ISTA i-2000 48V

 
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ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 28.11.2024 - 15:38 Uhr  ·  #1
Hallo,
nachdem bei einem Senior mit 80, aber noch gut beisammen, so ein Spielzeug von Flyt mit D 0,8 und H 1,3m
an WR SUN-1000 G2-WAL-22 bis 65V trotz editierter Kennlinie buchstäblich garnichts gebracht hat,
habe ich ihn ermuntert, es doch mal mit einer i-2000 48V windsafe von ISTA zu versuchen. Einfach damit nicht alles umsonst war und der WR nicht nur Eigenverbrauch erzeugt. Etwa nur 50 kWh im Jahr, also höchstens 20 EUR, aber dafür wurde er nicht gekauft.

Da der Standort mit 3,7 m/s Mittelwind nicht überragend ist, hatte ich ne 5-Blatt Version empfohlen,
da in einer Windkanalmessung von 2020 die 3-Blatt Version erst bei 5,8 m/s an lief.
Derzeit hat der Generator ca. 0,55 Nm Anlauf-Moment. Könnte sein, dass er besser geworden ist.

Bei der Lieferung, derzeit etwa doppelte Lieferzeit, fehlten die Blattverschraubungen. Vom Lieferanten mit dümmlicher Ausrede begründet. Auch wird der Rohradapter für 60 mm Rundrohr nicht automatisch mit geliefert. Müsste man extra bestellen.
So wie abgebildet hat eigentlich geliefert zu werden, es sei denn es gibt einen Hinweis, was alles nicht zum Lieferumfang gehört....

Blattschrauben wurden vom Senior selber besorgt. Dann wenigstens NiRo. Und zur Befestigung hat er den Rohrflansch auf dem Masttop werwendet. Eigentlich ein 4-Loch Flansch, aber es gibt brauchbare Niro-Bohrer.

So sah das vor 2 Tagen aus:

 


Genau aus der sichtbaren Lücke kommt die Hauptwindrichtung. Links davon, nach Süden, das Haus. Alle andere Richtungen, insbes. aus Ost, sind frei.
Mast mit 4m derzeit nicht unbedingt hoch. Hat aber auch Vorteile. Kann man den Service von der Leiter erledigen und braucht sich um Blitzschlag nicht kümmern.

Ergebnisse der Windkanalmessung für den 3-Blatt Rotor s. Anhang. An die angelehnt die Übertragungskennlinie für den WR.
Spezielles Ergebnis aus dem Windkanal:
Wenn nicht bei 50 bis 60V der Generator auf Kurzschluss gesetzt wird, dann leistet er ca. 1000W bei 12 m/s,
geht die Mühle bei weitem Windanstieg durch und ist nicht mehr zu bremsen.

Daher ist der SUN-1000 der Richtige, mit seinem niedrigen Spannungslevel. (Kurzschluss hier Softkurzschluss mittels Dumload)

2 Tage war Windstille. Ab heute Nacht das Gegenteil, bis 33 km/h, in Böen das Doppelte. Umgerechnet 9 bzw. 18 m/s.
Der Besitzer sprach von max 750W Einspeiseleistung bei ca. 48V DC, und ab und zu mal kurzes Abkippen in die Helikopter-Stellung.

Als ich heute kurz vorm Mittag vorbei schaute, war es nicht mehr ganz so windig.
Angenehme Überraschung: Quasi keine hörbaren Geräusche, weder vom Generator, noch von den Blattspitzen!

Seit Null Uhr, also für ca. 12 h, 1,3 kWh eingespeist:

 


Warum die 750W da nicht dargestellt werden, weiß ich nicht. Möglicherweise zu kurz gewesen.

Der Nabenstern für die 5-Blatt Version ist inzwischen mit 7 mm genauso dick wie beim 3-Blättrigen.
Ob die Abdichtung gegen Regenwasser vor dem Schleifringpaket auf Dauer funktioniert, werden wir sehen.

Vorläufiges Fazit: Läuft. Sogar überraschend ruhig.
Ein Blatt hatte eine Massenabweichung von 2 Gramm, alle anderen gleich.

