CN100457435C - 组装车轮轮胎的方法和设备 - Google Patents

Abstract

轮胎(2)的胎体结构(3)在初级鼓(13)上形成，而带结构(4)以及其后胎面带(5)在辅助鼓(15)上制成，以便随后与胎体结构(3)相连接。辅助鼓(15)由一机械臂(19a)支承，该机械臂引起所述辅助鼓在两个位置之间的平移，其中一个位置与初级鼓(13)共轴对准，在该位置上辅助鼓(15)与带层供料线(16)相互作用，而另一个位置上则与供应连续条带状构件的至少一个挤压机(18，18a)相互作用。机械臂(19a)使辅助鼓(15)在挤压机(18，18a)前面移动，以便以连续圆周匝形式分布条带状构件，从而形成胎面带(5)。

Description

组装车轮轮胎的方法和设备

技术领域

本发明涉及组装车轮轮胎的方法。本发明也涉及组装车轮轮胎的设备，用于实施上述方法。

背景技术

车轮轮胎一般包括一个胎体结构，该胎体结构包括至少一个胎体层，胎体层分别具有两相对的端片，端片绕环形锚定结构环状折起，每个所述锚定结构通常由基本周向的环状插入件构成，在其径向外部位置施加至少一个填充镶件。

一个带结构与胎体结构配合工作，包括一个或多个带层，带层彼此并与胎体层以径向重叠关系布置，并具有纺织的或金属的加强帘线，帘线是交叉定向的和/或基本平行于轮胎的圆周延伸方向。一个胎面带施加在带结构的径向外部位置上，胎面带与作为轮胎构成部分的其它半成品一样是由弹性体材料制成的。

在本说明书中，需指出的是术语“弹性体材料”是指整体来说的橡胶混合物，即，适当与加强填料和/或各种工艺添加剂混合的至少一种基本聚合物的混合物。

另外，弹性体材料的各侧壁也施加在胎体结构的侧面上，每个侧壁从胎面带的侧缘之一延伸直至接近胎缘处的有关环形锚定结构，取决于不同的实施例，所述侧壁可以具有径向外部端缘，所述端缘或者重叠在胎面带侧缘上，以构成通常称为“上覆侧壁(overlyingsidewalls)”的那种设计方案，或者夹置在胎体结构和胎面带本身的侧缘之间，以构成通常称为“下伏侧壁(underlying sidewalls)”的那种设计方案。

在大多数轮胎制造方法中，胎体结构和带结构连同各胎面带是在各自的工位分别单独制成并在其后相互装配起来。

更具体来说，胎体结构的制造可首先在一个通常称为“构制鼓(building drum)”的第一鼓上设置胎体层(一层或多层)以形成一个圆套筒。在胎缘处的环形锚定结构在胎体层的两相对端片上装配或形成，端片又绕环形结构自身翻起以便使其围成一种环状。

同时，在一个第二鼓或辅助鼓上制成一个外套筒，外套筒包括彼此径向重叠关系铺设的带层，以及施加在带层的径向外部位置上的胎面带。然后将外套筒从辅助鼓拾起，以便与胎体套筒相结合。为此目的，将外套筒围绕胎体套筒以共轴关系设置，其后，通过使胎缘彼此轴向移近，同时使压力下的流体进入胎体套筒，从而将胎体层(一层或多层)形成一个环形构造，以便确定将带结构和胎面带在轮胎的胎体结构径向外部位置施加在胎体结构上。胎体套筒与外套筒的组装可以在与用于构制胎体套筒的相同鼓上进行，在这种情形中，称其为“单阶段构制法”。这种类型的构制方法例如在美国专利US 3,990,931中描述。

或者，组装也可在所谓的“成形鼓”上进行，胎体套筒和外套筒被转送至成形鼓，以便按照例如EP 0 613 757中描述的所谓“双阶段构制法”来构制轮胎。

在传统的组装方法中，胎面带通常是从一个连续挤压部件取得的，为稳定其几何形状而冷却后，胎面带被储存在适当的台架或卷轴上。区段的或连续条带形式的半成品然后被送至一个输送组件，进行区段的拾取或将连续条带切成一定长度的区段，每个区段构成胎面带，以便圆周地施加在正在加工的轮胎的带结构上。

