Potentialausgleich, Fundamenterde r, Korrosionsge hrdung

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1 Z VDE-Schriftenreihe Normen verständlich 35 Potentialausgleich, Fundamenterde r, Korrosionsge hrdung DIN VDE 0100, DIN und viele mehr Dipl.-Ing. Dieter Vogt 5., völlig neu bearbeitete und erweiterte Auflage 2000 VDE VERLAG GMBH Berlin Offenbach

2 Inhalt Einleitung 21 2 Begriffe Allgemeines Definitionen Kenngrößen der Anlagen (aus DIN VDE : ) Spannungen (aus DIN VDE : ) Schutz gegen elektrischen Schlag (Schutz gegen gefährliche Körperströme) (aus DIN VDE : ) Erdung (im wesentlichen aus DIN VDE : ) Andere Betriebsmittel (aus DIN VDE : ) Fehlerarten (aus DIN VDE : ) Explosiönsgefährdete Bereiche (aus DIN EN (VDE 0165 Teil 1): ) Blitzschutz (aus DIN VDE : ) Fernmeldeanlagen (aus DIN VDE : ) Korrosion (zum Teil aus DIN VDE 0150: und DIN VDE 0151: ) 37 3 Potentialausgleich Aufgabe, Wesen und Arten des Potentialausgleichs Wirksamkeit des Potentialausgleichs Aufgabe und Wirksamkeit der Potentialsteuerung Forderung des Potentialausgleichs Forderung des Hauptpotentialausgleichs (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Forderung des zusätzlichen Potentialausgleichs (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Was muß in den Potentialausgleich einbezogen werden? Hauptpotentialausgleich (DIN VDE : , Unterabschnitt ) 58

3 3.5.2 Zusätzlicher Potentialausgleich (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Ausführung der Potentialausgleichsleiter und deren Anschlüsse Querschnitt (DIN VDE : , Abschnitte 5.1 und 9.1) Querschnitte von Potentialausgleichsleitern des Hauptpotentialausgleichs Querschnittsbestimmung bis zum Erscheinen von DIN VDE : Querschnittsbestimmung gemäß DIN VDE : Querschnitt von Potentialausgleichsleitern im TN-System Querschnitt von Potentialausgleichsleitern im TT-System mit Schutzeinrichtung Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) Übersichtstabelle für die tägliche Praxis Zukünftige Querschnittsbestimmung von Potentialausgleichsleitern des Hauptpotentialausgleichs Querschnitte von Potentialausgleichsleitern des zusätzlichen Pötentialausgleichs Kennzeichnung von Potentialausgleichsleitern (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Errichten von Potentialausgleichsleitern (DIN VDE : , DIN VDE : , Hauptabschnitte 5, 6 und 9; DIN VDE : , Unterabschnitt 9.2.2) Potentialausgleichsschiene (DIN VDE : , Abschnitte 4.3 und 4.4) Anschlüsse und Klemmen (DIN VDE : , Abschnitt 526.1, und DIN VDE : ) Isolierstück (Isolierflansch) in Gasinnenleitungen Überbrückung von Wasserzählern (DIN VDE : , Unterabschnitt 9.1.3) Maßnahmen beim Trennen von elektrisch leitfähigen Rohrleitungen Probleme der Praxis Geschraubte, mit Hanf eingedichtete Rohrverbindungen Einbeziehen von Edelstahlrohren mit Preßfittings in den Potentialausgleich Fremdspannungsarmer Potentialausgleich (DIN VDE : , Abschnitt 7.2 und Abschnitt C.2, sowie DIN IEC 64/1019/CD (VDE 0100 Teil 540/A1): , Entwurf) 103

