DE2026010A1

DE2026010A1 - Verfahren zum Wiederinstandsetzen von vorzugsweise auf glasartige Oberflächen aufgebrachte elektrisch beheizbare Leitungsverbindungen oder dergleichen

Info

Publication number: DE2026010A1
Application number: DE19702026010
Authority: DE
Inventors: James Guy Perrysburg Ohio Marriott (V.St.A.)
Original assignee: Libbey Owens Ford Co
Current assignee: Pilkington North America Inc
Priority date: 1969-05-23
Filing date: 1970-05-22
Publication date: 1970-11-26
Also published as: LU60970A1; ES379882A1; NL7007340A; US3705047A; BE750712A; BR7019216D0; IE34172L; GB1296613A; JPS4947244B1; IE34172B1; CA948930A; FR2048729A5

Description

LIBBEY-OWENS-FORD COMPANY, 811 Madison Avenue, Toledo, Ohio USA

"Verfahren zum Wiederinstandsetzen von vorzugsweise auf glasartige Oberflächen aufgebrachte elektrisch beheizbare Leitungsverbindungen oder dergleichen"

Für diese Anmeldung wird die Priorität der US-Anmeldung Serial No„ 827,263 vom 23« Mai 1969 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf elektrisch beheizbare Vorrichtungen für glasartige Gegenstände ind im besonderen auf heizbare Einrichtungen, die aus einer Vielzahl schmaler elektrisch leitender frittenartiger Linien bestehen, die auf die Glasoberflächen aufgebracht bzw. in diese eingebeizt oder dergleichen sind, sowie auf verbesserte Verfahren zur Wiederinstandsetzung von Brüchen oder schadhaften Stellen jeglicher Art in und entlang dieser Linien« ■

Es ist bekannt, elektrisch leitende Verdrahtungen oder dergleichen auf Verglasungen anzubringen, wobei diese aus einer feinverteilten Suspension metallischen Silbers oder anderen hochleitenden Metalien bestehen, und die zusammen mit einem flüssigen, organischen Bindemittel auf der Oberfläche der Glasscheibe angebra_cht werden. Die Suspension wird beispielsweise durch

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herkömmliche Verfahren wie etwa das sogenannte Seidenschirmverfahren ( silk screene ) in schmalen Bändern oder Linien aufger·-. bracht, welche iitaer die gesamte Scheibe oder auch nur über ausgewählte Bereiche derselben verteilt werden kann, und wobei
die Aufrechterhaltung der Durchsichtigkeit der Scheibe von
Wichtigkeit ist«. Nach der Aufbringung der Suspension wird diese auf eine Temperatur von etwa 482 bis 677°C erhitzt, umhierdurch eine einheitliche und feste Bindung zwischen der Glasscheibe
und der Suspension zu gewährleisten«

Die Bänder oder Linien sind hierbei vorzugsweise in graden oder parallel zueinander verlaufenden Linien angeordnet, deren Beschaff enheit,Dicke, Breite und Abstand zueinander so gewählt
sind, daß eine ausreichend elektrische Energie zugeführt werden kann, um die gewünschte Beheizung sicherzustellen, wobei die Anordnung der Heizungsleitungen noch eine ausreichende Sichtfreiheit ermöglichen muß₀

Die frittenartigen Linien oder Bändersind außerordentlich zerbrechlich und gegen jegliche mechanischen und anderen Einflüsse störanfällig» so daß größte Sorgfalt bei der Anbringung derselben auf der glasartigenOberfläche sowie bei der Handhabung derselben zu beachten ist, damit jegliche Beschädigung vermieden
wird. Es ist jedoch bei der Vielzahl der erforderlichen Handgriffe zur Herstellung beheizbarer Glasscheiben oder dergleichen

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nicht auszuschließen, daß viele Gefahrenmomente auftreten, die eine Beschädigung der Beheizungsvorrichtung zulassen. Es ist darüber hinaus durchaus möglich, daß die elektrischen Leitungen bereits nach sehr kurzer Zeit brechen oder dnxh andere nicht gleichmäßige Verteilung der Dicke der Linien schädlich beeinflußt werden, daß die elektrische Leitfähigkeit der Anordnung beeinträchtigt oder unterbrochen wird und die beheizbare Scheibe somit für ihren vorgesehenen Zweck unbrauchbar ist, wie beispielsweise für die Aufrechterhaltung einer freien Sicht bei Kondensatniederschlag oder Bereifung bei Frost.

Störstellen oder Defekte aller Art in beheizbaren Scheiben können insbesondere dann,nur mit erheblichem Kostenaufwand be- ' seitigt werden, wenn diese Glasscheiben beispielsweise die gebogenen Rückscheiben von Automobilen sind, wobei noch hinzukommt, daß die Störstellen normalerweise kaum sichtbar sind. Beim Biegen oder Tempern solcher Scheiben treten zusätzliche Gefahrenmomente für die Beheizungsanlage ein« Aber auch dann, wenn derartige Glasscheiben bereits in das Kraftfahrzeug eingebaut sind, ist die Gefahr der Beschädigung der beheizbaren Drähte oder Bänder nicht ausgeschlossen, da diese ganz allgemein einer mechanischen Beschädigung durch die Umwelt, etwa durch die In sassen des Automobils,ausgesetzt sind. So können beispielsweise Beschädigungen bei der Reinigung der Scheine auftreten, etwa bei der Verwendung von körnigen b^w. groben Reinigungsmitteln oder bei Verwendung von Reinigungsvorrichtungen, die sich eines Hartgummistreifens bedienen. Auch können Beschädigungen durch