GB 1,048,241公开了一种机器，用于将不定厚度的弹性体材料层施加在轮胎胎体上，该机器包括一个将弹性体材料带施加在胎体上的输送头部；用于设置胎体的装置，胎体绕其轴线转动以便当胎体相对于输送头部转动时将多个匝缠绕在其上；用于将输送头部从胎体的圆周对称面的一侧横向移至另一侧的装置；以及用于自动地改变每一缠绕回转的横向移动量以改变连续匝的重叠度，因而改变在胎体层上形成的层厚的装置。在用制造新轮胎的适当变型中，在胎面带的形成过程中，胎体安装在一个构制鼓上，并具有圆筒形的正确构造。

在同一申请人的文件WO 01/36185中，一机械臂承载一环形支承件，在制的轮胎的每个构件在环形支承件上直接制造。该机械臂对围绕几何轴线的圆周分配运动提供环形支承件，同时在供应弹性体窄条带的供应构件前控制横向分配位移。因此，窄条带形成多个匝，其取向及相互重叠参数受到适当调控，以便在电子计算机上预设的预定设置方案的基础上来控制在制的轮胎的构件的厚度变化。

在本发明相关的生产环境中(涉及半成品的生产和储存，以及半成品其后在一个构制和/或成形鼓上的组装)，为了制造胎面带，目前需要安装必须具有高生产率的挤压生产线，以便按照大规模的经济效益作出适当的反应。因此，挤压生产线通常能够供应多个组装工位。实际上，挤压生产线的生产率需要与各组装工位的生产率成正比地调节，组装工位的数目对饱和度具有影响，因而也影响挤压生产线的生产率。

按照本发明，申请人想要克服上述情形造成的强大约束，具体来说是生产设备不能按照市场需求改变生产率及产品类型。实际上，由于设备生产率与胎面带挤压生产线的生产率显著相关，因而生产率的增加通常需要安装更多的挤压生产线，这将引起生产能力的增加，而相对于实际市场需求来说，生产能力在这一点上可能是过大的。

发明内容

为了解决上述问题，申请人认识到通过以现在的轮胎构制方法制造胎面带对于生产灵活性和产品质量而言可能取得很大改进，上述轮胎构制方法直接在带结构上以并排关系将连续带状构件缠绕成匝，从而实现半成品的组装。

更详细来说，本发明的目的是提供一种组装车轮轮胎的方法，该方法包括以下步骤：在一初级鼓上设置一个胎体结构，该胎体结构包括至少一个与彼此轴向间隔开来的环形锚定结构接合的胎体层；在一辅助鼓上设置一个带结构，该带结构包括至少一个带层，该辅助鼓以与初级鼓共轴对准的关系布置；从辅助鼓拾取带结构，将其转送至一个相对于胎体结构共轴定心的位置；向带结构施加一个胎面带，胎面带的施加是通过围绕带结构将至少一个弹性体材料的连续条带状构件缠绕成连续的圆周匝而进行的；其中，在形成带结构之后，在进行连续条带状构件的施加之前，进行以下步骤：将辅助鼓从包含初级鼓的旋转轴线的一竖直平面移开，从辅助鼓与用于施加带结构的装置相互作用的位置开始，将辅助鼓移向供给条带状构件的供应构件；并且所述方法还包括以下步骤：一旦已完成胎面带的施加，将辅助鼓从所述供应构件移开，并将该辅助鼓移至其再次相对于初级鼓成轴向对准关系的位置。

按照本发明的另一方面，上述方法是借助下述设备进行的：一种用于组装车轮轮胎的设备，该设备包括：一个布置成支承一个胎体结构的初级鼓，所述胎体结构包括至少一个与彼此轴向间隔开来的环形锚定结构相接合的胎体层；一个用于承载带结构的辅助鼓；用于在辅助鼓上施加带层以形成所述带结构的装置，所述辅助鼓以与初级鼓共轴对准的关系布置；至少一个用于将胎面带施加在带结构上的组件；一个将带结构从辅助鼓移至初级鼓的转送构件；其中所述至少一个施加组件包括至少一个供应构件以及一驱动组件，该供应构件用于将至少一个弹性体材料的连续条带状构件在带结构上铺设成连续圆周匝，该驱动组件设置用于绕辅助鼓的几何轴线旋转驱动辅助鼓，使所述条带状构件在带结构上圆周分布，并引起辅助鼓和所述至少一个供应构件之间受控的相对位移，以便使所述条带状构件分布成使所述匝以相互并排关系设置，从而形成胎面带；其中所述驱动组件被布置成将辅助鼓从包含初级鼓的旋转轴线的一竖直平面移开，从辅助鼓与用于施加带结构的装置相互作用的位置开始，将辅助鼓移向所述至少一个供应构件，然后将辅助鼓从所述供应构件移开以将该辅助鼓移至其再次相对于初级鼓成轴向对准关系的位置。

