DD156879A3

DD156879A3 - Hydraulische schaltungsanordnung fuer entastungsmaschinen

Info

Publication number: DD156879A3
Application number: DD22005580A
Authority: DD
Inventors: Rainer Berthold; Wilhelm Brueckner; Manfred Gloeckner; Reinhard Scheffler; Gunter Schroeder
Original assignee: Rainer Berthold; Wilhelm Brueckner; Manfred Gloeckner; Reinhard Scheffler; Gunter Schroeder
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1980-03-31
Publication date: 1982-09-29
Also published as: DE3112573A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltungsanordnung fuer Entastungsmaschinen und -geraete, deren bewegliche Entastungsmesser durch hydraulische Arbeitszylinder an den Baumstamm angepresst werden. D. Ziel d. Erfindung besteht darin, bei Beibehaltung einer guten Entastungsqualitaet die fuer den Entastungsvorgang erforderliche Antriebsleistung zu senken. Es ist Aufgabe der Erfindung, die fuer das Durchziehen des Baumstammes durch das Messersystem erforderliche Vorschubkraft dadurch zu senken, dass die Anpresskraft der Entastungsmesser in den astlosen Stammbereichen geringer sein soll als beim unmittelbaren Abtrennen der Aeste, wobei zugleich eine voneinander unabhaengige Verstellbarkeit der beiden Anpresskraftstufen erreicht werden soll. Das wird dadurch erreicht, dass in der Ablaufleitung der an den beweglichen Entastungsmessern angelenkten hydraulischen Arbeitszylinder ein Druckbegrenzungsventil sowie ein dazu parallelgeschaltetes Rueckschlagventil angeordnet sind.

Description

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Titel der Erfindung:

'Hydraulische Schaltungsanordnung für Entastungsmaschinen Anwendung der Erfindung: ' . '

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltungsan-Ordnung für Entastungsmaschinen und -geräte, deren bewegliche Entastungsmesser hydraulisch an den Baumstamm angepreßt werden und bei denen der Entastungsvorgang durch eine Relativbewegung der Entastungsmesser in Sichtung des sich verjüngenden Baumstammes erfolgt und für das Anpressen der Entastungsmesser eine beliebige Anzahl doppeltwirkender hydraulischer Arbeitszylinder mit einseitiger Kolbenstange vorgesehen ist«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Bekannt ist gemäß Bedienanleitung zum in der·DDH hergestellten Stammholzentastungsgerät EA 60 eine hydraulische Schaltungsanordnung, nach der der zuflußseitige Arbeitsdruck in den für das Anpressen der beweglichen Entastungsmesser bestimmten hydraulischen Arbeitszylindern während des Entastungsvorganges eine durch ein Druckbegrenzungsventil begrenzte konstante Größe aufweist« Ferner ist mit DE-OS 2626359 eine Möglichkeit bekannt_} den für das hydraulische Anpressen der Entastungsmesser er-. forderlichen Arbeitsdruck mittels eines Druckflüssigkeitsspeichers zu erzeugen, wobei mit fortschreitender'Durch-

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messerabnahme des Baumstammes im Verlauf des Entastungs-Vorganges der Arbeitsdruck absinkt» Gemeinsames Merkmal beider Lösungen ist,'daß während der . .Entastungsphase in den hydraulischen Arbeitszylindern abflußseitig kein nennenswerter Druck anliegt„ Nachteilig bei diesen Ausführungen ist, daß bei geforderter guter Entastungsqualität die beim unmittelbaren Astabtrennvorgang erforderlichen verhältnismäßig hohen Anpreßkräfte der Entastungsmesser an den.Baumstamm auch in den astlosen Stammbereichen wirksam sind, wodurch hohe Beibkräfte erzeugt v/erden, für deren Überwindung unnötig hohe Vorschubkräfte erforderlich sind«, . · Durch DE-AS 1805143 ist ferner eine Möglichkeit bekannt, die eine annähernde Proportionalität zwischen der in Längsrichtung des Baumstammes wirkenden Vorschubkraft und der Anpreßkraft der Entastungsmesser an den Baumstamm gewährleistet« .

