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Hintergrund der Erfindung
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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine hin- und hergehende
Vorrichtung mit einem Antiblockier- oder Blockierverhinderungs-Mechanismus,
und bezieht sich insbesondere auf eine solche hin- und hergehende
Vorrichtung, die einen Blockierverhinderungs-Mechanismus aufweist,
mit dem ein Betriebskörper dieser hin- und hergehenden Vorrichtung
daran gehindert wird, blockiert zu werden, sobald der Betriebskörper
angetrieben wird, um eine hin- und hergehende oder oszillierende
Bewegung auszuführen.
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2. Stand der Technik
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Gegenwärtig
herrscht bei hochpräzisen Steuerprodukten die Tendenz,
die Steuergenauigkeit weiter zu erhöhen und die Produktgröße
zu verringern. So wird beispielsweise eine elektronische Verriegelung,
wie sie bezüglich der vorliegenden Erfindung hier diskutiert
wird, gesteuert derart, daß sie durch einen elektronischen
Fühler verriegelt und entriegelt wird. Die elektronische
Verriegelung verwendet den elektronischen Fühler für
die Zugriffsberechtigungsprüfung, wenn ein Benutzer die
Tür zu entriegeln versucht. Wenn der Benutzer durch den
Fühler festgestellt wird und von der elektronischen Verriegelung
als akzeptabel identifiziert wird, dann betätigt ein internes
elektronisches Steuersystem einen Elektromotor, um dadurch einen
Sperrkern der elektronischen Verriegelung mechanisch zu bewegen.
Auf diese Weise wird der Zylindersperrkern in eine Stellung bewegt,
die es dem Benutzer ermöglicht, die Tür durch
Drehen des Türknopfes zu öffnen. Dadurch kann
der Benutzer die Verriegelung bequem entsperren, die Tür öffnen
und dann durch die Tür eintreten. Nachdem der Benutzer
eingetreten und die Tür geschlossen ist, steuert das interne
elektronische Steuersystem dann den Zylindersperrkern in der Weise, daß ein
mechanischer Kupplungsvorgang durchgeführt wird, so daß die
Tür durch Drehen des Türknopfes nicht geöffnet
werden kann.
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die eine herkömmliche hin- und
hergehende Vorrichtung
7 gemäß einer
EP-Patentanmeldung 1 707
712 A1 zeigt, welche von dem obigen Anmelder im Europäischen Patentamt
eingereicht worden ist. Die hin- und hergehende Vorrichtung
7 weist
einen Motor
69 und einen Gewindebolzen
71 auf,
der mit dem Motor
69 verbunden ist. Der Gewindebolzen
71 liegt
in einem vorderen Ende der hin- und hergehenden Vorrichtung
7 und
wird durch den Motor
69 angetrieben. Der Motor
69 ist
in der Lage, sich vorwärts und rückwärts
zu drehen, um dadurch eine Schraubenmutter
73, die mit
dem Gewindebolzen
71 verbunden ist, einer hin- und hergehenden
Bewegung zu unterwerfen. Die Schraubenmutter
73 wird von
einem Mitnehmer
75 umschlossen. Der Mitnehmer
75 weist
zwei Plattenkörper
751 und
752 auf, die
auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der Schraubenmutter
73 entsprechend
angeordnet sind. Der Mitnehmer
75 ist des weiteren mit
Tastwülste a und b versehen, die aus einer Umfangsoberfläche
herausragen. Alle oben genannten Elemente befinden sich in einem
Innenraum eines Hauptkörpers
70 der hin- und hergehenden
Vorrichtung
7. Der Hauptkörper
70 wird
durch ein Spritzgießverfahren zu einem integralen Ganzen ausgebildet.