4 3.8 Potentialausgleich bei Schutz durch Kleinspannung SELV (DIN VDE : , Abschnitt 411.1) Zusätzlicher Potentialausgleich bei Schutzmaßnahmen im TN-System (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Anforderungen gemäß alter DIN VDE : , Unterabschnitt Anforderungen gemäß neuer DIN VDE : , Unterabschnitt Zusätzlicher Potentialausgleich bei Schutzmaßnahmen im IT-System (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Anforderungen gemäß alter DIN VDE : , Unterabschnitt Anforderungen gemäß neuer DIN VDE : , Unterabschnitt Schutz durch erdfreien örtlichen Potentialausgleich (DIN VDE :1997-1, Abschnitt 413.4, und DIN VDE : , Abschnitt 9.2) Potentialausgleich bei Schutztrennung (DIN VDE : , Abschnitt 413.5) Allgemeines Potentialausgleich bei Schutztrennung und Speisung nur eines Betriebsmittels (DIN VDE : , Unterabschnitte und ) Potentialausgleich bei Schutztrennung und Speisung mehrerer Betriebsmittel (DIN VDE : , Unterabschnitte und ) Zusätzlicher Potentialausgleich in Räumen mit Badewanne oder Dusche (DIN VDE : , Abschnitt 4.2) Gefährdung Anwendungsbereich Klärung der sanitären Begriffe Welche Teile sind gemäß DIN VDE in den zusätzlichen Potentialausgleich einzubeziehen? Kriterien für das Einbeziehen von leitfähigen Teilen Verbinden des Potentialausgleichsleiters mit dem Schutzleiter Querschnitt, Art und Ausführung des Potentialausgleichsleiters Anschlußnocken an Badewannen-Ablauf- und -Überlaufarmaturen 136

5 Örtlicher zusätzlicher Potentialausgleich bei beweglichen Badeund Duschwannen Zusammenspiel zwischen Errichtern elektrischer und sanitärer Anlagen Prüfung der Wirksamkeit des zusätzlichen Potentialausgleichs Meßtechnischer Nachweis des erfolgten Einbeziehens von Badewanne bzw. Duschtasse in den zusätzlichen Potentialausgleich Zusätzlicher Potentialausgleich bei überdachten Schwimmbädern (Schwimmhallen) und Schwimmbädern im Freien (DIN VDE : , Unterabschnitt 4.1.2) Gefährdung Anwendungsbereich Zusätzlicher Potentialausgleich Allgemeine Anforderungen Schutzbereiche Was ist in den zusätzlichen Potentialausgleich einzubeziehen? Querschnitt von Potentialausgleichsleitern Potentialsteuerung Wegfall bzw. Ersatz der Potentialsteuerung nach DIN VDE : Ausführung der Potentialsteuerung nach DIN VDE : Verbindung zwischen Potentialausgleich und Potentialsteuerung Anpassung bestehender Anlagen Zusätzlicher Potentialausgleich in landwirtschaftlichen Anwesen (DIN VDE : , Abschnitt 3.4) Fortfall der Isoliermuffe - Zeitliche Entwicklung des zusätzlichen Potentialausgleichs in landwirtschaftlichen Anwesen Angrenzende Bereiche von landwirtschaftlichen Anwesen Zusätzlicher Potentialausgleich Was ist in den zusätzlichen Potentialausgleich einzubeziehen? Querschnitt von Potentialausgleichsleitern Ausführung des zusätzlichen Potentialausgleichs Verbindung zwischen PEN-Leiter und Potentialausgleich Potentialsteuerung : Zusätzlicher Potentialausgleich in leitfähigen Bereichen mit begrenzter Bewegungsfreiheit (DIN VDE : , Unterabschnitte und 4.2.4) Zusätzlicher Potentialausgleich in Caravans (DIN VDE : , Unterabschnitt 5.1.4) ; Potentialausgleich in feuergefährdeten Betriebsstätten