Ob der Einbauwinkel der Profile, zur Blattspitze hin bereits leicht negativ, so sein muss bleibt fraglich.
Wenn einmal in Rotation erzeugen sie trotzdem ordentlich Vortrieb, denn der Auftrieb ist grundsätzlich senkrecht zur Anströmung. Nur beim Anlauf ist das behindernd. In der Simulation etwa 33%, aber dafür sind es ja 5 Blätter.

Die Simulation mit Q-Blade ergibt auch, dass der 5-Blättrige zum 3-Blättrigen, etwa 20% weniger Drehzahl hat, dafür 20% mehr Drehmoment. Ob dies bezüglich die WR-Kennlinie noch optimierbar wäre? Vielleicht.
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Carl
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 28.11.2024 - 16:03 Uhr  ·  #2
:-) Daumen hoch! :-)
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 28.11.2024 - 16:17 Uhr  ·  #3
Danke!
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 29.11.2024 - 09:56 Uhr  ·  #4
Ich freu mich immer, wie das Download meiner Anhänge durch die Decke geht. Ein besseres Feedback kann es nicht geben.
EISOL80
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 02.12.2024 - 07:24 Uhr  ·  #5
Sehr schön. Mit 4m Höhe 1a. Ob die 5er Nabe mit 7mm wirklich so dick ist wie die 3er müsste ich nochmal nach schauen. Dachte die 3er lag bei 12mm.
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 02.12.2024 - 10:47 Uhr  ·  #6
Ich habe 5 und 7 bis 8 mm in Erinnerung, aber kannst mal nachschauen.
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 04.12.2024 - 17:27 Uhr  ·  #7
Für alle, die es nachbauen wollen:
Bevor das Windrad besorgt wurde haben wir erst mal ein 20m Seil um den Mastkopf geschlungen, und an jedem Ende hat einer gezogen soviel wie er kann. Das mögen in der Summe mind. 120 Kilo gewesen sein, entsprechend den in der Simulation ermittelten 40 Kilo Gondeldruck und 3-facher Sicherheit.

Natürlich wurde auf der Eingangsseite vom WR ein 40A Kurzschlussschalter für Drehstrom installiert.
(Bis 40A sind sie noch preiswert.)

Abschaltroutine beim Stillsetzen:
Erst Netzstecker vom WR aus der Steckdose. >> Dumpload erzeugt Softkurzschluss.
Einige Sekunden danach harter Kurzschluss mit dem Kurzschlussschalter.
Reihenfolge umgekehrt ist egal.
EISOL80
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 08.12.2024 - 17:07 Uhr  ·  #8
Hab nachgeschaut, 10,2mm ist meine 3er Nabe. Bild anbei. Irgendwo bei meinen Youtube Videos vom Wechsel 3 auf 5er hatte ich das auch videotechnisch hinterlegt.

Meine 5er hatte ja nur 5mm und ich hab dann die 5mm Verstärkungsplatte Strahlschneiden lassen und mit drüber gebaut. Masskizze dazu auch hier in meinem Thread oder auf meinem kleinen unkommerzen uTube Kanal: https://youtube.com/@forum9919?si=GdB7HZjDhovZop_W
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FamZim
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 08.12.2024 - 17:30 Uhr  ·  #9
Hallo

Zum Belastungstest---

Zitat
Für alle, die es nachbauen wollen:
Bevor das Windrad besorgt wurde haben wir erst mal ein 20m Seil um den Mastkopf geschlungen, und an jedem Ende hat einer gezogen soviel wie er kann. Das mögen in der Summe mind. 120 Kilo gewesen sein, entsprechend den in der Simulation ermittelten 40 Kilo Gondeldruck und 3-facher Sicherheit.


Ich wiege 60 kg und mein Kumpel auch !!
Wenn Wir mit 120 kg am Seil ziehen hängen wir senkrecht neben dem Mast in ziehen keine Schnitte, also Vorsicht bei solchen Messungen.
Dann rutschen noch die Schuhe da ein Teil unseres Gewichtes schräg nach oben zur Mastspitze ziehen und so Kleinigkeiten.