Ein Tastkörper
72 ist an dem vorderen Ende des
Hauptkörpers
70 angeordnet und auf einer inneren
Oberfläche des Hauptkörpers
70 gelagert. Der
Tastkörper
72 weist einen vorderen Tastteil
721 und
einen hinteren Tastteil
722 auf. Der Abstand zwischen dem
vorderen Tastteil
721 und dem hinteren Tastteil
722 ist
einer vorbestimmten Strecke der Hin- und Herbewegung des Mitnehmers
75 äquivalent, der
von der durch den Motor
69 angetriebenen Schraubenmutter
73 getragen
wird. Wenn der Motor
69 den Mitnehmer
75 zur Hin-
und Herbewegung während der vorbestimmten Hin- und Herbewegung des
Mitnehmerkörpers
75 antreibt, werden die Tastwülste
a und b ebenfalls so getragen, daß sie sich in Bezug auf
den Tastkörper
72 hin- und herbewegen. Sobald
die Tastwülste a und b mit dem Tastteil
721 oder
dem hinteren Tastkörper
722 in elektrische Verbindung
treten, werden entsprechende Steuersignale erzeugt und auf das elektrische
Steuersystem der elektronischen Verriegelung übertragen.
Die Steuersignale werden berechnet und daraufhin wird ein entsprechendes
Rückkopplungssignal erzeugt, um den Motor
69 still
zu setzen. Dementsprechend ist ein hinteres Kupplungsende
20,
das sich im Inneren des Zylinderverriegelungskerns befindet, an
einer genauen Kupplungsposition gelegen.
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Die
hin- und hergehende Vorrichtung 7, wie sie in 1 dargestellt
ist, kann nicht nur, wie beispielsweise oben erläutert,
in der elektronischen Verriegelung eingesetzt werden, sondern auch
in Präzisions-Steuerinstrumenten, beispielsweise Camcordern,
Videokameras oder Kameras. Es besteht jedoch ein Trend, die Größe
der hin- und hergehenden Vorrichtung 7 zu verringern und
damit den Energieverbrauch der hin- und hergehenden Vorrichtung 7 zu verkleinern.
Demzufolge werden hier Mikroschalteinrichtungen und kleinere Motoren
benutzt. Derartige Bestrebungen führen jedoch unglücklicherweise
zu einer Schwierigkeit, die darin besteht, daß die Mikroschaltungseinrichtungen
einen vergleichsweise höheren elektrischen Widerstand haben,
was folgende Nachteile bewirken kann:
- 1. Der
Anstieg des elektrischen Widerstandes der Steuerschaltung kann bewirken,
daß der Widerstand zu groß oder die Spannung nicht
groß genug ist. Somit kann das Signal, das den Motor 69 steuert,
um die Komponenten anzutreiben, nicht genau auf die Steuerschaltung übertragen
werden. Daher wird der Motor 69 nicht gestoppt, sobald
die Tastwülste a und b die vorbestimmten Positionen erreichen.
Der Motor 69 kann nicht genau arbeiten.
- 2. Für den Fall, daß der Motor 69 nicht
genau wie geplant zum Stillstand kommt, treibt der Gewindebolzen 71 die
Schraubenmutter 73 ständig weiter, um sie vorwärts
zu bewegen. Der Mitnehmer 75 wird jedoch zusammen mit der
Schraubenmutter 73 bewegt und stößt daher
an das hintere Kupplungsende 20. In diesem Fall erleiden
das Innengewinde der Schraubenmutter 73 und das Außengewinde
des Schraubenbolzen 71 einen sehr harten Schlag und können
dadurch beschädigt werden. Die Schraubenmutter 73 und
der Gewindebolzen 71 laufen fest, was ein Betriebsversagen verursacht
oder gleichzeitig sogar Beschädigungen an dem Motor 69.