附图说明

通过对于按照本发明的用于组装车轮轮胎的方法和设备的优选的但又非排他的实施例的详细描述，可进一步理解本发明的其它特征及优点。

下面将对照以下附图以非限定性实例的方式进行描述。

图1是按照本发明的用于组装轮胎的设备的示意顶视图；

图2是图1设备的正视图；

图3是按照本发明制成的轮胎的局部示意横剖图。

具体实施方式

现在对照图1和2，用于实施按照本发明的组装方法的用于组装车轮轮胎的设备总体上由附图标记1表示。

本发明的目的在于制造图3中总体标识为2的轮胎，该轮胎基本包括一个基本为环形构造的胎体结构3；一个基本呈圆筒形构造、围绕胎体结构3圆周延伸的带结构4；一个在带结构圆周外部位置上施加在带结构4上的胎面带5；以及一对在相对两侧横向施加在胎体结构3上的侧壁6，每个侧壁从胎面带的一个侧缘延伸直至靠近胎体结构本身的一个径向内缘。

按照通常称为“下伏侧壁”的那种设计方案，每个侧壁6可具有至少部分被胎面带5的末端覆盖的径向外端尾部6a，如图3中实线所示。或者，侧壁6的径向外端尾部6a可以横向重叠在胎面带5的相应末端上，如图3中虚线所示，以实现通常称为“上覆侧壁”的那种设计方案。

胎体结构3包括一对结合在通常称为“胎缘”的区域内的环形锚定结构7，每个环形锚定结构例如由基本圆周环形插入件8构成，该插入件通常称为“胎缘芯”且在其径向外部位置上承载弹性体填充物9。

一个或多个胎体层10的端片10a围绕每个环形锚定结构折起，所述胎体层包括纺织的或金属的帘线，所述帘线可以按照两环形锚定结构7之间的预定斜度，在轮胎2的圆周延伸范围的横向上延伸。

带结构4则可包括一个或多个带层11a，11b，所述带层包括分别在一个带层和另一带层之间交叉定向的适当倾斜于轮胎的圆周延伸范围的金属的或纺织的帘线，可能还包括一外部带层12，该外部带层12包括一条或多条帘线，围绕带层11a，11b圆周缠绕成以并排关系轴向设置的匝。

在重型轮胎，如卡车和重型运输车辆的轮胎中，带结构也可内设一个防砂砾条带(未画出)，其适于防止外界物体进入下面的带层中。

侧壁6和胎面带5分别基本包括至少一个适当厚度的弹性体材料层。一个弹性体材料的所谓的基底(未画出)也可与胎面带5相连结，其具有适当的成分和物理化学特征，用作实际的胎面带和下面的带结构4之间的界面。

胎体结构3的各构件，例如，具体来说，环形锚定结构7、胎体层10、带层11a，11b，以及还可能有用于构成外部带层12的加强构件以在前面的制造步骤中制成的半成品的形式送至设备1，以便彼此适当地组装起来。

设备1包括一个初级鼓13，由于该初级鼓能够以任何方便的方式制成而未详细画出，一个或多个胎体层10首先缠绕在该初级鼓上；所述胎体层来自一条送料线14，它们沿该送料线在施加在初级鼓13上以形成所谓的基本圆筒形的“胎体套筒”之前被切成适当长度的区段，所述适当长度相关于初级鼓圆周延伸范围。其后，环形锚定结构7被装配在胎体层10的端片10a上，然后进行端片本身的折起，使锚定结构接合在由折起的胎体层10形成的环中。轮胎侧壁6也可施加在胎体套筒上，侧壁来自至少一条相应的侧壁送料线(未画出)，该送料线供送弹性体材料的连续条带形式的半成品，从所述连续条带切出预定长度的区段，所述长度与初级鼓13和待制的轮胎2的圆周延伸范围相关。