Es handelt sich dabei um ein geschlossenes hydraulisches System.ähnlich dem hydraulischen Bremssystem in Kraftfahrzeugen, wobei in den Kraftfluß zwischen den auf einer Schlittenführung in Längsrichtung des zu entastenden Baumstammes verschiebbar angeordneten Schneidkopf und das zum Bewegen des Schneidkopfes vorgesehene Zugseil ein hydraulischer Druckzylinder zwischengeschaltet ist. Dieser ist als Druckerzeuger für das Beaufschlagen der hydraulischen Stellzylinder für das Anpressen der.gekrümmten Entastungsmesser an den Baumstamm ausgebildet. Dadurch wird bewirkt, daß einesteils durch die vergleichsweise geringen Zugkräfte in den astlosen Stammbereichen eine gleichfalls geringe Anpreßkraft erzeugt wird sowie andererseits beim unmittelbaren Astabtrennvorgang infolge der in Stammlängsrichtung wirkenden axialen Schnittkraftkomponenten an den

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Messerschneiden eine entsprechend höhere Anpreßkraft der Entastungsmessei* an den Baumstamm erreicht wird. Durch diese Lösung wird eine gewisse Minimierung-der erforderlichen Vorschubkräfte beim Entastungsvorgang erreicht. Nachteilig dabei ist, daß der zur Erzielung des beabsichtigten Effektes erforderliche Bauaufwand verhältnismäßig hoch ist und in der vorhandenen Ausführung hinsichtlich unterschiedlicher Entastungsbedingungen keine Variabilität des Verhältnisses der Vorschubkraft zur Anpreßkraft möglich ist, womit der Optimierbarke it zwangsläufig Grenzen gesetzt sind.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, für Entastungsmaschinen und -geräte, deren bewegliche Entastungsmesser hydraulisch an den Baumstamm angepreßt werden, bei Beibehaltung einer guten Entastungsqualität primär eine Minimierung der er-" forderlichen Antriebsleistung zu erreichen, welche sekundär zu einer Einsparung an Bau- und Energiekosten sowie Reduzierung der Baumasse führt und insbesondere bei Anbaugeräten der Einsatz leistungsschwächerer Basismaschinen, vorzugsweise Traktoren, ermöglicht wird»

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Entastungsmaschinen und -geräte, deren bewegliche Entastungsmesser hydraulisch an den Baumstamm angepreßt.werden, eine hydraulische Schaltungsanordnung zu schaffen, durch die ermöglicht wird, daß im Verlauf des Durchziehens des zu entastenden Baumes durch das Messersystem die Vorschubkraft dadurch auf das jeweils erforderliche Minimum reduziert wird, daß die Anpreßkraft der beweglichen Entastungsmesser in den astlosen Stammbereichen bedeutend niedriger ist als beim unmittelbaren Abtrennen der Äste, wobei zugleich eine voneinander unabhängige Verstellbarkeit der beiden Anpreßkraftstufen erreicht werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Ablaufleitung der an den beweglichen Entastungsmessern angelenkten zu- und ablaufseitig parallelgeschalteten hydraulischen Arbeitszylinder ein Druckbegrenzungsventil, das mit seinem Ablaufanschluß an die .Rücklaufleitung angeschlossen ist soYvie ein zum Druckbegrenzungsventil zylinderanschlußseitig parallelgeschaltetes Rückschlagventil» das mit seinem zulaufseitigen Anschluß über eine Leitr.ng mit dem Dreistellungs-Wegeventil verbunden ist_? angeordnet sind_e