Gruß Aloys.
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 08.12.2024 - 19:27 Uhr  ·  #10
Nicht alle sind solche Leichtgewichte. Und wenn wir mit profilierten Sohlen getrost von einem Reibwert gegen den Boden von 1 ausgehen, dann sind 60 Kilo pro Person seitlich durchaus drin. Sogar mehr.
Der Anteil nach Oben ist bei 10m Abstand bei einem 4m Mast gering, zumal wir ja das Seil nicht an den Füßen angebunden haben. Von 4m Höhe also um die 2,5m abgezogen werden können.

Generell:
Setze bitte in Zukunft alles Zitierte in " " oder arbeite mit der Zitat-Formatierung oben!
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Zu wenig Ertrag

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Gepostet: 03.01.2025 - 12:39 Uhr  ·  #11
Ertrag im Dez. nur 3 kWh.
Obwohl nur auf 4m Höhe und am Standort nur 3,25 m/s Mittelwind, und obwohl dieser Dezember bezüglich Wind etwas schwach auf der Brust war, das ist wesentlich zu wenig.

Ob eine andere WR-Kurve schon die Lösung ist, mit mehr Leistung bei den jeweiligen Spannungen, da bin ich mir derzeit unsicher.
Vielmehr vermute ich als Ursache falsche Blattstellungen.
Wenn man bei einen Flügel auf die Spitze guckt, ergibt sich etwa folgendes Bild:

 


Wind kommt von Oben, Blatt dreht sich nach Rechts.
Die Blattspitzen sind aber mit leicht negativen Winkeln zur Drehebene ein gebaut.
Das ist schon mal kontraproduktiv für den Anlauf. Auch in Betrieb führt es zu extremen Anstellwinkeln.
Sowas macht keine Fachkraft!

Werde die Winkel mal ausmessen, und mit einem EXCEL-Entwurf vergleichen.
Abhilfe könnten sog. Keilscheiben bringen. Haben Keilwinkel von 4,6 °.
Nachteil: Sind mit 22mm recht klein. Aber Eigenbau kostet!
Müssten sowohl unter die Blätter als auch unter die Muttern am Nabenstern gepackt werden.

Es ist widerlich, dass offensichtlich von den bezahlbaren Klein-WEA nichts ohne Nacharbeit und mühsames Kümmern funktioniert. Da dachte man, dass man mit Messungen im Windkanal sichere Angaben hat. Nach Blattdrehung ist aber auch das für die Katz. Werde mal den Initiator kontaktieren, ob die Blätter damals auch so eingebaut waren.

Eins aber ist lobenswert.
Ich stand auf der Leiter nur 1m vom Rotor entfernt. Blattgeräusch ganz leise und weich, fast wie von Eulenflügeln.

Mag an der besonderen Struktur an der Vorderkante liegen, wie man es hier bei einem Blatt von Heyde sieht:

 


Bei den Blättern der ISTA aber an der Vorderkante beidseitig, oben und unten.
FamZim
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 03.01.2025 - 13:53 Uhr  ·  #12
Hallo

Ich beklage schon seit Jahren das der Einstellwinkel von Blättern nicht der Aerodynamik gerecht werden, sondern eher bei unbelastetem Betrieb zum auseinander fliegen neigen.

Gruß Aloys.
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 03.01.2025 - 15:05 Uhr  ·  #13
Muss man sich immer konkret anschauen. Sind die Einbauwinkel richtig, stellt sich auch da im Leerlauf doppelte Nenndrehzahl ein, was bezüglich überhöhter Fliehkräfte, auch Spannungen, zu vermeiden ist. Also der Leerlauf.
FamZim
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 04.01.2025 - 11:13 Uhr  ·  #14
Hallo

Noch etwas zu Unterlegekeilen an der Blattbefestigung.
Die Auflagefläche sollte schon komplett unterlegt sein von Blatthinterkante bis Vorne hin.
Vorne muß schon 8 bis 10 mm unterlegt sein um die Blätter richtig in den Wind zu drehen, so meine Erfahrungen.
Für Versuche zum herantasten reicht da ja Hartholz!
Dann überdreht der auch nicht so leicht sondern bring mehr Drehmoment.