或者，胎体结构3的构件，以及可能还有侧壁6的组装可以分开地在一个不同的构制鼓上进行，其后，将组装好的胎体套筒转送至初级鼓13。

与初级鼓13上圆筒形套筒形式的胎体结构3组装的同时，或与已组装的胎体套筒向初级鼓转送的同时，带结构4，以及最好也包括胎面带5被设置在一个辅助鼓15上。

更具体来说，为此目的，辅助鼓15例如被设置成与初级鼓13共轴对准的关系，使其与用于将带结构4施加在辅助鼓本身上的装置16相互作用。举例来说，所述用于施加带结构的装置16可包括至少一条送料线16a，使连续条带形式的半成品沿所述送料线向前移动，然后，与在辅助鼓上形成相应的带层11a，11b的同时，将所述条带切成长度相应于辅助鼓15的圆周延伸范围的区段。用于供送一条或多条准备施加在带层上以形成连续圆周匝的连续帘线的组件可与带层的送料线16a相结合。

当已完成带结构4的形成时，从辅助鼓15与用于施加带结构的装置16相互作用的一个位置开始，进行辅助鼓15的运动，以便接受至少一个用于施加胎面带的组件(总体标为17)的动作。

胎面带施加组件17包括至少一个供应构件18，用于在带结构4上将至少一个弹性体材料的连续条带状构件铺设成连续圆周匝。更详细来说，供应构件18例如可包括一个挤压机、一个施加辊或其它构件，其适于与围绕带结构4缠绕条带状构件的同时，直接在由辅助鼓15支承的带结构4上供应连续条带状构件。一个驱动组件19在辅助鼓15上操作，以便绕辅助鼓的几何轴线旋转驱动辅助鼓，从而使条带状构件圆周地分布在带结构4上。同时，驱动组件19进行辅助鼓15和供应构件18之间的受控的相对位移，以便将条带状构件分布成以相互并排关系设置的匝，从而按照需要的厚度和几何构造要求形成胎面带5。

在图1和2所示的优选实施例中，驱动组件19被结合成至少一个机械臂19a，该机械臂承载一个端部的头部，辅助鼓15借助一个与其几何轴线重合的柄部15a以悬臂方式被紧固。在图示实例(见图2)中，机械臂19a包括一个绕第一竖直轴线在固定平台22上旋转的底座21；一个绕最好水平的第二轴线可摆动地连接于底座21的第一部分23；一个绕最好也是水平的第三轴线可摆动地连接于第一部分23的第二部分24；以及一个绕与第三摆动轴线垂直的轴线可移动地由第二部分24支承的第三部分25。机械臂19a的头部20在其端部与第三部分相连接，可绕彼此垂直的第五和第六摆动轴线摆动，并且可转动地承载着由电机26旋转操作的辅助鼓15。

因此，机械臂19a适于在整个生产循环中支承辅助鼓15并控制其运动，驱动它在带层16a，16b的送料线前面转动，以便完成施加带层的目的，其后，将辅助鼓带至用于构成胎面带5的连续条带状构件的挤压机18前面。当胎面带5的制造需要形成一个基底时，可以设置一个辅助挤压机18a，用于输送也是连续条带状构件形式的用于构成这种基底的弹性体材料。在这种情形中，辅助鼓15首先被移向用于制造基底的辅助挤压机18a，然后，转送至用于制造实际胎面带5的挤压机18。

在胎面带5的制造过程中，每个挤压机18，18a保持一个固定的定位，而辅助鼓15被旋转驱动，被借助机械臂19a适当地沿横向移动，以便在带结构4上形成一个适当形状和厚度的层。从挤压机18，18a输送的连续条带状构件最好具有扁平的截面，因而通过改变连续匝的重叠度和/或带结构4的表面相对于来自挤压机18，18a的条带状构件的横截面轮廓的取向，可以调节在带结构4上形成弹性体层的厚度。