6 3.19 Zusätzlicher Potentialausgleich in Photovoltaik-Anlagen (E DIN VDE : , Unterabschnitte und ) Zusätzlicher Potentialausgleich in Booten und Jachten (DIN VDE : , Abschnitt 6.2) Zusätzlicher Potentialausgleich in Unterrichtsräumen mit Experimentierständen (DIN VDE : , Hauptabschnitts) Krangerüst und zusätzlicher Potentialausgleich (DIN VDE : , Abschnitt 10.7) Zusätzlicher Potentialausgleich bei Springbrunnen (DIN VDE : , Abschnitte 4.4 bis 4.6) Gefährdung Zusätzlicher Potentialausgleich (DIN VDE : , Abschnitt 4.4) Allgemeine Anforderungen Schutzbereiche Was ist in den zusätzlichen Potentialausgleich einzubeziehen? Querschnitt von Potentialausgleichsleitern Potentialsteuerung (DIN VDE : , Abschnitt 4.5) Verbindung von Potentialausgleich und Potentialsteuerung (DIN VDE : , Abschnitt 4.6) Zusätzlicher Potentialausgleich in Krankenhäusern und medizinisch genutzten Räumen außerhalb von Krankenhäusern (DIN VDE 0107: , Hauptabschnitte 2, 4, 7, 8 und 10) Gefährdung Einteilung und Zuordnung medizinisch genutzter Räume Was gilt als medizinisch genutzter Raum? Was gilt als Krankenhaus bzw. Poliklinik? Einteilung medizinisch genutzter Räume in Anwendungsgruppen Zuordnung von Raumarten zu den Anwendungsgruppen Arten medizinisch genutzter Räume Aufgabe des zusätzlichen Potentialausgleichs Durchführung des zusätzlichen Potentialausgleichs in Räumen der Anwendungsgruppe Durchführung des zusätzlichen Potentialausgleichs in Räumen der Anwendungsgruppen 1 und Allgemeines Was muß in den zusätzlichen Potentialausgleich einbezogen werden? Ausführung des zusätzlichen Potentialausgleichs

7 Potentialausgleich bei Maßnahmen gegen die Beeinflussung von medizinischen elektrischen Meßeinrichtungen durch Starkstromanlagen Allgemeines Maßnahmen gegen Störungen durch elektrische (kapazitive) Felder Zusätzlicher Potentialausgleich in Praxisräumen der Humanund Dentalmedizin Zusätzlicher Potentialausgleich beim Betrieb von Heimdialysegeräten in Räumen von Wohnungen Allgemeines Zusätzlicher Potentialausgleich bei Maßnahmen in der elektrischen Anlage Zusätzlicher Potentialausgleich bei Verwendung von Anschluß- Einrichtungen zwischen Steckdose der Hausinstallation und Heimdialysegerät Prüfung des zusätzlichen Potentialausgleichs in medizinisch genutzten Räumen Potentialausgleich in explosionsgefährdeten Bereichen (DIN VDE 0165: , Unterabschnitt 5.3.3, DIN EN (VDE 0165 Teil 1): , Hauptabschnitt 6, und DIN EN (VDE 0165 Teil 101): ) Gefährdung Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche in Zonen Allgemeines Zonen für brennbare Gase, Dämpfe und Nebel Zonen für brennbare Stäube Ausführung des Potentialausgleichs Wo ist der Potentialausgleich durchzuführen? Was ist in den Potentialausgleich einzubeziehen? Querschnitt des Potentialausgleichsleiters Anlagen für katodischen Korrosionsschutz Anpassung bestehender Anlagen Blitzschutz-Potentialausgleich, Überspannungsschutz (DIN VDE : , Hauptabschnitt 6, DIN VDE : , DIN V ENV (VDE V : ) Allgemeines Blitzschutz-Potentialausgleich nach DIN VDE : Gefährdung Allgemeine Anforderungen Blitzschutz-Potentialausgleich mit metallenen Installationen Blitzschutz-Potentialausgleich mit elektrischen Anlagen