Gruß Aloys.
Che
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 04.01.2025 - 14:34 Uhr  ·  #15
Ich verweise nochmal auf das Foto in Forum/cf3/topic.php?p=75035#real75035
Da sind jeweils 4 Verschraubungen pro Blatt. Da konnte man auch mit 4 Keilscheiben arbeiten, möglichst aber so breit wie die Blattauflagen.
Sicher ist ein Keilstreifen besser. Meinetwegen auch Hartholz-Sperrholz, keilförmig mit definiertem Winkel angehobelt.
Irgendwann beginnt aber auch das sich zu zerlegen.

Letztendlich sind es 3 Gleichungen, mit denen man Blätter richtig aus legt, Profillängen und Einbauwinkel.
http://geopolos.de/Entwicklung…c528057662 (Weiter unten)
Da kann man nicht einfach nach Gefühl rum pfuschen und meint, man wäre auf der richtigen Seite.
Es sei denn, Fehler am Blatt bzw. am -Einbau sind offensichtlich.
FamZim
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 04.01.2025 - 16:39 Uhr  ·  #16
Hallo

Meine Angaben bezogen sich auf das letzte Bild mit dem weißen Blatt.
Das erste Bild mit dem 5 Blatt geht natürlich mit kleineren Keilen.
Der Hinweiß mit Holzkeil war nur zum Testen des Winkels gedacht und nicht für Dauerbetrieb.
Die Skitze mit Schnitt von Aussen und Innen (Achsnähe) entspricht aber nicht der Darstellung im Link, diese ist ja richtig.
Das Blatt muß so weit unterlegt werden das beide Schnitte mit der Nase in den Wind zeigen, und nicht aussen in die Gegenrichtung.

Gruß Aloys.
Che
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 05.01.2025 - 18:02 Uhr  ·  #17
Das Blatt von Heyde-Windtechnik gehört zu einer 3-Blatt Anlage mit 1,6m D, bei der garnichts geändert werden muss.
http://geopolos.de/Entwicklung…c528057677

Wie schnell man aber rechnerisch zu negativen Blattwinkeln kommt, will ich im Folgenden am Beispiel vom Profil NACA 4412 aufzeigen. Ein Profil mit durchaus erklecklichen Nieder-Re Eigenschaften. Sieht so aus:

 

Die Simulation in QBlade für Re 150.000 ergibt Folgendes:

 


Rechts die Polare der sog. Gleitzahlen, ein Gütekriterium bei entsprechenden Anstellwinkeln.

Nun könnte man auf die Idde kommen, beste Gleitzahl bei 8° Anstellwinkel. Also rein in ein EXCEL-Sheet, in dem die 3 Gleichungen verarbeitet sind, auf die ich verwiesen habe - Blattauslegung nach Schmitz.

 


Und schon hat man an der Blattspitze negative Einbauwinkel, rot eingekreist.
Allerdings auch sehr schmale und damit auch dünne Blätter, was den CFO freuen wird,
denn man kommt mit minimalstem Blattaufwand aus.

Wenn sich dann keiner zurück lehnt und sagt, Momentchen mal, dann haben wir doch an den Blattspitzen negative Anlaufmomente, oder der sich nicht durchsetzen kann, wird es so gebaut.


Was erfolgen muss ist eine Reduzierung des Anstellwinkels auf 6° und zur Blattspitze hin nochmal weiter. Im Folgenden grün eigekreist.

 


Immer noch gefällige Blattform, allerdings breiter. An der Blattspitze 56 zu 39 mm, was zusätzlich dem Anlauf zugute kommt.
(Zur Blattspitze hin fast unverwunden. Mag mancher denken, ist ja falsch. Ist aber mathematisch und physikalisch richtig.)


Kann auch sein, dass Blätter einer Fremdanlage genommen wurden, die eine Rotornabe in Spritzguss hatte, mit winklig von der Drehebene abweichenden Blattsitzen. Wird leider heute häufig irgendwas genommen, was gut aus sieht. Nur um den Kunden zum Kauf zu animieren.
Aber ich kann mir gut vorstellen, dass die Blattauslegung ein Anfängerwerk war wie oben beschrieben.