Die herkömmliche elektronische Verriegelung, die oben erläutert
worden ist, wird durch die obigen Nachteile beeinträchtigt,
die weiter zur Beeinträchtigung der Sicherheit der Tür führen
können, welche mit einer derartigen elektronischen Verriegelung
ausgestattet ist. Insofern besteht die Notwendigkeit, eine hin-
und hergehende Mikrovorrichtung zu schaffen, die die Schäden
vermeidet, welche durch das Festlaufen der elektronischen Verriegelung
verursacht werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hin-
und hergehende Vorrichtung zu schaffen, die mit einem Antiverriegelungs-Mechanismus
oder Blockierverhinderungs-Mechanismus versehen ist, der die oben
genannten Nachteile beseitigt. Die hin- und hergehende Vorrichtung
verhindert, daß ein Betriebskörper einer wahlweisen
Mikro-Einrichtung festläuft, wenn die wahlweise Mi kro-Einrichtung
angetrieben wird, um eine hin- und hergehende Bewegung auszuführen.
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Um
die Aufgabe zu lösen, weist eine hin- und hergehende Vorrichtung
mit einem Blockierverhinderungs-Mechanismus gemäß der
vorliegenden Erfindung eine Abspreng-Konstruktion auf, die für
den Gewindebolzen vorgesehen ist, der an dem einen Ende des Motors
angeordnet ist. Auf diese Weise wird dann, wenn der Motor die vorbestimmte
Bewegung vollendet und nicht wie gewünscht genau gestoppt wird,
die Abspreng-Konstruktion den ungenauen Verlauf des Motors in einen
Leerlaufbetrieb umwandeln und damit das Festlaufen verhindern, das
durch den unerwünschten Betrieb des Motors verursacht wird.
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Der
Antiblockier-Mechanismus für die hin- und hergehende Vorrichtung
weist einen Körper auf. Der Körper ist mit einem
Antriebselement, einem hinteren Kupplungsende und einem elektronischen Steuermechanismus
versehen. Das Antriebselement weist einen Motor auf, der mit einem
Gewindebolzen verbunden ist. Der Gewindebolzen ist an seinen beiden
Enden mit Absprengelementen ausgestattet. Jedes der Absprengelemente
ist so ausgelegt, daß es eine gewisse Verformung zuläßt.
Das hintere Kupplungsende weist einen Mitnehmer auf, der eine Schraubenmutter
besitzt. Die Schraubenmutter paßt zu dem Gewindebolzen.
Im Betriebszustand bewegt der Motor die Schraubenmutter so, daß sie
sich zwischen den Absprengelementen, die an den beiden Enden des
Schraubenbolzens angeordnet sind, hin- und herbewegt. Wenn sich
die Schraubenmutter auf dem Gewindebolzen in eine Begrenzungsposition bewegt,
kommt die Schraubenmutter zum Stillstand und bewegt sich dann in
die entgegengesetzte Richtung. Wenn die Schraubenmutter die Begrenzungsposition
erreicht und ihre Bewegung nicht wie geplant stoppt, wird das entsprechende
Absprengelement intermittierend von dem inneren Gewinde der Schraubenmutter
abspringen, um auf diese Weise das Festlaufen und die Beschädigung
von Elementen zu vermeiden, die durch das Festlaufen verursacht
wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird für den auf diesem Gebiet tätigen
Fachmann durch Lesen der folgenden detaillieren Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen sind:
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1 eine
Seitenquerschnittsansicht einer herkömmlichen hin- und
hergehenden Vorrichtung;
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2 eine
auseinandergezogene Ansicht einer elektronischen Verriegelung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer hin- und hergehenden Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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4 eine
auseinandergezogene Ansicht der hin- und hergehenden Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
Teilquerschnittsansicht eines Motors und eines Gewindebolzens der
hin- und hergehenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 eine
Draufsicht der hin- und hergehenden Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Querschnittsansicht der Tastwülste, die an einer begrenzenden
Position ankommen;
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8 eine
Querschnittsansicht der Tastwülste, die an der anderen
Begrenzungsposition ankommen; und
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9 eine
detaillierte Querschnittsansicht, die die Betriebsweise der hin-
und hergehenden Vorrichtung darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Die
beigefügten Zeichnungen dienen zum weiteren Verständnis
der Erfindung und sollen einen Teil der Beschreibung bilden. Die
Zeichnungen stellen eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung
der Grundlagen der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine auseinandergezogene Ansicht einer elektronischen Verriegelung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Wie aus 2 ersicht lich, weist die elektronische
Verriegelung eine Tastbetriebseinheit 5 und eine Betriebssteuereinheit 6 auf.