Durch die:erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht} daß während des Entastungsvorgänges infolge des sich verjüngenden Baumstammes in den astlosen Bereichen in der Regel ein stetiges Schließen der beweglichen Entastungsmesser.erfolgt j wobei die Anpreßkraft dadurch reduziert wird, daß. in den hydraulischen Arbeitszylindern dem Arbeitsdruck des zufließenden Flüssigkeitsstromes ein Gegendruck im abflies-. senden Flüssigkeitsstrom entgegenwirkt. Die Höhe der beiden Druckwerte wird durch die Einstellung der entsprechen- den Druckbegrenzungsventile bestimmt _s wobei der Gegendruck normalerweise unter dem Arbeitsdruck liegt ₀ Durch die Druckdifferenz wird bei Berücksichtigung des Kolbenbodenbzw, Kolbenstangenquerschnittes der hydraulischen Arbeitszylinder sowie der kinematischen Verhältnisse der Kraft- übertragung die Größe der Reibkraft_ zwischen Entastungsmessern und Baumstamm bestimmt. Beim Einsetzen des Schnittvorganges am Ast fällt beim geringsten Abheben des betreffenden Entastungsmessers von der Stammoberflache der Gegendruck in den hydraulischen Arbeitszylindern schlagartig ab_?

so daß während des Schnittes infolge der ausschließlichen Wirkung des Arbeitsdruckes eine höhere Anpreßkraft vorliegt, Das Abheben der Entastungsmesser wird durch radiale Schnittkraft komponenten hervorgerufen und verursacht einen bezüg-

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lieh der Stammoberfläche schräg hochlaufenden. Schnitt am Astansatz, wobei der Winkel zwischen Schnittfläche und Stammoberfläche umso kleiner ist, je höher die Anpreßkraft ist. Da dieser Winkel die Höhe der am entasteten Stamm verbleibenden Aststummel direkt beeinflußt, ist eine Abhängigkeit zwischen der Höhe des eingestellten Arbeitsdruckes und der Entastungsqualität vorhanden. Für die Einstellung sowohl des Arbeitsdruckes als auch des Gegendruckes müssen die jeweils vorliegenden.Förderungen und Bedingungen, z« B. Entastungsqualität, Holzart, Stamm- und.Astgeometrie, Jahreszeit u. a», berücksichtigt werden.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß mit geringem Bauaufwand eine !Reduzierung der Anpreßkräfte in den astlosen Stammbereichen gegenüber den Anpreßkräften beim Astabtrennvorgang erreicht wird, wobei durch die separate Einstellbarkeit der beiden Druckbegrenzungsventile eine den jeweils vorliegenden Bedingungen entsprechende.Minimierung der beiden Anpreßkraftstufen ermöglicht wird. Aus der Abhängigkeit zwischen Anpreßkraft und Antriebsbedarf resultiert die Einsparung an Energiekosten sowie, die Ersetzbarkeit leistungsschwächerer Antriebsmotore, was in Verbindung mit einer schwächeren Dimensionierung kraftübertragender Bauelemente eine Eeduzierung der Baumasse der gesamten Maschine bewirkt.

In der weiteren Ausbildung der Erfindung ist bei Entastungsmaschinen, die für den Vorschub des Baumstammes angetriebene Vorschubwalzen besitzen, ein Anschluß der für das Anpressen der Vorschubwälzen bestimmten hydraulischen Arbeitszylinder an den vorhandenen Hydraulikkreis für die Messeranpressung vorgesehen, was infolge bestehender Abhängigkeiten zwischen Messer- und Walzenanpressung möglich ist und sich hinsichtlich einer Einsparung von Hydraulikbauteilen sowie Bedienungsvereinfachung vorteilhaft auswirkt.

Die vorgeschlagene Möglichkeit des Einbaus·eines Druckflüssigkeitsspeichers ist dann vorteilhaft, wenn sich auf Grund geringer Vorschubgeschwindigkeiten die Entastungsphase über einen längeren Zeitraum erstreckt, so daß sich die bezweckte kürzere Pumpenbelastung als Energieeinsparung, Erhöhung der Pumpenlebensdauer sowie verringerte Erwärmung der Hydraulikflüssigkeit auswirkt»

Ausführungsbeispiels

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert« Die Zeichnungen zeigen?