8 Zulässige unmittelbare Verbindungen Verbindungen über Trennfunkenstrecken Verbindungen über Überspannungs-Schutzeinrichtungen Querschnitt der Potentialausgleichsleiter des Blitzschutz- Potentialausgleichs Blitzschutz-Potentialausgleich bei besonderen Anlagen nach DIN VDE : Potentialausgleich bei Anlagen der Fernmeldetechnik (DIN VDE : , Abschnitt 4.2) Allgemeines Ausführung Querschnitt Potentialausgleichsleiter zwischen zwei Geräten Potentialausgleichsleiter zwischen Potentialausgleichsschiene und Schutzleiter der zugehörigen Netzeinspeisung Potentialausgleichsleiter zwischen örtlicher Potentialausgleichsschiene und der Potentialausgleichsschiene des Hauptpotentialausgleichs Kennzeichnung Potentialausgleich bei Antennenanlagen (DIN EN (VDE : ), Hauptabschnittes und 10, und DIN EN /AI (VDE 0855 Teil l/a 1: , Hauptabschnitte 5 und 10) Erdungsleiter und Erder bei Erdung der Antenne Verzicht auf Erdung der Antenne und auf Anschluß an den Potentialausgleich ; Potentialausgleich im Antennenverteilungsnetz Potentialausgleich im privaten Verteilungsnetz von BK- Anlagen (Netzebene 4) Anschluß- und Verbindungsstellen Verbindung zwischen PEN-Leiter im Hausanschlußkasten und Hauptpotentialausgleich Erfordernis der Verbindungsleitung Querschnitt der Verbindungsleitung Prüfung der Wirksamkeit des Potentialausgleichs (DIN VDE : , Hauptabschnitte 4 und 5) Allgemeines Prüfung des Hauptpotentialausgleichs (DIN VDE : , Hauptabschnitt 4 und Abschnitt5.2)..." Besichtigen (DIN VDE : , Hauptabschnitt 4)

9 Messen der Durchgängigkeit der Verbindungen des Hauptpotentialausgleichs (DIN VDE : , Abschnitt 5.2) Prüfung des zusätzlichen Potentialausgleichs (DIN VDE : , Hauptabschnitt 4 und Abschnitt 5.2) : Allgemeines Prüfung des zusätzlichen Potentialausgleichs als Ersatz für eine Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Schutzmaßnahme bei indirektem Berühren) durch Abschaltung Anwendungsbereich Besichtigen (DIN VDE : , Hauptabschnitt 4) Messen der Durchgängigkeit der Verbindungen des zusätzlichen Potentialausgleichs als Ersatz für eine Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Schutzmaßnahme bei indirektem Berühren) durch Abschaltung (DIN VDE : , Abschnitt 5.2) : Prüfung des zusätzlichen Potentialausgleichs als Ergänzung für eine Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Schutzmaßnahme bei indirektem Berühren) durch Abschaltung : Anwendungsbereich Besichtigen (DIN VDE : , Hauptabschnitt 4)., Messen der Durchgängigkeit der Verbindungen des zusätzlichen Potentialausgleichs als Ergänzung für eine Schutzmaßnahme, gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Schutzmaßnahme bei indirektem Berühren) durch Abschaltung (DIN VDE : , Abschnitt 5.2) Meßgeräte für die Prüfung der Wirksamkeit des Potentialausgleichs (DIN VDE : , Abschnitte 3.3 und 5.2) Allgemeines, Wesentliche Anforderungen Fortfall der Erderwirkung des Wasserrohrnetzes Zeitliche Entwicklung Konsequenzen für das elektrische Verteilungsnetz (EVU-Bereich), Konsequenzen für die Verbraucheranlage (Kundenanlage) Literatur

10 4 Überspannungsschutz (E DIN VDE /Al: , DIN V VDE V : , E Beiblatt 1 zu DIN VDE : ) Allgemeines Überspannungen - Entstehung und Auswirkung Allgemeines : Überspannungen durch Blitzeinschläge Überspannungen durch Schaltvorgänge Überspannungen durch elektrostatische Entladungen Einkopplung von Überspannungen Allgemeines Ohmsche Einkopplung Induktive Einkopplung : Kapazitive Einkopplung Behandlung des Überspannungsschutzes in Errichtungsnormen Prinzipielle Vorgehensweise beim Überspannungsschutz Allgemeines Auswahl und Wirkungsweise von Überspannungs-Schutzeinrichtungen Allgemeines Trennfunkenstrecken Überspannungs-Schutzeinrichtungen der Anforderungsklasse B (Blitzstromableiter) Überspannungs-Schutzeinrichtungen der Anforderungsklasse C Installation der Überspannungs-Schutzeinrichtungen Allgemeines Einbauort von Überspannungs-Schutzeinrichtungen Überspannungs-Schutzeinrichtungen in Hauptstromversorgungssystemen gemäß VDEW-Richtlinie Allgemeines Voraussetzungen für den Einsatz von Überspannungs- Schutzeinrichtungen der Anforderungsklasse B in Hauptstromversorgungssystemen Auswahl und Errichtung von Überspannungs-Schutzeinrichtungen der Anforderungsklasse B gemäß VDEW- Richtlinie Koordination von Überspannungs-Schutzeinrichtungen in Starkstromanlagen : Installation von Überspannungs-Schutzeinrichtungen im TN-, TT- und IT-System - Allgemeine Aussagen Installation von Überspannungs-Schutzeinrichtungen im TN-C-System.:

