DE102006028102A1 - Abhaspeleinrichtung - Google Patents
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Abstract
Eine Abhaspeleinrichtung weist einen Abhaspel (1) zum Abhaspeln eines Bandes (2) auf. Dem Abhaspel (1) ist eine Dickenmesseinrichtung (3) nachgeordnet, von der die Dicke (d) des abgehaspelten Bandes (2) messbar ist. Der Dickenmesseinrichtung (3) ist eine Richtmaschine (5) nachgeordnet, von der das abgehaspelte Band (2) richtbar ist. Der Richtmaschine (5) ist eine Verarbeitungseinrichtung (8) nachgeordnet, von der das gerichtete Band (2) weiter verarbeitbar ist. Einer Steuereinrichtung (4) ist die Dicke (d) des Bandes (2) zuführbar. Von ihr sind die Richtmaschine (5) und/oder die Verarbeitungseinrichtung (8) in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke (d) des Bandes (2) ansteuerbar.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abhaspeleinrichtung, die folgende Elemente umfasst:
- – einen Abhaspel zum Abhaspeln eines Bandes;
- – eine dem Abhaspel nachgeordnete Richtmaschine zum Richten des abgehaspelten Bandes;
- – eine der Richtmaschine nachgeordnete Verarbeitungseinrichtung zum Weiterverarbeiten des gerichteten Bandes;
- – eine Steuereinrichtung, von der die Richtmaschine und/oder die Verarbeitungseinrichtung ansteuerbar sind.
- Derartige Abhaspeleinrichtungen sind allgemein bekannt. Sie werden beispielsweise eingesetzt, wenn mehrere Bänder miteinander verschweißt werden sollen. In diesem Fall beispielsweise weist die Verarbeitungseinrichtung mehrere Teileinrichtungen auf, wobei die der Richtmaschine nächstgelegene Teileinrichtung als Schere ausgebildet ist. Die der Schere nächstgelegene Teileinrichtung ist in diesem Fall als Schweißeinrichtung zum Verschweißen des gerichteten Bandes mit einem anderen Band ausgebildet, die der Schweißeinrichtung nächstgelegene Teileinrichtung als Reinigungseinrichtung oder als Bandspeicher zum Zwischenspeichern des anderen Bandes. Alternativ ist es möglich, dass die Verarbeitungseinrichtung ein Kaltwalzwerk ist. In diesem Fall weist die Verarbeitungseinrichtung mindestens ein Kaltwalzgerüst auf.
- Im Stand der Technik weist die Abhaspeleinrichtung weiterhin eine Dickenmesseinrichtung auf, die hinter der Richtmaschine angeordnet ist. Beim Abhaspeln des Bandes durchläuft der Bandkopf die Richtmaschine und wird derart gerichtet, dass er mit einer möglicht korrekten Höhenlage in die Verarbeitungseinrichtung einläuft. Gleiches gilt für das Bandende.
- Zum Einstellen der korrekten Höhenlage des Bandkopfes und des Bandendes muss die Richtmaschine korrekt angesteuert sein.
- Die Ansteuerung der Richtmaschine ist unter anderem von der Dicke des Bandes abhängig. Im Stand der Technik wird die Banddicke geschätzt und die Richtmaschine entsprechend eingestellt. Die Einstellung der Richtmaschine ist daher oftmals suboptimal.
- Der Bandkopf weist oftmals eine Dicke auf, die um mehr als eine zulässige Dickentoleranz von einer Solldicke abweicht. Gleiches gilt oftmals für das Bandende. Der Bandkopf und/oder das Bandende stellen daher Abschnitte des Bandes dar, die vom übrigen Band abgetrennt werden müssen. Auf Grund der Anordnung der Dickenmesseinrichtung hinter der Richtmaschine besteht im Stand der Technik ein nur relativ geringer Abstand von der Dickenmesseinrichtung zu einer nachgeordneten Schere. Die Regeldynamik für die Schere muss daher sehr hoch sein, damit die Schere korrekt angesteuert werden kann. Alternativ darf das Band nur relativ langsam verfahren werden.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abhaspeleinrichtung zu schaffen, die optimierter betreibbar ist.
