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Die vorliegende Erfindung betrifft einen OPW-Luftsack mit wenigstens drei gewebten Gewebelagen, einer unteren Gewebelage, einer oberen Gewebelage und einer dazwischen angeordneten mittleren Gewebelage.
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Sogenannte Far-side airbags, auch Front center airbags genannt, werden beispielsweise im Fahrersitz von Kraftfahrzeugen auf der zum Beifahrer gerichteten Seite angeordnet. Diese Airbags sollen künftig eingesetzt werden, um den im Jahr 2020 voraussichtlich in Kraft tretenden neuen Prüfanforderungen des Euro NCAP gerecht zu werden. Testbeschreibungen hierzu sind beispielsweise im Internet unter „euro-ncapfar-side-test-and-assessment-protocol-v10.pdf“ zu finden. Siehe auch „European New Car Assessment Programme“ unter www.euroncap.com.
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Die oben genannten Airbags können bisher nur sehr aufwändig im sog. Cut, Seal & Sew-Verfahren gefertigt. Dabei werden eine Vielzahl von Gewebestücken aus einer oder mehreren Gewebebahn(en) ausgeschnitten, mit einer Dichtungsmasse beschichtet und kosten- und zeitaufwändig zu Luftsäcken zusammengenäht. Um eine bestmögliche Schutzwirkung der Fahrzeuginsassen gewährleisten zu können, muss ein solcher Luftsack über eine ausgeprägte Formgebung und sehr hohe Steifigkeit im aufgeblasenen Zustand verfügen. Bekannte Luftsäcke für diesen Einsatzzweck stellen aufwändige Lösungen dar und werden heute unter hohem konfektionstechnischem Aufwand hergestellt, indem z.B. aus einem mit Silikon beschichtetem Flachgewebe zwei oder mehrere identische oder teilidentische oder unterschiedliche Fertigungsteile ausgeschnitten werden, randseitig eine Dichtmasse - z.B. in Form einer umlaufenden Raupe - aufgespritzt wird und anschließend die beiden oder mehrere Gewebeteile übereinandergelegt werden, sowie dann die Teile in Klebeverbund gebracht werden. Zusätzlich werden die Gewebelagen mit einer Naht versehen, um eine ausreichende Festigkeit der Klebenaht zu gewährleisten. Es müssen weitere Komponenten, z.B. Fangbänder, Laschen etc. in einem weiteren Prozessschritt zur Formgebung (mit oder ohne Dichtmasse) angenäht werden. Das Verfahren ist sehr zeit- und kostenintensiv und erfordert zahlreiche manuelle Prozessschritte. Der dem kompletten Modul zur Verfügung stehende Bauraum im Fahrzeugsitz ist jedoch sehr begrenzt. Genähte Far-side airbags bedingen, da die Nähte und mehrere Gewebelagen sehr auftragen, erhöhten Bauraumbedarf.
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Aus der
EP 3 127 758 A1 ist ein Far-side airbags apparatus bekannt, welcher einen mehrfach genähten zweilagigen Luftsack aufweist, in dessen Innenraum zur Steuerung der beim Aufblasen angestrebten Raumstruktur des sonst zweilagigen Luftsacks verschiedene zu den Außenlagen parallel liegende gezielt bemaßte und positionierte Gewebestücke vernäht sind. Zusätzlich sind gezielte Verbindungsnähte zur Verbindung der beiden äußeren Gewebelagen angebracht. Aus der dortigen Beschreibung geht die mühsame und zeitaufwändige Herstellung von Far-side airbags hervor.