Die Tastbetriebseinheit 5 ist mit einem Tastübertragungskörper 51 und
einem Schaltbetriebskörper 52 versehen. Der Tastübertragungskörper 51,
beispielsweise der Hochfrequenz-Erkennungstechnik zugehörig,
kann eine Quelle feststellen, um ein Steuersignal zu erzeugen und
das Steuersignal zu übermitteln. Der Schaltbetriebskörper 52 weist
eine Verriegelungsschaltsteuereinheit 521 und ein vorderes
Kupplungsende 522 auf. Die Verriegelungsschaltsteuerreinheit 521 ist
eine Betriebseinheit, die in der Lage ist, den Betrieb der Verriegelung/Entriegelung
bzw. Blockierung/Freigabe der elektronischen Verriegelung zu beschränken.
Das vordere Kupplungsende 522 kann mit einem hinteren Kupplungsende 20 in
Eingriff treten und wird von dem hinteren Kupplungsende 20 vorangetrieben,
um dadurch die Verriegelungschaltsteuereinheit 521 anzutreiben,
so daß diese den Betrieb aufnehmen kann.
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Die
Betriebssteuereinheit 6 weist einen Kupplungskörper 61 und
einen Energiezufuhrkörper 62 auf. In dem Energiezufuhrkörper 62 befindet
sich eine Signalberechnungseinheit (in der Zeichnung nicht dargestellt).
Der Energiezufuhrkörper 62 dient der Zufuhr einer
elektrischen Energie. Wenn daher die Signalberechnungseinheit ein
Steuersignal empfängt, das von dem Tastübertragungskörper 51 übertragen
wird, treibt eine Steuerschaltung der Signalberechnungseinheit eine
hin- und hergehende Vorrichtung an, die in dem Kupplungskörper 61 zur
Durchführung der Hin- und Herbewegung benutzt wird. Dadurch
wird das hintere Kupplungsende 20 angetrieben, so daß es
sich vorwärts und rückwärts bewegt, um
auf diese Weise den Kupplungsvorgang mit dem vorderen Kupplungsende 522 zu
bewirken.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die die hin- und hergehende Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 ist
eine auseinandergezogene Ansicht, die die hin- und hergehende Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie aus
den 3 und 4 ersichtlich, weist die hin-
und hergehende Vorrichtung einen Antriebskörper 10,
das hintere Kupplungsende 20, einen Körper 30 und
eine Schaltungssteuerkonstruktion 40 auf. Der Antriebskörper 10 ist
mit einem Motor 11 versehen. Der Motor 11 besitzt
einen Antriebsbolzen 111, der an dem einen Ende des Motors 11 liegt,
und einen Gewindebolzen 12, der mit dem Antriebsbolzen 111 gekoppelt
ist. Der Antriebsbolzen 111 kann den Gewindebolzen 12 so
antreiben, daß dieser sich vorwärts und rückwärts
dreht.
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5 ist
eine Teilquerschnittsansicht, die den Motor 11 und den
Gewindebolzen 12 zeigt. Wie aus 5 ersichtlich,
ist der Gewindebolzen 12 auf seiner äußeren
Oberfläche mit einem Gewinde 122 versehen. Jedes
der beiden Enden des Gewindebolzens 12 hat zwei verformbare
Absprengelemente 121, die sich in Längsrichtung
von der äußeren Oberfläche des Gewindebolzens 12 erstrecken.
Die beiden Absprengelemente 121 sind von wenigstens Kurvenplatten 123 umgeben.