Ich werde alsbald die Winkel nachmessen und dann entscheiden.

Unabhängig vom vorliegenden Fall generell Blätter steiler stellen ist auch nicht gut. Bringt zwar mehr Drehmoment aber weniger Drehzahl. Die aber braucht der Generator, sonst kann er die Leistung nicht umsetzen.
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 15.01.2025 - 11:53 Uhr  ·  #18
Rotorblatt vermessen, versucht mit Theorie zur Deckung zu bringen, Blattdrehung durch Unterlegkeile simuliert.

Zunächst mal:
2020 erzeugten die Blätter der i-2000 noch einen Rotor-D von 2,20m.
Inzwischen sind es nur noch 2,10m.
Das ist ein Flächen- und damit auch Leistungsverlust von 9% !


Bezüglich Profil bietet sich auf der Unterseite folgendes Bild.

 


Nachgesehen auf PDF-Seite 26 in Vol. 1 auf https://m-selig.ae.illinois.edu/uiuc_lsat.html tippe ich auf S1210.
Das sieht so aus.

 

Kämen auch noch paar andere Kandidaten in Frage, aber ähnliche Profile verhalten sich auch ähnlich.

S 1210 mit XFoil in Qblade simuliert ergibt folgende Polaren.

 

Bei Re 60.000 noch nicht gut verwendbar, aber die Blätter haben ja angeformte Zackenband-Strukturen an der Nasenkante, sowohl auf der Oberseite als auch an der Unterseite. Damit sinkt die Re-Zahl weiter, bei der es funktioniert.

Im Anhang Messergebnisse, in der Grafik nur als Punkte dargestellt, und der Versuch, das mit der Theorie in Einklang zu bringen.
Ist nicht nach Schmitz, sondern nach Betz ausgelegt. Das mag aber o.K. sein.

Durch mit 7° hoch gewählte Anstellwinkel negative Einbauwinkel an der Blattspitze. Das nenne ich Anfängerfehler, denn mit 2 bis 3° weniger hätte man die vermieden.
Außerdem sind wegen realer Flügelstreckung die Winkel mit bester Gleitzahl geringer als bei Simulation mit Streckung unendlich,
s. Bild 12 in http://geopolos.de/Entwicklung…c528057650

Simulation der Anlagenkurven ergibt Folgendes.

 

New Blade ist der Rotor mit den vermessenen Blättern, ohne Ergänzung 3-blättrig.
Mit Nachtrag 5x: Fünfblättrig.
Mit Ergänzung -4°: Gedreht so, dass der negative Einbauwinkel an der Spitze verschwindet.

5 Blätter ungedreht (blau) ergeben eine ganz problematische Anlagenkurve (weil die für den 3-Blattrotor ausgelegt sind).
Erst die Drehung um 4° (schwarz) lässt die brauchbar erscheinen.


Bei nur 3 Blättern gedreht ergibt sich eine regelrecht gutmütige Anlagenkurve mit großem nutzbaren TSR-Bereich.

Drehung ergfolgte durch Unterlegkeile aus Plastik für Möbel mit 7% Steigung, also 4°.

Fazit:
Die Simulationsergebnisse bezüglich Blattdrehung sind viel versprechend.

Selbst ein 3-Blättriger hätte jetzt 0,52 Nm Anlaufmoment bei 3 m/s. Das reicht fast zur Überwindung des Rastmoments vom Generator mit 0,55 Nm.

Nun muss sich das nur noch in der Praxis bewähren.
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 15.01.2025 - 13:15 Uhr  ·  #19
Hallo

Dann bringen die gedrehten Blätter sogar die höhere Drehzahl , na sowas.

Gruß Aloys.

Versuch macht klug.
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Re: ISTA i-2000 48V

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Gepostet: 15.01.2025 - 14:58 Uhr  ·  #20
Ja wenn die Blattstellung zuvor leistungsbehindert war...

Versuch steht jedoch noch aus.
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