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Aus der
DE 10 2019 002 441 A1 ist ein OPW-Luftsack mit wenigstens drei gewebten Gewebelagen, einer unteren Gewebelage, einer oberen Gewebelage und einer dazwischen angeordneten mittleren Gewebelage bekannt. Die hier vorgeschlagene Konstruktion baut jedoch sehr raumgreifend, was den Einbau bei sehr beengten Situationen, wie z.B. bei der Anordnung von Knieairbags in Kfz unmöglich macht.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Luftsack vorzuschlagen, mit welchem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder zumindest stark verringert werden.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem in einem Stück gewebten OPW-Luftsack gemäß Anspruch 1, nämlich einem
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in einem Stück gewebten OPW-Luftsack mit Kettfäden und Schussfäden, die in wenigstens drei gewebten Gewebelagen, einer unteren Gewebelage, einer oberen Gewebelage und einer dazwischen angeordneten mittleren Gewebelage verwebt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kett- und Schussfäden der mittleren Gewebelage in wenigstens einem ausgewählten Durchströmbereich flottieren. Der erfindungsgemäße OPW-Luftsack ist vorteilhafterweise ein in einem einzigen Arbeitsgang in einem Stück gewebter (One Piece Woven) Luftsack, welcher fix-und-fertig gewebt aus der Webmaschine kommend, vorteilhafterweise bereits mit allen seinen Funktionsmerkmalen ausgestattet und konfiguriert ist. Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht eine räumlich sehr kleine und gedrängte Ausbildung des Luftsacks und damit insbesondere die Verwendung bei der Konstruktion von Anordnungen von Knieairbags. Die im Durchströmbereich flottierenden Kett- und Schussfäden sind nicht durch eine Webbindung miteinander verbunden. Deshalb ist die mittlere Gewebelage in diesem Bereich luftdurchlässig. So kann beispielsweise zwischen der oberen und der mittleren Gewebelage eingespeiste Luft durch den Durchströmbereich der mittleren Gewebelage hindurchströmen und in den Bereich zwischen der mittleren Gewebelage und der unteren Gewebelage gelangen. Das gleiche kann naturgemäß in der anderen Richtung ebenfalls stattfinden. Beim Durchströmen der Luft durch den Durchströmbereich weichen die Kett- und Schussfäden der mittleren Gewebelage seitlich zum jeweiligen Fadenverlauf aus und lassen die anströmende Luft durch die mittlere Gewebelage hindurchströmen. Der erfindungsgemäße Luftsack benötigt keinen aus dem Stand der Technik bekannten separat angeordneten sogenannten Einströmbereich und kann deshalb bedeutend kleiner gebaut werden als dies bei bisher bekannten Luftsäcken der Fall ist. Um den vorgeschriebenen unterschiedlichen Dichtigkeitsanforderungen zu entsprechen ist er jeweils individuell nur noch mit einem Dichtungsmittel zu versehen. Damit ergibt sich im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Airbags eine große Kostenersparnis, und die Herstellungszeit kann verkürzt werden. Die beiden Kammern können von einem Generator bzw. Inflator in einem Aufblasvorgang gleichzeitig befüllt werden und bilden bereits einen stabilen Airbag. Ziel ist es nebenbei, mit dieser Grundkonstruktion die Anforderungen des Euro-NCAP zu erfüllen.
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In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der OPW-Luftsack dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine ausgewählte Durchströmbereich von einem Umrandungsbereich umgeben ist, in welchem eine gegenüber der Grundbindung der mittleren Gewebelage dichtere Bindung vorliegt.
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Sollte es aufgrund der Konstruktion (Stichwort Einarbeitung) der unteren Gewebelage und/oder der oberen Gewebelage, nicht möglich sein, die mittlere Gewebelage im Durchströmbereich als leinwandbindiges Gewebe auszuführen, dann kann partiell um den Bereich der flottierenden Kett- und Schussfäden herum als Verstärkung eine engere Bindung als die Grundbindung der mittleren Gewebelage z.B. Leinwandbindung eingesetzt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der OPW-Luftsack dadurch gekennzeichnet, dass die obere Gewebelage und die mittlere Gewebelage in ausgewählten Bereichen über X-Tether miteinander verbunden sind. Diese erfindungsgemäße Konfiguration ermöglicht eine zielgenaue Beherrschung der individuell gewünschten Ausformung des Raumes zwischen der oberen Gewebelage und der mittleren Gewebelage. Auch hier gilt, dass in den ausgewählten Bereichen, in denen zwei Gewebelagen über X-Tether miteinander verbunden sind, vorteilhafterweise die lokale Ausdehnung des Luftsacks und deren Ausmaß beim Aufblasen erfindungsgemäß gewollt eingeschränkt werden können.
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In einer ähnlichen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der OPW-Luftsack dadurch gekennzeichnet, dass die untere Gewebelage und die mittlere Gewebelage in ausgewählten Bereichen über X-Tether miteinander verbunden sind. Hier gilt das zu der vorgenannten Ausbildung gesagte ebenso.