- Die Aufgabe wird durch eine Abhaspeleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß weist die Abhaspeleinrichtung einen Dickenmesseinrichtung auf, die zwischen dem Abhaspel und der Richtmaschine angeordnet ist. Die von der Dickenmesseinrichtung gemessene Dicke des abgehaspelten Bandes ist der Steuereinrichtung zuführbar. Von der Steuereinrichtung sind die Richtmaschine und/oder die Verarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke des abgehaspelten Bandes ansteuerbar.
- Die Dickenmesseinrichtung ist vorzugsweise als abstandsbasierte Dickenmesseinrichtung ausgebildet. Beispiele derartiger Dickenmesseinrichtungen sind auf Wirbelstrombasis arbeitende Messeinrichtungen und laufzeitbasierte Messeinrichtun gen. Letztere arbeiten auf Ultraschallbasis oder auf Lichtbasis, insbesondere mit Lasern. Abstandsbasierte Dickenmesseinrichtungen werden bei der vorliegenden Erfindung insbesondere deshalb bevorzugt, weil sie kompakt, kostengünstig und zuverlässig sind. Insbesondere ist mit derartigen Dickenmessgeräten sogar eine Nachrüstung bereits bestehender Abhaspeleinrichtungen möglich.
- Es ist möglich, dass die Dickenmesseinrichtung das abgehaspelte Band einseitig abtastet. In diesem Fall muss gewährleistet sein, dass die nicht abgetastete Seite des Bandes sich auf einem definierten Niveau befindet. Beispielsweise ist es möglich, dass das abgehaspelte Band an der Stelle, an der es von der Dickenmesseinrichtung abgetastet wird, über eine Referenzrolle läuft.
- Alternativ ist es möglich, dass die Dickenmesseinrichtung das abgehaspelte Band zweiseitig abtastet. Diese Ausgestaltung der Dickenmesseinrichtung erfordert zwar einen höheren Ausrüstungsaufwand. Im Gegenzug ist jedoch die Dicke des Bandes unabhängig von der Höhenlage des Bandes erfassbar.
- Es ist möglich, dass die Abhaspeleinrichtung eine zwischen der Richtmaschine und der Verarbeitungseinrichtung angeordnete Höhenmesseinrichtung zum Erfassen der Höhenlage des gerichteten Bandes umfasst. In diesem Fall ist insbesondere möglich, zu kontrollieren, ob die von der Steuereinrichtung vorgenommene Ansteuerung der Richtmaschine korrekt ist.
- Von der Steuereinrichtung sind anhand einer Ermittlungsvorschrift in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke des abgehaspelten Bandes Ansteuerwerte für die Richtmaschine ermittelbar. Es ist möglich, die erfasste Höhenlage der Steuereinrichtung zuzuführen. In diesem Fall kann die Ermittlungsvorschrift von der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Höhenlage nachführbar sein.