Fig. 1 : Einen hydraulischen Punkt ionsschaltplan für bewegliche Entastungsmesser, dargestellt in der Anpreßphase*

Figo 2: Eine Modifizierung des hydraulischen Punktionsschaltplanes gemäß Pig. 1 durch hinzugefügte Hydraulikbauelemente.

Der besseren Übersichtlichkeit halber ist in der zeichnerischen Darstellung für das Anpressen sowohl der Entastungsmesser als auch der Vorschubwalzen stellvertretend für eine beliebige Anzahl zu- und ablaufseitig parallelgeschalteter hydraulischer Arbeitszylinder jeweils nur ein Arbeitszylinder gewählt worden.

Gemäß Pig_e 1 führt von einer Pumpe 2 eine sich verzweigende Druckleitung 3 zum ersten Anschluß eines Dreistellungs-Wegeventils 4 sowie zu einem Druckbegrenzungsventil 11, Der zweite Anschluß des.Dreistellungswegeventils 4 ist mit einer zu einem Behälter 1 führenden Rücklaufleitung 10 verbunden. Eine Zulaufleitung 5 stellt die Verbindung vom dritten Anschluß des Dreistellungs-Wegeventils 4 zum Druck-

)0 raum eines an zwei beweglichen Entastungsmessern 19 ange-' lenkten hydraulischen Arbeitszylinders 6 her« Von der Zu-

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laufleitung 5 zweigt eine Leitung 13 zu einem weiteren hydraulischen Arbeitszylinder 15 ab, welcher an einem Schwenkarm 23 für eine schwenkbare Vorschubwalze 21 angelenkt ist. Eine am hydraulischen Arbeitszylinder 6 angeschlossene Ablaufleitung 7 führt zu einem Druckbegrenzungsventil 8, an dem ablauf seitig die Bücklauf leitung 10 angeschlossen ist. An der Ablaufleitung 7 ist weiterhin ein Bückschlagventil 9 angeschlossen, welches über eine Leitung 12 mit dem vierten.Anschluß des Dreistellungs-Wege- ventils 4 verbunden ist.

Von der Leitung 12 zweigt eine Leitung 14 zum hydraulischen Arbeitszylinder 15 ab,

. Fig, 2 stellt eine Erweiterung des Punktionsschaltplanes gemäß Figo 1 dar, wobei in die Zulaufleitung 5 ein ent-

'5 sperrbares Bückschlagventil 16 eingefügt sowie an die Zulaufleitung 5 zwischen entsperrbarem Bückschlagventil 16 und hydraulischem Arbeitszylinder 6 ein Druckflüssigkeitsspeicher 17 angeschlossen ist. Eine Steuerleitung 18 des entsperrbaren Bückschlagventils 16 ist mit der Leitung 12 verbunden.

Die Ausführung der Entastungsmesser 19; 20 und Vorschub-» walzen 21; 22 entspricht dem bekannten Stand der Technik, so daß eine genaue Darlegung nicht erforderlich ist» Beim Schalten des Dreistellungs-Wegeventils 4 in die gemäß Fig» 1 gezeichnete Schaltstellung I gelangt die Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe 2 über die Druckleitung 3, das Dreistellungs-Wegeventil 4, die Zulaufleitung 5 und die Leitung 13 in die kolbenbodenseitigen Bäume der b.eiden hydraulischen Arbeitszylinder 6; 15. Dabei werden die in der in'neren Endlage befindlichen hydraulischen Arbeitszylinder 6; 15 soweit ausgefahren, bis sich die beweglichen Entastungsmesser 19 sowie die schwenkbare Vorschubwalze an dem auf das untere Entastungsmesser 20 und die untere Vorschubwalze 22 aufgelegten Baumstamm 24 anlegen.