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In wieder einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der OPW-Luftsack dadurch gekennzeichnet, dass die obere Gewebelage und die mittlere Gewebelage zwischen sich eine obere Luftkammer einschließen und die untere Gewebelage und die mittlere Gewebelage zwischen sich eine untere Luftkammer einschließen und dass die obere Luftkammer einen Generatormund zur Aufnahme eines Generators aufweist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht insbesondere darin, dass über einen einzigen Generatormund alle Luftkammern des Luftsacks gefüllt werden können.
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In noch einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der OPW-Luftsack dadurch gekennzeichnet, dass er in der oberen und/oder unteren Luftkammer Versteifungskammern aufweist. Diese Konfiguration erlaubt erfindungsgemäß beim Aufblasen gesteuerte Krümmungen eines Teils des Luftsacks gegenüber einem anderen Teil des Luftsacks.
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In wieder einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der OPW-Luftsack dadurch gekennzeichnet, dass in der oberen und/oder unteren Luftkammer X-Tether-Kolonnen angeordnet sind.
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Durch unterschiedliche Anordnungen von X-Tether-Kolonnen und Versteifungskammern können beim Aufblasen des Luftsacks gezielt Krümmungen einzelner Abschnitte gegenüber anderen Abschnitten erreicht werden.
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In schließlich noch einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der OPW-Luftsack dadurch gekennzeichnet, dass er auf seinen Außenflächen mit einer Polymerschicht versehen ist. Die Beschichtung mit einer derartigen Dichtmasse erhöht vorteilhafterweise die Luftundurchlässigkeit der Gewebelagen und damit die Formbeständigkeit des unter Aufblasdruck stehenden Luftsacks.
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Insbesondere ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung im Bereich Knie-Airbag einsetzbar.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme einer Zeichnung kurz beschrieben.
- 1 zeigt stark schematisiert in Perspektive drei Lagen eines OPW-Luftsack im nicht aufgeblasenen Zustand, wobei seine drei Lagen auseinandergezogen dargestellt sind.
- 2 zeigt stark schematisiert den OPW-Luftsack von 1 in Seitenansicht.
- 3 zeigt stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen OPW-Luftsacks mit eingefügtem Inflator in der Draufsicht.
- 4 zeigt stark schematisiert den OPW-Luftsack von 3 gesehen von Links.
- 5 zeigt stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen OPW-Luftsacks mit Generatormund mit zwischen der oberen und der mittleren Gewebelage im Generatormund eingefügtem Inflator bzw. Generator.
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In 1 ist, stark auseinandergezogen, die Anordnung dreier Gewebelagen, nämlich einer oberen Gewebelage OG, einer mittleren Gewebelage MG und einer unteren Gewebelage UG übereinander dargestellt. Die obere Gewebelage OG und die untere Gewebelage UG enthalten durchgehend beispielsweise in Leinwandbindung L1/1 miteinander verwebte Kettfäden KF und Schussfäden SF. Ebenso die mittlere Gewebelage MG, wobei dort die Kettfäden KF und Schussfäden SF in einem als etwa mittig beispielhaft rechteckig geformte karierte Fläche dargestellten Durchströmbereich DSB nicht miteinander verwebt sind, sondern flottieren, d. h. - wie der Fachmann weiß - in diesem Bereich sind die Kett- und Schussfäden KF, SF nicht durch Webbindungen miteinander verbunden, sondern liegen parallel und quer zu ihrer Verlaufsrichtung verschiebbar in der Gewebelage. Sollte im Durchströmbereich DSB quer zu der mittleren Gewebelage MG ein Luftstrom LS aufgebracht werden, so weichen in diesem Bereich die Kett- und Schussfäden KF, SF seitlich aus und ermöglichen eine Durchströmung der mittleren Gewebelage in diesem Bereich in der dargestellten Richtung L.