- Es ist möglich, dass von der Steuereinrichtung zusätzlich der Abhaspel ansteuerbar ist.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen und den weiteren Ansprüchen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
-
1 eine erfindungsgemäße Abhaspeleinrichtung, -
2 ein Ablaufdiagramm, -
3 -5 mögliche Ausgestaltungen von Dickenmesseinrichtungen und -
6 eine mögliche Ausgestaltung einer Verarbeitungseinrichtung. - Gemäß
1 umfasst eine Abhaspeleinrichtung einen Abhaspel1 . Mittels des Abhaspels1 ist ein Band2 abhaspelbar. Das Band2 ist in der Regel ein dünnes Metallband, beispielsweise ein Stahlband. Es weist in der Regel eine Banddicke d von 0,1 bis 8,0 mm auf. - Dem Abhaspel
1 ist eine Dickenmesseinrichtung3 nachgeordnet. Mittels der Dickenmesseinrichtung3 ist dynamisch die Dicke d des Bandes2 messbar. Die gemessene Banddicke d führt die Dickenmesseinrichtung3 einer Steuereinrichtung4 zu. - Der Dickenmesseinrichtung
3 ist eine Richtmaschine5 nachgeordnet. Die Richtmaschine5 weist mehrere Rollen6 auf. Die Rollen6 sind in einer Bandlaufrichtung x versetzt angeordnet. Sie sind abwechselnd von oben und/oder von unten an das Band2 anstellbar. - Mittels der Rollen
6 der Richtmaschine5 kann das Band2 gerichtet werden, das heißt eine horizontale Höhenlage h eingestellt werden, mit der ein Bandkopf7 des Bandes2 und ein Bandende des Bandes2 in eine Verarbeitungseinrichtung8 einlaufen. Die Verarbeitungseinrichtung8 ist der Richtmaschine5 nachgeordnet. Von ihr wird das Band2 weiter verarbeitet. - Zwischen der Richtmaschine
5 und der Verarbeitungseinrichtung8 kann eine Höhenmesseinrichtung9 angeordnet sein. Sofern die Höhenmesseinrichtung9 vorhanden ist, wird von ihr die Höhenlage h des Bandes2 erfasst und der Steuereinrichtung4 zugeführt. - Die Steuereinrichtung
4 steuert in der Regel die gesamte Abhaspeleinrichtung, also den Abhaspel1 , die Richtmaschine5 und die Verarbeitungseinrichtung8 . Dieser Fall wird nachfolgend in Verbindung mit2 erläutert werden. Prinzipiell wäre es jedoch ausreichend, wenn die Steuereinrichtung4 die Richtmaschine5 und/oder die Verarbeitungsseinrichtung8 – insbesondere die Richtmaschine5 und die Verarbeitungseinrichtung8 – ansteuert. - Gemäß
2 steuert die Steuereinrichtung4 zunächst in einem Schritt S1 den Abhaspel1 derart an, dass der Abhaspel1 mit dem Abhaspeln des Bandes2 beginnt. - In einem Schritt S2 nimmt die Steuereinrichtung
4 die von der Dickenmesseinrichtung3 erfasste Banddicke d entgegen. - In einem Schritt
53 prüft die Steuereinrichtung4 , ob die ihr zugeführte Banddicke d von Null verschieden ist, das Band2 also von der Dickenmesseinrichtung3 erfasst wird. Wenn dies der Fall ist, steuert die Steuereinrichtung4 in einem Schritt S4 – eventuell mit einem geeigneten Zeitversatz – die Richtmaschine5 in Abhängigkeit von der erfassten Dicke d an. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung4 im Rahmen des Schrittes S4 anhand einer Ermittlungsvorschrift in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke d des abgehaspelten Bandes2 Ansteuerwerte A* für die einzelnen Rollen6 der Richtmaschine5 ermitteln und die ermittelten Ansteuerwerte A* an die Richtmaschine5 übermitteln. - In einem Schritt S5 kann die Steuereinrichtung