在已完成胎面带5的制造时，机械臂19a引起辅助鼓15的新平移，使其从挤压机18或其它供应构件移开，并将其再次装置成相对于初级鼓13的轴向对准关系。

承载胎面带5的带结构4适于被辅助鼓15拾取，并被转送至已在初级鼓13上形成或接合的圆筒形套筒形式的胎体结构。为此目的，一个基本环形构造的转送构件28被移动直至它围绕辅助鼓15定位，以便从辅助鼓拾取带结构4和胎面带5。按照一种本身公知的方式，辅助鼓15脱开带结构4，然后，带结构被转送构件28轴向平移，以便放置在承载胎体套筒的初级鼓13上的一个共轴定心的位置上。

然后，胎体套筒通过使环形锚定结构7彼此移近，同时使压力下的流体进入套筒直至使胎体层与被转送构件保持的带结构4的内表面接触为止，从而形成一种环形构造。这样构制的轮胎2使其本身从初级鼓15除下，以便其后接受通常的硫化步骤。

与上述各实施例不同，胎面带5可适当地制成，其后将带结构4转送至胎体套筒3上。在这种情形中，驱动组件19将被设置成通过进行所述驱动组件19、初级鼓15和/或供应构件18，18a之间的相对运动而在一个或多个供应构件18，18a的前面在初级鼓13上操作，以便形成胎面带5。在这种情形中，当进行胎面带5的形成时，带结构4将已经与呈环形构造的胎体套筒3接合。

在可以在上述各实施例中采用的另一个替代实施例中，驱动组件19可被设置成在带结构4的圆周范围的横向上进行一个或多个供应构件18，18a的平移，以便引起由连续条带状构件构成的匝的横向分布。

本发明具有重要的优点。

通过将连续条带状构件缠绕成以并排关系设置的匝而制造胎面带5，这实际上能够克服所有的现有技术局限性，现有技术的局限性是与需要采用复杂笨重的机械通过挤压生产胎面带相关的；实际上，使用这种复杂笨重的机械涉及到只有大规模生产才合理的高额投资和运行成本。然而本发明能够使用简单轻便得多的机械来生产胎面带，适于与各组装设备1的生产率成比例地调节的生产状态。

因此，目前使用的、包括与同一胎面带挤压生产线相连结的多个组装设备可以有利地适应于市场所要求的生产率的增加，这只要增加一个或多个按照本发明的设备以便实现符合市场需求的生产率的提高即可。

也应该认识到，本发明可实现胎面带的更大均匀性，而这种均匀性在公知技术中是借助围绕带结构施加的生弹性体材料的条带、特别是在条带本身的末端处端部对端部的接合部的正确分布来显著调节的。

在公知技术中，这些状况也会引起很大数量的报废产品，然而本发明则能够消除这种缺陷。

另外，从定性的观点来看的进一步的优点，当所述设备与连结有一条公知类型的挤压线的其它设备组合使用时，还可体现在传统的挤压线上。例如，所述设备与设有一条或多条传统挤压线的公知设备相组合，当必须进行特定的混合工作及由于工艺要求，材料不能被高速挤压时，能够降低挤压线的生产率。另外，有利的是，能够借助挤压线最大生产率极限的适当余量来利用挤压线，在这种状态下，就所制成的产品的质量稳定性而言可得到更大的保证。

Claims (13)

1.一种组装车轮轮胎的方法，该方法包括以下步骤：

在一初级鼓(13)上设置一个胎体结构(3)，该胎体结构包括至少一个与彼此轴向间隔开来的环形锚定结构(7)接合的胎体层(10)；

在一辅助鼓(15)上设置一个带结构(4)，该带结构包括至少一个带层(11a，11b，12)，该辅助鼓以与初级鼓(13)共轴对准的关系布置；

从辅助鼓(15)拾取带结构(4)，将其转送至一个相对于胎体结构(3)共轴定心的位置；

向带结构(4)施加一个胎面带(5)，胎面带(5)的施加是通过围绕带结构(4)将至少一个弹性体材料的连续条带状构件缠绕成连续的圆周匝而进行的；

其中，胎面带(5)的施加是在带结构(4)从辅助鼓(15)去除前进行的；

其中，在形成带结构(4)之后并且在进行连续条带状构件的施加之前，进行以下步骤：将辅助鼓(15)从包含初级鼓(13)的旋转轴线的一竖直平面移开，从辅助鼓(15)与用于施加带结构的装置(16)相互作用的位置开始，将辅助鼓(15)移向供给条带状构件的供应构件(18，18a)；