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In der 1 links ist die Verlaufsrichtung der Kett- und Schussfäden KF, SF durch zwei Pfeile, K für Kettrichtung und S für Schussrichtung angegeben. Ein Pfeil II soll die Blickrichtung auf die Gewebelagen gemäß der Ansicht von 2 zeigen. In 2 sind die Gewebelagen OG, MG, UG ebenfalls der besseren Übersicht halber etwas auseinandergezogen dargestellt. Tatsächlich liegen die Gewebelagen im Ruhezustand eng aneinander anliegend plan übereinander. Man erkennt den Durchströmbereich DSB im Schnitt als gestrichelte Linie sowie den Pfeil L und einen weiteren Pfeil, welcher die Bewegung des eben angesprochenen Luftstroms LS angeben soll.
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Während die zuvor beschriebenen 1 und 2 rein schematische Darstellungen zeigen, ist in 3 bereits ein beispielhafter erfindungsgemäßer, in einem Stück gewebter OPW-Luftsack LUS dargestellt. Wir sehen den beispielhaft quadratisch ausgebildeten Luftsack LUS in der Draufsicht und blicken auf die obere Gewebelage OG, unter welcher - in Blickrichtung gesehen - die mittlere Gewebelage MG, von der nur der in dieser Ansicht eigentlich unsichtbare Durchströmbereich DSB angedeutet ist und die untere Gewebelage UG liegen. Die drei genannten Gewebelagen OG, MG, UG sind an ihrem Umfang im Bereich einer Webnaht WN zu einer einzigen Gewebelage „einlagig“ miteinander verwebt, wobei, wie dies auch gut aus 4 zu ersehen ist, welche die Ansicht gemäß Pfeil IV von 3 zeigt, die obere Gewebelage OG und die mittlere Gewebelage MG einen als obere Kammer OLK bezeichneten Raum einschließen und die untere Gewebelage UG und die mittlere Gewebelage MG einen als untere Kammer UK bezeichneten Raum einschließen. Die drei Gewebelagen fließen sozusagen in einer Webnaht WN zusammen und bilden in diesem Bereich eine einzige Lage. Ein Generator G ist in einem Generatormund GM in die obere Kammer OLK ragend angeordnet. Sobald der Generator G aktiviert wird, stößt er durch z.B. an seinem Kopf angeordnete Öffnungen in Richtung des Pfeils AL Luft bzw. Gas in die obere Kammer OLK wodurch diese gefüllt wird. Etwa gleichzeitig strömt Luft gemäß der Pfeile L durch den Durchströmbereich DSB, ungehindert durch die flottierenden Fäden des Durchströmbereichs DSB in die untere Kammer UK des Luftsacks LUS und füllt auch die untere Kammer UK. Die Gewebelagen der unteren Kammer UK, d. h. untere Gewebelage UG und mittlere Gewebelage MG sind über eine schematisch dargestellte Webnaht UWN, welche damit die untere Kammer UK nach außen abschließt, miteinander verwebt.
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Der in 4 in der Luftkammer OLK eher lose angeordnet gezeigte Generator G liegt in Wirklichkeit eng an der oberen Gewebelage OG und der mittleren Gewebelage MG an, wie dies in 5 gezeigt ist. Der mit durchgezogenen Linien gezeichnete Generator G ist, im Luftsack angeordnet, gestrichelt dargestellt. Die perspektivische Darstellung gemäß 5 zeigt den nicht aufgeblasenen Luftsack LUS mit im Generatormund GM eingeführtem Generator G. Hier soll auch gezeigt werden, dass der Generator G zwischen der oberen Gewebelage OG und der mittleren Gewebelage MG zu liegen kommt. Der in 5 gestrichelt gezeigte Durchströmbereich DSB ist in der Darstellung eigentlich nicht sichtbar, sondern nur der Übersicht wegen angedeutet.
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Die in 4 dargestellte Situation zeigt eine aus Gründen der Vereinfachung idealisierte Situation, in welcher der erfindungsgemäße Luftsack aufgeblasen ist. Man erkennt die gegenüber - aus dem Stand der Technik - bekannten Lösungen gedrängte, klein bauende Konstruktion eines erfindungsgemäßen Luftsacks, der vorteilhafter Weise keinen eigenen Einströmbereich aufweist und deshalb bei beengten Raumverhältnissen wie zum Beispiel im Fußbereich eines Kfz für Knieairbags bestens geeignet ist.