4 – eventuell mit einem geeignet bestimmten Zeitversatz – Ansteuerwerte B* für die Verarbeitungseinrichtung8 ermitteln und an die Ver arbeitungseinrichtung8 übermitteln. Die Ansteuerwerte B* für die Verarbeitungseinrichtung8 können ebenfalls von der gemessenen Dicke d des abgehaspelten Bandes2 abhängen. Beispielsweise kann ein Zeitpunkt bestimmt werden, ab dem die tatsächliche Banddicke d von einer Solldicke d* nur noch um maximal eine zulässige Dickentoleranz δd (oder weniger) abweicht. Die Verarbeitungseinrichtung8 kann in diesem Fall beispielsweise derart angesteuert werden, dass an der korrespondierenden Stelle des Bandes2 der Bandkopf7 vom Rest des Bandes2 abgetrennt wird. Zusätzlich ist es möglich, einen Abstand, den Messer einer entsprechenden Trenneinrichtung in Bandlaufrichtung x aufweisen, in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke d des abgehaspelten Bandes2 einzustellen. - Sofern die Höhenmesseinrichtung
9 vorhanden ist, werden sodann vorzugsweise Schritte S6 und S7 ausgeführt. - Im Schritt S6 prüft die Steuereinrichtung
4 , ob das Band2 bereits die Höhenmesseinrichtung9 erreicht hat. Dies kann beispielsweise mittels einer einfachen, Fachleuten allgemein bekannten Wegverfolgung ermittelt werden. - Im Schritt S7 nimmt die Steuereinrichtung
4 die von der Höhenmesseinrichtung9 erfasste Höhenlage h des gerichteten Bandes2 entgegen und führt in Abhängigkeit von der erfassten Höhenlage h die Ermittlungsvorschrift, anhand derer sie die Ansteuerwerte A* für die Richtmaschine5 ermittelt, nach. Insbesondere kann die Steuereinrichtung4 die erfasste Höhenlage h mit einer Sollhöhenlage h* vergleichen und anhand des Vergleichs die Ermittlungsvorschrift nachführen (adaptieren). - Das Nachführen von Ermittlungsvorschriften ist als solches Fachleuten allgemein bekannt. Beispielsweise arbeiten adaptive Regelungen und modellbasierte Ermittlungsverfahren nach diesen Prinzipien.
- In einem Schritt S8 prüft die Steuereinrichtung
4 , ob das Band2 die Verarbeitungseinrichtung8 erreicht hat. Auch die se Prüfung kann beispielsweise mittels einer Wegverfolgung vorgenommen werden. Alternativ ist es möglich, dass der Steuereinrichtung4 von der Verarbeitungseinrichtung8 eine entsprechende Rückmeldung übermittelt wird. - Wenn das Band
2 die Verarbeitungseinrichtung8 noch nicht erreicht hat, geht die Steuereinrichtung4 zum Schritt S2 zurück. Wenn das Band2 die Verarbeitungseinrichtung8 bereits erreicht hat, setzt die Steuereinrichtung4 die weitere Ausführung des Verfahrens mit einem Schritt S9 fort. - Im Schritt S9 steuert die Steuereinrichtung
4 die Richtmaschine5 derart an, dass diese das Band2 nicht mehr richtet. Insbesondere werden die Rollen6 vom Band2 abgestellt. Die Ansteuerung des Abhaspels1 und der Verarbeitungseinrichtung8 wird im Rahmen des Schrittes S9 hingegen beibehalten. Je nach weiterer Verarbeitung kann im Rahmen des Schrittes S9 beispielsweise eine Bandgeschwindigkeit v, mit der das Band2 abgehaspelt wird, erhöht werden. - In einem Schritt S10 nimmt die Steuereinrichtung
4 von der Dickenmesseinrichtung3 erneut die Dicke d des Bandes2 entgegen. - In einem Schritt S11 prüft die Steuereinrichtung
4 , ob die erfasste Banddicke d den Wert Null aufweist. - Wenn die Banddicke d nicht den Wert Null aufweist, steuert die Steuereinrichtung
4 in einem Schritt S12 – eventuell erneut mit einem geeignet bestimmten Zeitversatz – die Verarbeitungseinrichtung8 entsprechend der erfassten Dicke d des Bandes2 an. Beispielsweise kann – analog zur Vorgehensweise beim Bandkopf7 – erfasst werden, ab welchem Zeitpunkt die Banddicke d um mehr als die zulässige Dickentoleranz δd von der Solldicke d* abweicht. Die Verarbeitungseinrichtung8 kann in diesem Fall derart angesteuert werden, dass sie ein in den FIG nicht näher bezeichnetes Bandende vom Rest des Bandes2 abtrennt. Sodann geht die Steuereinrichtung4 zum Schritt S9 zurück. - Wenn die erfasste Dicke d des Bandes