11 Installation von Überspannungs-Schutzeinrichtungen im TN-S-System Installation von Überspannungs-Schutzeinrichtungen im TT-System Installation von Überspannungs-Schutzeinrichtungen im IT-System Überspannungs-Schutzeinrichtungen in Anlagen mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) Anschlußleitungen zu den Überspannungs-Schutzeinrichtungen Querschnitt der Anschlußleiter von Überspannungs-Schutzeinrichtungen Messung des Isolationswiderstands bei Vorhandensein von Überspannungs-Schutzeinrichtungen in der Gebäudeinstallation Literatur Fundamenterder Allgemeines Forderung des Fundamenterders (TAB, DIN ) VDEW-Richtlinien für das Einbetten von Fundamenterdern in Gebäudefundamente Ausführung des Fundamenterders nach DIN (DIN 18014: ) Allgemeines Grundsätzliche Anforderungen Werkstoff Querschnitte des Stahls Anordnung in unbewehrtem Fundament Anordnung in bewehrtem Fundament Anordnung bei Wannenabdichtungen Allgemeines Anordnung des Fundamenterders bei Schwarzen Wannen" Anordnung des Fundamenterders bei Weißen Wannen" Anordnung bei Perimeterdämmung Allgemeines Ausführung der Perimeterdämmung Auswirkung der Perimeterdämmung auf den Ausbreitungswiderstand Einfluß des Feuchtegehalts von Perimeterdämmplatten Ausführung des Fundamenterders bei Anwendung der Perimeterdämmung Anordnung in gemauerten Fundamenten Verbindung der Teile von Fundamenterdern Anschlußfahnen und Anschlußteile

12 Stahlskelettbauten Einzelfundamente (Einzelgründungen) Fundamenterder als Blitzschutzerder (DIN VDE : , DIN V ENV (VDE V 0185 Teil 100): ) Allgemeines Anschlußfahnen Erderanordnung Erdungswiderstand Maschenweite Ausbreitungswiderstand des Fundamenterders Erdungswiderstand des Fundamenterders Verwendung von Kunststoffolien und Kunststoffnoppenbahnen unter der Fundamentplatte Kunststoffolien Kunststoffnoppenbahnen Stoßerdungswiderstand des Fundamenterders Zuständigkeit Kosten für die Einbringung des Fundamenterders Maßnahmen zur Förderung der Einbringung von Fundamenterdern Allgemeines Aushändigung des HEA-Merkblatts M 3 Fundamenterder" (vormals M 5.2 Fundamenterder") mit den Bauantragsvordrucken bzw. Versendung durch die Baugenehmigungsbehörden mit der Baugenehmigung Stempelaufdruck der Baugenehmigungsbehörde auf der Baugenehmigung mit dem Hinweis auf die Forderung der Einbringung des Fundamenterders Anschreiben der Bauherrn durch das EVU Hinweis auf den EVU-Anträgen für den Bauanschluß Elektroinstallateure geben den Bauherrn Hinweis bei der Anmeldung des Bauanschlusses (siehe Erläuterungen zu Abschnitt ) Anschreiben und Information von Architekten durch das EVU (Kontaktgespräche) Anschreiben und Information von Bauunternehmern und Baugesellschaften durch das EVU Hinweis auf dem Hausanschlußantrag des EVU Forderung der Angabe des Erdungswiderstands des Fundamenterders auf dem Inbetriebsetzungsantrag (Zählerantrag) des EVU