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Der oben genannte Durchströmbereich DSB sorgt nun dafür, dass die darüber oder darunter liegende Luftkammer bei Aktivierung des Generators nicht langsam, sondern zügig und dynamisch mit Gas befüllt werden kann, indem die mittlere Gewebelage MG partiell flottierende Kett- und Schussfäden KF,SF aufweist. Die flottierenden Fäden der mittleren MG bilden in diesem Bereich einen Luftdurchgang, durch welchen ein dynamischer Luftaustausch zwischen den beiden übereinanderliegenden Luftkammern OLK, ULK ermöglicht wird.
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Die Gewebelagen des erfindungsgemäßen Luftsacks können wahlweise mit an gezielten Orten angeordneten sogenannten X-Tethern versehen werden, um die örtliche Ausdehnung beim Aufblasen zu begrenzen. Ziel ist es unter anderem, einen Luftsack vorzuschlagen, mit dem im aufgeblasenen Zustand erhöhte Steifigkeit und verbesserte dreidimensionale Formgebung möglich ist. Dabei geht es darum, auch in beengten Situationen an designseitig geeigneten Stellen über einen oder mehrere mittels flottierender Kett- und Schussfäden geschaffene Luftdurchlässe - z.B. wie den hier diskutierten Durchströmbereich DSB - welche strömungstechnisch die obere und untere Luftkammer OLK, ULK miteinander verbinden und für schnellen Luftaustausch sorgen, Lösungen vorzuschlagen.
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Die o.g. Verstärkungsbindung, z.B. Leinwandbindung in der mittleren Gewebelage um den Durchströmbereich herum soll dafür sorgen, dass durch mechanische oder thermische Beanspruchung kein Schaden in dem Durchströmbereich erfolgt. Es ist wichtig, dass der Querschnitt des Durchströmbereichs DSB die kontruktionsmäßig angedachte Größe beibehält, um die geplante Befüllgeschwindigkeit einzelner übereinanderliegender Luftkammern zu erhalten.
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Sollte es aufgrund der Konstruktion (Stichwort „Einarbeitung“) der unteren Gewebelage UG und/oder der oberen Gewebelage OG, nicht möglich sein, die mittlere Gewebelage MG im Kammerbereich, in welchem die erfindungsgemäße Luftdurchführung mittels flottierenden Kett-, und Schussfäden erfolgen soll, als leinwandbindiges Gewebe auszuführen, dann kann zumindest partiell um den flottierenden Bereich herum als Verstärkung eine engere Bindung als die Grundbindung der mittleren Gewebelage MG eingesetzt werden, z.B. Leinwandbindung.
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Durch die flächenmäßige Größe des Durchströmbereichs in der mittleren Gewebelage lässt sich ebenso die Befüllgeschwindigkeit der Kammern beeinflussen. Das bedeutet, dass z.B. die obere Luftkammer, welche hier beispielhaft mittels des Generators befüllt wird, durch Vergrößern bzw. Verkleinern des Querschnitts des Durchströmbereichs zur unteren Luftkammer schneller oder langsamer mit Innendruck beaufschlagt werden kann. Für diejenige Luftkammer, welche nicht direkt vom Generator befüllt wird, sondern nur indirekt durch den Durchströmbereich in der mittleren Gewebelage befüllt wird, bedeutet dies ebenfalls, dass diese in der o.g. Abhängigkeit dynamischer oder eben weniger dynamisch befüllt werden kann. Hierdurch lässt sich der Luftsack gezielt in der unteren oder oberen Luftkammer schneller oder langsamer befüllen. Dies ist natürlich nur im hochdynamischen Bereich zu erkennen, kann aber zur Optimierung der Entfaltung/Entwicklung des erfindungsgemäßen Luftsacks aus einem Airbag-Modul positiv beitragen.
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Bezugszeichenliste
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- AL
- Aufblasluft
- DSB
- Durchströmbereich
- G
- Generator
- GM
- Generatormund
- L
- Pfeil
- LS
- Luftstrom
- LUS
- Luftsack
- MG
- Mittlere Gewebelage
- OG
- Obere Gewebelage
- OLK
- obere Luftkammer
- UG
- Untere Gewebelage
- ULK
- untere Luftkammer
- UWN
- Untere Webnaht
- WN
- Webnaht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3127758 A1 [0004]
- DE 102019002441 A1 [0005]
