf 50Ohm transformiert, die fehlende Länge
können wir dann wieder am Empfanger mit dem Tuner ergänzen.
Da dieser Trafo aber verschiedene Wicklungen haben wird (auch dafür gibt es keine eierlegende Wollmichsau) müssen diese auch ferngeschalten werden.
An dieser Stelle merken wir, eine Antenne für alles wäre schön, ABER.................
Wird die Antenne nur für ein Band benutzt, bzw. verzichtet man auf Vollkomfort und baut sie jedesmal beim Bandwechsel um, haben wir eine leistungsfähige
Antenne.
Verzichten wir darauf auch Exotische Stationen zu hören, haben wir eine warme Stube mit Vollkomfort-Hobby.
Irgendwas ist ja immer................


Die Magnetische Antenne

Warum Magnetiche Antenne?
Funkwellen gehören zum elektromagnetischen spektrum, die vorgenannten Antennen bevorzugen davon den elektrischen Anteil
Magnetische halt den Magnetischen.

Magnetische Antennen bestehen im wesentlichen aus einer großen Spule. In ihr fließt Strom, im Sendefall sogar SEHR viel, das erzeugt ein Magnetfeld.
Dieses ist größer als das von einem Dipol erzeugte.
Als zweites braucht auch diese Antenne einen Kondensator, dieser ist meistens ein Drehkondensator, also ein veränderbarer.
Wir können damit die Frequenz der Antenne verändern.
Hehe, das ist ja was ganz neues, eine Antenne die nicht nur auf einer Frequenz funktioniert, oder mit Handständen noch auf der Doppelten und Vierfachen.
Dazu Kann diese Antenne noch etwas, sie ist nachdem sie abgestimmt wurde auch nur auf dieser Frequenz zu gebrauchen,
alle anderen Frequenzenn können weder rein noch raus, sie Filtert auch alles störende weg.
Auch hier wieder ein Nachteil, bei Frequenzwechsel muß sie auch immer mit abgestimmt werden. Das ist unbequem und auf dauer lästig.
Es soll wohl Automatiken geben mit denen sie mit dem Empfänger mitläuft, aber sicherlich fürs Hobby zu teuer.
Noch ein Vorteil, auch diese Antennenform hat eine bestimmte Abstrahlung. Wir erinnern uns noch an den Donut?
Dieser Donut ist jetzt unsere Magnetische Antenne, wenn wir uns einen Stab durch das Loch gesteckt vorstellen ist dieser die Richtung
der wenigsten Signalstärke.
Damit können wir also einen Sender gezielt empfangen. bzw. ein Störsignal ausblenden.
Da diese Antenne ein sehr präziser Schwingkreis ist, ist sie immer resonant, brauchen wir keinen zusätzlichen Tuner oder Transformator.



In den nächsten Teilen gehen wir dann weiter ins Detail.

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.......mal etwas nach vorne schieben

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Beiträge werden nicht besser, weil/wenn man sie mehrfach postet.

......hach ja

wenn du etwas zum thema beizutragen hast bitte
was weißt du über antennen, schreib es irgendwo hin

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2 postings zu diesem Thema müssen ja nicht sein.

-> closed!

greetZ
Carlo[b:v7faq74f]Z[/b:v7faq74f]