Die Kurvenplatten 123 können sich in gewisser
Weise verformen. Das Absprengelement 121 weist einen Absprengteil 1211 auf.
Der Absprengteil 1211 hat an einer bestimmten Stelle seiner äußeren
Oberfläche ein Gewinde. Das Gewinde des Absprengteils 1211 ist
an das Gewinde 122 angepaßt. Der übrige
Teil des Absprengelementes 121, der den Absprengteil 1211 umgibt,
bildet einen Leerlaufteil 1212. Zwischen dem Absprengelement 121 und
der Kurvenplatte 123 befindet sich ein Spalt 1213.
Dieser Spalt 1213 schafft einen Raum, der es dem Absprengelement 121 ermöglicht,
sich abwärts zu biegen.
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Das
hintere Kupplungsende 20 ist konstruktionsmäßig ähnlich
dem herkömmlichen. Das hintere Kupplungsende 20 weist
eine Schraubenmutter 233 auf. Die Schraubenmutter 233 ist
mit einem Durchgangsgewinde 2331 versehen, das zu dem Gewindebolzen 12 paßt.
Die Schraubenmutter 233 wird von einem Mitnehmer 23 umschlossen.
Der Mitnehmer 23 hat einen vorderen Plattenkörper 231 und
einen hinteren Plattenkörper 232. An den Umfängen
der beiden gegenüberliegenden Oberflächen des
vorderen Plattenkörpers 231 bzw. des hinteren
Plattenkörpers 232 befinden sich zwei Montageschlitze 2311 und 2321.
Wenn der vordere Plattenkörper 231 und der hintere
Plattenkörper 232 zusammengebaut sind, sind die
Montageschlitze 2311 und 2321 zu zwei Schlitzen
kombiniert, von denen jeder einen Satz, bestehend aus einer Tastwulst 234 und
einer Schraubenfeder 235 enthält. Der hintere
Plattenkörper 232 weist des weiteren mehrere Steuerdrähte 2322 auf, die
in ihm eingebaut sind und zur Übertragung erforderlicher
Steuersignale dienen. Wenn der vordere Plattenkörper 231 und
der hintere Plattenkörper 232 zusammengebaut sind,
werden die Steuerdrähte 2322 in angepaßten
Hohlräumen des vorderen Plattenkörpers 231 aufgenommen,
die zur Aufnahme der Steuerdrähte 2322 vorgesehen
sind.
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Der
Mitnehmer
23 ist mit einer Schraubenfeder
22 versehen,
die gegen das eine Ende des Mitnehmers
23 drückt
sowie gegen eine hintere Kupplungsplatte
21. Das hintere
Kupplungsende
20 ist in der obigen Patentanmeldung
EP 1 707 712 A1 offenbart
und beschrieben und wird deshalb hier nicht noch einmal beschrieben.
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6 ist
eine Draufsicht der hin- und hergehenden Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung. Wie aus den 3 und 6 ersichtlich,
weist der Körper 30 ein Rohr 31 auf,
das den Motor 11 aufnimmt. Das Rohr 31 ist mit
einem Raum zur Aufnahme des Antriebskörpers 10,
des hinteren Kupplungselementes 20 und der Schaltungssteuer-Konstruktion 40 versehen.
Die Wand des Rohres 31 trägt in sich Leiterplatten 42, 43 und 44.
Die Leiterplatten 42, 43 und 44 sind
mit einer Schaltungstafel 41 an der Seite des Rohres 31 verbunden.
Das Rohr 31 hat eine innere Umfangsoberfläche 34.
Die innere Umfangsoberfläche 34 des Rohres 31 ist
mit zwei Öffnungen 32 und 33 versehen.
Das eine Ende der Leiterplatte 42 und das eine Ende der
Leiterplatte 43 werden von den Öffnungen 32 bzw. 33 freigegeben. Insofern
sind das Ende der Leiterplatte 42 sowie das Ende der Leiterplatte 43 von
der inneren Umfangsoberfläche 34 des Rohres 31 befreit,
so daß sie als elektrische Kontaktelemente dienen. Eine
Bewegung wird durch die Entfernung zwischen den Öffnungen 32 und 33 begrenzt.