2 den Wert Null erreicht hat, hat das Bandende die Dickenmesseinrichtung3 passiert. In diesem Fall passt die Steuereinrichtung4 in einem Schritt S13 die Ansteuerung des Abhaspels1 und der Verarbeitungseinrichtung8 entsprechend an. Beispielsweise kann die Bandgeschwindigkeit v reduziert werden. Auch kann erneut die Richtmaschine5 angesteuert werden. - Die Dickenmesseinrichtung
3 kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise kann sie mit Strahlung arbeiten, welche das Band2 durchdringt. Beispiele derartiger Strahlungen sind Röntgenstrahlung und Gammastrahlung. Vorzugsweise ist die Dickenmesseinrichtung jedoch als abstandsbasierte – insbesondere laufzeitbasierte – Dickenmesseinrichtung3 ausgebildet. Derartige Dickenmesseinrichtungen3 arbeiten nicht mit durchdringender Strahlung, sondern beispielsweise mit Strahlung, welche vom Band2 reflektiert wird. Beispiele geeigneter Strahlungsarten sind Schall (insbesondere Ultraschall) sowie Licht, insbesondere Laserlicht. Die Wellenlänge verwendeten Lichts kann gegebenenfalls im sichtbaren, im infraroten und sogar im ultravioletten Bereich liegen. - Die
3 bis5 zeigen Beispiele laufzeitbasierter Dickenmesseinrichtungen3 . - Gemäß
3 tastet die Dickenmesseinrichtung3 das abgehaspelte Band2 an einer Abtaststelle10 einseitig ab. Der Begriff „Abtaststelle" bezieht sich in diesem Zusammenhang nicht auf die Seite des Bandes2 , die abgetastet wird, sondern auf die Position in Bandlaufrichtung x, an der das Band 2 abgetastet wird. - Gemäß
3 läuft das abgehaspelte Band2 an der Abtaststelle10 über eine Referenzrolle11 . Gemäß4 befindet sich die Abtaststelle10 zwischen zwei Führungsrollen12 . - Gemäß
5 tastet die Dickenmesseinrichtung3 das abgehaspelte Band2 zweiseitig ab. In diesem Fall kann sich an der Abtaststelle10 keine Referenzrolle befinden. - Die Höhenmesseinrichtung
9 kann – sofern sie vorhanden ist – ähnlich ausgebildet sein wie die Dickenmesseinrichtung3 . In der Regel ist bei der Höhenmesseinrichtung9 eine einseitige Abtastung ohne Referenzrolle hinreichend. -
6 zeigt eine typische Ausgestaltung der Verarbeitungseinrichtung8 . Gemäß6 weist die Verarbeitungseinrichtung8 mehrere Teileinrichtungen13 bis15 auf. Die der Richtmaschine5 nächstgelegene Teileinrichtung13 ist gemäß6 als Schere13 ausgebildet. Mittels der Schere13 sind insbesondere der Bandkopf7 und das Bandende vom Rest des Bandes2 abtrennbar. Vorzugsweise ist die Schere13 in der Bandlaufrichtung x bewegbar (sogenannte fliegende Schere). Dies ist in6 durch einen Doppelpfeil bei der Schere13 angedeutet. - Die der Schere
13 nachgeordnete Teileinrichtung14 ist gemäß6 als Schweißeinrichtung14 ausgebildet. Mittels der Schweißeinrichtung14 kann das gerichtete Band2 mit einem anderen Band2' verschweißt werden. - Die der Schweißeinrichtung
14 nachgeordnete Teileinrichtung15 ist gemäß6 als Bandspeicher15 ausgebildet. Alternativ könnte sie als Reinigungseinrichtung ausgebildet sein. Mittels des Bandspeichers15 ist das andere Band2' zwischenspeicherbar. Der Bandspeicher15 ist typischerweise als sogenannter Schlingenspeicher ausgebildet. - Mittels der erfindungsgemäß ausgestalteten Abhaspeleinrichtung ist ein optimierter Betrieb der Richtmaschine