13 Stichprobenartige Kontrolle durch EVU-Personal, ob der Fundamenterder eingebaut ist Einbaukontrolle des Fundamenterders Allgemeines Erdschleifenwiderstandsmessung Messen des Erdungswiderstands Allgemeine Hinweise für die Durchführung der Messung Messen mit einem Erdungs-Meßgerät nach dem Strom- Spannungs-Meßverfahren Messen mit einem Erdungs-Meßgerät nach dem Kompensations-Meßverfahren (Erdungsmeßbrücke) Literatur Korrosionsgefährdung Allgemeines Eigenkorrosion (chemische Korrosion) Kontaktkorrosion (elektrochemische Korrosion) Allgemeines Galvanisches Halbelement Ruhepotentiale in der Praxis Galvanisches Element Konzentrationselement Lokalelementbildung Höhe des KorrosiohsStroms Faktoren Innerer Widerstand Polarisationsverhalten der Elektroden Wirkung von Korrosionselementen Beurteilung von Erderwerkstoffen im Hinblick auf Eigenkorrosion (DIN VDE 0151: , Abschnitt 3.1) Feuerverzinkter Stahl im Erdreich Allgemeines Einfluß der Bodenbelüftung Einfluß des ph-werts Bedeutung für die Praxis Feuerverzinkter Stahl im Beton Schwarzer Stahl im Erdreich Schwarzer Stahl im Beton Stahl mit Bleiummantelung im Erdreich Kupfer mit Bleiummantelung im Erdreich Blei im Beton Blankes Kupfer

14 6.4.9 Kupfer mit Zinn-oder Zinkauflage Stahl mit Kupferummantelung und Stahl elektrolytisch verkupfert Wetterfester Stahl Nichtrostender Stahl (Edelstahl) Aluminium Zusammenfassendes Ergebnis Über die richtige Auswahl von Erderwerkstoffen hinausgehende Korrosionsschutzmaßnahmen gegen Eigenkorrosion (DIN VDE 0151: , Hauptabschnitt 4) Erdungseinführungen Ein- und Austrittstellen aus Beton oder Mauerwerk Verbindungen und Anschlüsse im Erdreich Verbindungen und Anschlüsse im Beton Vermeiden aggressiver Umgebung Einbau von Trennfunkenstrecken Lokaler katodischer Korrosionsschutz Umhüllungen aus Korrosionsschutzbinden und Schrumpfschläuchen als Korrosionsschutzmaterial Korrosionsschutzbinde Schrumpfschlauch Anordnung von Teilen aus Kupfer Zusammenschluß von Erdern verschiedener Werkstoffe im Hinblick auf Kontaktkorrosion (DIN VDE : , Abschnitt 4.2, und DIN VDE 0151: , Abschnitt 3.2) Allgemeines Zusammenschluß von verzinktem Bandstahl im Beton (Fundamenterder aus verzinktem Bandstahl) mit verzinkten Erdern im Erdreich Zusammenschluß von schwarzem Stahl im Beton (Fundamenterder aus schwarzem Bandstahl, Bewehrung von Betonfundamenten) mit verzinkten Erdern i m Erdreich Zusammenschluß von verzinktem Bandstahl im Beton (Fundamenterder aus verzinktem Bandstahl) mit der Bewehrung von Betonfundamenten (schwarzer Stahl) Zusammenschluß von schwarzem Bandstahl im Beton (Fundamenterder aus schwarzem Bandstahl) mit der Bewehrung von Betonfundamenten (schwarzer Stahl) Zusammenschluß von Kupfer im Erdreich mit verzinktem oder schwarzem Stahl im Erdreich bzw. im Beton (z. B. Fundamenterder, Bewehrung von Betonfundamenten)

15 6.6.7 Zusammenschluß von Bleiummantelungen (z. B. Kupfer und Stahl mit Bleiummantelung) mit verzinktem und schwarzem Stahl im Erdreich Werkstoff und Mindestabmessungen von Erdern im Hinblick auf Korrosion (DIN VDE : , Abschnitt 4.2, und DIN VDE 0151: , Hauptabschnitt 3) Streustromkorrosion (DIN VDE 0150: ) Streustromschutzverfahren (DIN VDE 0150: , Hauptabschnitt 4). ; Allgemeines Streustromableitung (Drainage) Allgemeines Unmittelbare Streustromableitung Gerichtete Streustromableitung Streustromabsaugung (Soutirage) Fremdstromanlage Galvanische Anoden 430 "6.10 Literatur 430 Stichwortverzeichnis