Eine Einstellung der Leiterplatte 44 ist so geartet, daß sich
diese zu einem leitenden Loch 35 erstreckt, das am anderen
Ende des Körpers 31 ausgebildet ist, um mit anderen
Elementen der elektronischen Verriegelung in elektrische Verbindung
zu treten. Wie aus den 6, 7 und 8 ersichtlich,
wird im Betriebszustand dann, wenn die Leiterplatten 42 und 43 mit
der Tastwulst 234 an den Öffnungen 32 und 33 in
Berührung treten, ein Signal erzeugt und zu der Steuereinheit
der elektronischen Verriegelung übertragen. Die Steuereinheit
bestimmt dann die Lage des Mitnehmers 33, um auf diese
Weise festzustellen, ob der Zylinder-Verriegelungskern außer
Eingriff oder in Eingriff steht. Dementsprechend überträgt
im Tastvorgang die Tastbetriebseinheit 5 ein Entriegelungssignal
oder ein Verriegelungssignal, um dadurch die Betriebssteuereinheit 6 anzuweisen,
in der gewünschten Weise zu arbeiten. Die Betriebssteuereinheit 6 treibt
den Motor 11 an, so daß dieser rotiert. Gleichzeitig
treibt der Gewindebolzen 12 die Schraubenmutter 233 an,
so daß sie sich bewegt, und die Schraubenmutter 233 treibt
den Mitnehmer 23 an, so daß dieser sich bewegt.
In diesem Fall kann sich die Tastwulst 234 zwischen den Öffnungen 32 und 33 bewegen.
Wenn die Tastwulst 234 an den Öffnungen 32 bzw. 33 ankommt,
um mit den Leiterplatten 42 oder 43 in Berührung
zu treten, wird ein Signal zu der Steuereinheit 6 übertragen,
um den laufenden Motor 11 zu stoppen.
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9 ist
eine detaillierte Querschnittsansicht, die den Betrieb der hin-
und hergehenden Vorrichtung zeigt. Wie aus 9 ersichtlich,
wandert eine Schraubenmutter 233 zwischen den Öffnungen 32 und 33 hin
und her, und sobald die Schraubenmutter 233 die Öffnung 32 oder 33 erreicht,
bewegt sich das Innengewinde 2331 von dem Gewinde 122 des Schraubenbolzens 12 zum
Gewinde des Absprengteils 1211. Für den Fall,
daß der Motor 11 weiterläuft, wird das
Gewinde des Absprengteils 1211 gegen das Gewinde 2311 der
Schraubenmutter 233 gedrückt, so daß zwischen
ihnen eine Kraft erzeugt wird. Da das Absprengelement 121 als
von der gekrümmten Platte 123 getrennter Körper
ausgebildet und verformbar ist, biegt sich das Absprengelement 121 nach
unten. Auf diese Weise springt der Absprengteil 1211 intermittierend
von der Eingriffsposition des Absprengteils 1211 und dem
Innengewinde 2331 ab. Auf diese Weise wird selbst dann,
wenn die Schraubenmutter 233 sich weiterdreht und der Mitnehmer 23 dazu
gebracht wird, sich vorwärts zu bewegen, das Gewinde 2331 der
Schraubenmutter 233 aufgrund der Verformung und des Abspringens
des Absprengelementes 121 nicht verriegelt oder blockiert. Diese
Konstruktion verbessert optimal Verriegelungs- oder Blockierfehler
der elektronischen Verriegelung.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung unter Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben worden ist, versteht es sich für den auf diesem
Gebiet tätigen Fachmann, daß eine Vielfalt von Modifikationen
und Änderungen vorgenommen werden kann, ohne vom Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche
definiert werden soll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1707712
A1 [0003, 0024]