5 möglich. Die Dickenmesseinrichtung3 ist kostengünstig, kompakt und zuverlässig. Das Band2 kann schneller transportiert werden als im Stand der Technik. Weiterhin kann der Bandspeicher15 kleiner dimensioniert sein als im Stand der Technik. - Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
Claims (11)
- Abhaspeleinrichtung, die folgende Elemente umfasst: – Einen Abhaspel (
1 ) zum Abhaspeln eines Bandes (2 ); – eine dem Abhaspel (1 ) nachgeordnete Dickenmesseinrichtung (3 ) zum Messen der Dicke (d) des abgehaspelten Bandes (2 ); – eine der Dickenmesseinrichtung (3 ) nachgeordnete Richtmaschine (5 ) zum Richten des abgehaspelten Bandes (2 ); – eine der Richtmaschine (5 ) nachgeordnete Verarbeitungseinrichtung (8 ) zum Weiterverarbeiten des gerichteten Bandes (2 ); – eine Steuereinrichtung (4 ), der die von der Dickenmesseinrichtung (3 ) gemessene Dicke (d) des abgehaspelten Bandes (2 ) zuführbar ist und von der die Richtmaschine (5 ) und/oder die Verarbeitungseinrichtung (8 ) in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke (d) des abgehaspelten Bandes (2 ) ansteuerbar sind. - Abhaspeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickenmesseinrichtung (
3 ) als laufzeitbasierte Dickenmesseinrichtung (3 ) ausgebildet ist. - Abhaspeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickenmesseinrichtung (
3 ) das abgehaspelte Band (2 ) einseitig abtastet. - Abhaspeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das abgehaspelte Band (
2 ) an der Stelle (10 ), an der es von der Dickenmesseinrichtung (3 ) abgetastet wird, über eine Referenzrolle (11 ) läuft. - Abhaspeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickenmesseinrichtung (
3 ) das abgehaspelte Band (2 ) zweiseitig abtastet. - Abhaspeleinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zwischen der Richtmaschine (
5 ) und der Verarbeitungseinrichtung (8 ) angeordnete Höhenmesseinrichtung (9 ) zum Erfassen einer Höhenlage (h) des gerichteten Bandes (2 ) umfasst. - Abhaspeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuereinrichtung (
4 ) anhand einer Ermittlungsvorschrift in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke (d) des abgehaspelten Bandes (2 ) Ansteuerwerte (A*) für die Richtmaschine (5 ) ermittelbar sind, dass die erfasste Höhenlage (h) der Steuereinrichtung (4 ) zuführbar ist und dass die Ermittlungsvorschrift von der Steuereinrichtung (4 ) in Abhängigkeit von der erfassten Höhenlage (h) nachführbar ist. - Abhaspeleinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuereinrichtung (
4 ) zusätzlich der Abhaspel (1 ) ansteuerbar ist. - Abhaspeleinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (
8 ) mehrere Teileinrichtungen (13 bis15 ) aufweist und dass die der Richtmaschine (5 ) nächstgelegene Teileinrichtung (13 ) der Verarbeitungseinrichtung (8 ) als Schere (13 ) ausgebildet ist. - Abhaspeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die der Schere (
13 ) nächstgelegene Teileinrichtung (14 ) der Verarbeitungseinrichtung (8 ) als Schweißeinrichtung (14 ) zum Verschweißen des gerichteten Bandes (2 ) mit einem anderen Band (2' ) ausgebildet ist. - Abhaspeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die der Schweißeinrichtung (
14 ) nächstgelegene Teileinrichtung (15 ) der Verarbeitungseinrichtung (8 ) als Bandspeicher (15 ) zum Zwischenspeichern des anderen Bandes (2' ) oder als Reinigungseinrichtung ausgebildet ist.
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