Der Druck im Systemteil von der Pumpe 2 bis zu den kolbenbodenseitigen Räumen der hydraulischen Arbeitszylinder 6; 15 steigt soweit an, daß nach Erreichen des am Druckbegrenzungsventil 11 eingestellten Arbeitsdruckes P₁ der 5. gesamte von der Pumpe 2 geförderte Flüssigkeitsstrom das Druckbegrenzungsventil 11 überströmt und über die Rücklauf leitung 10 in den Behälter 1 fließt. Während beim Ausfahren des hydraulischen Arbeitszylinders 15 die kolbenstangenseitig verdrängte Hydraulikflüssigkeit über die Leitungen Ί4; 12_? das Dreistellungs-Wegeventil 4 und die Rücklaufleitung 10 nahezu drucklos in den Behälter 1 ab~ fließt, wird beim hydraulischen Arbeitszylinder 6 die kolbenstangenseitig verdrängte Hydraulikflüssigkeit über¹ die Ablaufleitung 7 und das Druckbegrenzungsventil 8 gefördert j wonach es über die.Rücklaufleitung 1 0 in den Be_T halter 1 zurückgeführt wird«

Damit baut sich im kolbenstangenseitigen Raum des hydraulischen Arbeitszylinders 6 ein Gegendruck p₂ in Höhe.des •am Druckbegrenzungsventil 8 eingestellten Wertes auf, solange.der hydraulische Arbeitszylinder 6 im Ausfahren 'begriffen, ist, was beim Entastungsvorgang in den astlosen Stammbereichen normalerweise zutrifft. Werden infolge stammseitiger Krafteinwirkung, beispielsweise beim Auftreten radialer Schnittkraftkomponenten beim Schnittvorgang am Ast oder bei Stammdeformationen, die beweglichen Entastungsmesser 19 vom Baumstamm 24 abgedrückt und dadurch ein Einfahren des hydraulischen Arbeitszylinders 6 hervorgerufen so wird der kolbenstangenseitige Raum des hydraulischen Arbeitszylinders 6 schlagartig drucklos und damit die Anpreßkraft ausschließlich durch die Höhe des Arbeitsdruckes p. bestimmt. ^:

Das Aufschwenken der beweglichen.Entastungsmesser 19 und der schwenkbaren Vorschubwalze 21 erfolgt durch Schalten des Dreistellungs-Wegeventils 4 in die Schalt stellung III, wodurch der von der Pumpe 2 erzeugte Flüssigkeitsstrom über die Druckleitung 3? das Dreistellungs-Wegeventil 4,

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die Leitung 12, das Rückschlagventil· 9 und die Ablaufleitung 7 in den kcTbenstangenseitigen Raum des hydraulischen Arbeitszylinder 6 und weiterhin durch die abzweigende Leitung 14 in den kolbenstangenseitigen Raum des hydraulischen Arbeitszylinders 15 gefördert wird, Nach dem vollständigen Einfahren der hydraulischen Arbeitszylinder 6; 15 überströmt die Hydraulikflüssigkeit das Druckbegrenzungsventil 8, wonach sie dann nahezu "drucklos über die Rücklaufleitung 10 in den Behälter 1 zurückfließt. Beim anschließenden Schalten des Drei-* stellungs-Wegeventils 4 in die Schaltstellung II werden die Zulaufleitung 5 und die Leitung 12 durch das Dreistellungswegeventil 4 gesperrt, wodurch das Offenhalten der beweglichen Entastungsmesser 19 und der schwenkbaren Vorschubwalze 21 für das Einlegen des folgenden Baumstammes 24 gewährleistet wird»

Die von der Pumpe 2 weiterhin geförderte Hydraulikflüssigkeit strömt über die Druckleitung 3j das Dreistellungs-Wegeventil h· und die Rücklaufleitung 10 drucklos in den Behälter 1 zurück,,

Für die gemäß.Fig_e 2 erweiterte Schaltungsanordnung gelten gegenüber Fig. 1 folgende Besonderheiten:

- Für das Anpressen der beweglichen Entastungsmesser und der schwenkbaren Vorschubwalze 21 an den Baumstamm 24 wird das Dreistellungs-Wegeventil 4 aus der Schalt- stellung.II nur solange in die Schaltstellung I geschaltet, bis die Pumpe 2 über die Druckleitung 3_? das Dreistellungs-Wegeventil 4? das entsperrbare Rückschlagventil I6.und die Zulaufleitung 5 den Druckflüssigkeitsspeicher 17 "bis zum durch das Druckbegrenzungsventil begrenzten Arbeitsdruck p- gefüllt hat. Nach einsetzendem Überströmen des Druckbegrenzungsventil 11 wird das

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Dreistellungs-Wegeventil 4 wieder in die Schaltstellung II zurückgeschaltet«

Infolge Sperrwirkung des entsperrbaren Rückschlagventils 16 wird der Arbeitsdruck p., durch den gefüllten Druck-flüssigkeitsspeicher 17 aufrechterhalten und die von

der Pumpe 2 geförderte Hydraulikflüssigkeit in bereits _: beschriebener Weise annähernd drucklos umgepumpt „

- Im Verlauf des Entastungsvorganges werden die beiden hydraulischen Arbeitszylinder 6; 15 ausgefahren, wobei infolge der spezifischen Eigenschaft des Druckflüssigkeitsspeichers 17 der Arbeitsdruck p- absinkt,, Der Druckabfall ist umso geringer, je größer das Spei-chervolumen.im Verhältnis zum verbrauchten Flüssigkeitsvolumen ist«

" Wird zwecks Aufschwenken der beweglichen Entastungsmesser 19 sowie der schwenkbaren Vorschubwalze 21 das Dreistellungs-Wegeventil 4 in die Schaltstellung III geschaltet, erfolgt über die unter Druck gesetzte Steuerleitung 18 ein Öffnen des entsperrbaren Rückschlagventils 16, wodurch bei gleichzeitigem Entleeren des Druckflüssigkeitsspeichers 17 der !Punktionsablauf analog der Beschreibung zu Pig«, 1 erfolgt.

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Claims

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Erfindungsanspruch:

1. Hydraulische Schaltungsanordnung für Entastungsmaschinen und -geräte, deren bewegliche Entastungsmesser hydraulisch an den Baumstamm angepreßt werden und bei denen der Entastungsvorgang durch eine Relativbewegung der Entastungsmesser in Richtung des sich verjüngenden Baumstammes erfolgt und für das Anpressen der Entastungsmesser eine beliebige Anzahl doppeltwirkender hydraulischer Arbeitszylinder mit einseitiger Kolbenstange vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß in der Ablaufleitung (T) der an den beweglichen Entastungsmessern (19) angelenkten zu- und ablaufseitig parallelgeschalteten hydraulischen Arbeitszylinder (6) ein Druckbegrenzungsventil (8), das mit seinem Ablaufanschluß an die Rücklaufleitung (10) angeschlossen ist sowie ein zum Druckbegrenzungsventil (8) zylinderan- -schlußseitig parallelgeschaltetes Rückschlagventil (9), das mit seinem zulaufse itigen Anschluß über eine Leitung (12) mit dem Dreistellungs-Wegeventil (4) verbunden ist, angeordnet sind«,

2, Hydraulische Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß eine beliebige Anzahl von zu- und ablaufseitig parallelgeschalteten hydraulischen Arbeitszylindern (15) für das Anpressen der schwenkbaren Vorschubwalzen (21) an den Baumstamm (24) über eine Leitung (13) mit der Zulaufleitung (5) sowie über eine Leitung (14) mit der

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Leitung (12) verbunden sind»

Hydraulische Schaltungsanordnung nach Punkt 1_? gekennzeichnet dadurch,. ·

daß zwischen Dreistellungs-Wegeventil (4) und Zulaufleitung (5) ein entsperrbares Eückschlagventil (16) angeordnet ist, dessen Steuerleitung (18) mit der Leitung (12) verbunden ist und weiterhin an der Zulaufleitung (5)-ein Druckflüssigkeitsspeichel¹ (1?) angeschlossen, ist »

Hleraj 1 Seife Zeichnungen

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