并且所述方法还包括以下步骤：一旦已完成胎面带(5)的施加，将辅助鼓(15)从所述供应构件(18，18a)移开，并将该辅助鼓(15)移至其再次相对于初级鼓(13)成轴向对准关系的位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：连续条带状构件在与条带状构件本身围绕带结构(4)缠绕的同时，从放置在靠近带结构(4)的区域的所述供应构件(18，18a)输送的。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：连续条带状构件的输送是在通过所述供应构件(18，18a)的挤压而进行的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：与连续条带状构件的施加同时进行以下步骤：

使承载带结构(4)的辅助鼓(15)进行围绕其几何轴线的圆周分布旋转运动，从而使连续条带状构件围绕带结构(4)圆周分布；

进行辅助鼓(15)和供应构件(18，18a)之间的受控的相对横向分布位移，从而用所述条带状构件形成以相互并排关系设置的多个匝，以便形成胎面带(5)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述横向分布位移是借助辅助鼓(15)的移动而进行的。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：辅助鼓(15)的旋转驱动和移动是借助一个接合辅助鼓本身的驱动组件(19a)进行的。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：布置胎体结构(3)的步骤是通过在初级鼓(13)上组装胎体结构本身的构件而进行的。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在将胎体结构(3)本身成形为环形构造之后，将转送至胎体结构(3)上的一个共轴定心位置的带结构(4)与所述胎体结构相连接。

9.一种用于组装车轮轮胎的设备，该设备包括：

一个布置成支承一个胎体结构(3)的初级鼓(13)，所述胎体结构包括至少一个与彼此轴向间隔开来的环形锚定结构(7)相接合的胎体层(10)；

一个用于承载带结构(4)的辅助鼓(15)；

用于在辅助鼓(15)上施加带层以形成所述带结构(4)的装置(16)，所述辅助鼓以与初级鼓(13)共轴对准的关系布置；

至少一个用于将胎面带(5)施加在带结构(4)上的组件(17)；

一个将带结构(4)从辅助鼓(15)移至初级鼓(13)的转送构件；

其中所述至少一个施加组件(17)包括至少一个供应构件(18，18a)以及一驱动组件(19)，该至少一个供应构件(18，18a)用于将至少一个弹性体材料的连续条带状构件在带结构(4)上铺设成连续圆周匝，该驱动组件(19)设置用于绕辅助鼓(15)的几何轴线旋转驱动辅助鼓，使所述条带状构件在带结构(4)上圆周分布，并引起辅助鼓(15)和所述至少一个供应构件(18，18a)之间受控的相对位移，以便使所述条带状构件分布成使所述匝以相互并排关系设置，从而形成胎面带(5)；

其中所述驱动组件(19)被布置成将辅助鼓(15)从包含初级鼓(13)的旋转轴线的一竖直平面移开，从辅助鼓(15)与用于施加带结构的装置(16)相互作用的位置开始，将辅助鼓(15)移向所述至少一个供应构件(18，18a)，然后将辅助鼓(15)从所述供应构件(18，18a)移开以将该辅助鼓(15)移至其再次相对于初级鼓(13)成轴向对准关系的位置。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于：所述供应构件包括至少一个挤压机(18，18a)。

11.如权利要求9所述的设备，其特征在于：所述驱动组件(19)在辅助鼓(15)上操作，以便使辅助鼓相对于供应构件(18，18a)移动。

12.如权利要求9所述的设备，其特征在于：所述驱动组件被结合在一个接合于辅助鼓(15)的机械臂(19a)中。

13.如权利要求9所述的设备，其特征在于：驱动组件(19)包括一个滑架(19b)，该滑架可沿一个导向结构(27)在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置上，它将辅助鼓(15)支承在带结构施加装置(16)前面的一个位置上，在第二位置上它将辅助鼓(15)支承在所述至少一个供应构件(18，18a)前面的位置上。

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