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Gegenstände aller Art auftreten, die im Rückfond des Wagens abgelegt sind und die mit ihren Kanten während der Fahrt gegen die Scheiben stoßen. Weiter können Beschädigungen des Heizkreises während der Inbetriebnahme desselben auftreten, und zwar ganz allgemein dadurch, daß etwa zufolge einer nicht kontinuierlichen Dicke der einzelnen Linien oder dergleichen unterschiedliche Temperaturen innerhalb der Scheibe auftreten, so daß es zu Spannungen kommt, die ebenfalls zu einem Zerreißen der sehr dünnen Drähte oder Bänder führen können« Auch die Einwirkung von Kondenswasserruckstanden oder von Reif auf der Scheibe führen mitunter zu Störungen oder Beschädigungen des Heizsjrstems. Ohne ein brauchbares Verfahren, mittels welchem schadhafte Stellen in den beheizten Scheiben repariert bzw. wieder instandgesetzt werden können, wäre es erforderlich, eine vollständig neue Verglasung in das Fahrzeug einzubauen, was mit erheblichen Kosten verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Wiederinstandsetzung schadhafter beheizbarer Scheiben zu schaffen, welches ohne großen Kostenaufwand mühelos ausgeführt werden kann.

Die Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß nach Reinigung des nicht leitenden Bereichs, d.h. der schadhaften Stelle, etwa durch Polieren derselben mit einem schonenden Material, ein verhältnismäßig weiches Silber enthaltendes Bindemittel aufgetragen und bis zur beginnenden

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Verflüssigung bzw. bis zum Weichwerden erhitzt wird, um den nicht leitenden Bereich zu überbrücken und eine elektrische Verbindung herzusteillen.

Wenn der nicht leitende Bereich aus einer Kerbe entsprechender Länge und Tiefe besteht, dann wird dieser vorteilhafterweise mit einem dünnen Spann biegsamen und geschmeidigen elek trisch leitenden Metalls überbrückt, um in Verbindung mit der Heizleitung mit dem Bindemittel überzogen zu werden. Anstelle der Verwendung des genannten dünnen Spanns kann auch ein entsprechender Silberanstrich, wie etwa eine an der Luft trocknende Silberzusammensetzung an der schadhaften Stelle Anwendung finden, beispielsweise sei hier eine Epoxy-Silbermischung genannt. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiederinstandsetzung schadhafter Heizkreise gestaltet sich besonders einfach und wirksam, wobei es darüber hinaus ohne nennenswerten Kostenaufwand durchgeführt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen beschrieben.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, und es bedeutet

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*	eine perspektivische Teilansicht eines Auto
Fig. 1	mobiles mit einer elektrisch beheizbaren Rück
	scheibe,
	eine Draufsicht auf die Scheibe nach Fig. 1,
Fig. 2	eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung
Fig. 3	der elektrisch leitenden frittenartigen Linien,
	d.h. der Leitungsdrähte oder Wände, von denen
	einer etwas beschädigt ist.
	eine Darstellung in Übereinstimmung mit Fig.3,
Fig. 4	bei der die beschädigte Leitung eine größere
	Störsteile aufweist)
	einen Querschnitt entlang der Linie 4-4
Fig. 5	von Fig. 3,
	eine perspektivische Darstellung des Verfahrens
Fig. 6 und 7	zur Wiederherstellung der leitenden Verbindun
	gen entlang der Leitung von Fig. 5,
	einen Querschnitt der instandgesetzten Heiz
Fig. θ	leitung, - 7 -

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Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 von Fig. 4,

Fig. IO

und 11 eine perspektivische Darstellung des Verfahrens zur Wiederherstellung der leitenden Verbindungen entlang der Leitung von Fig. 9,

Fig, 12 einen Querschnitt der instandgesetzten Heizleitung,

Fig. 13 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 von · Fig. 4,

Fig. 14

und 15 eine perspektivische Wiedergabe des Verfahrens zur Wiederherstellung der Leitfähigkeit der Heizleitung von Fig. 13,

Figo 16 einen Querschnitt der instandgesetzten Heizleitung.

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In Figur 1 ist eine geschnittene Darstellung der Rückseite eines Kraftfahrzeugs 20 in perspektivischer Wiedergabe gezeigt. Die rückwärtige Fensteröffnung 21 des Kraftfahrzeugs 20 ist mit einer gebogenen Glasscheibe verglast, welche nach der Erhitzung und dem Biegeprozeß, vorzugsweise einer Temperung, unterzogen worden ist, Um eine ungehinderte Sicht durch das rückwärtige Fenster aufrecht zu erhalten und dennoch die Glasscheibe beheizen zu können, ist ein aus sehr dünnen Drähten oder Bändern bestehendes elektrisches Heizgitter bzw. ein Heizkreis 23 auf die Innenseite der Glasscheibe aufgebracht, welcher aus einer Vielzahl von vorzugsweise parallel zueinander angeordneten Metalleitern oder frittenartigen Linien 2k auf der nach innen gerichteten Oberfläche der Verglasung besteht. Diese Bänder oder Linien 2k sind an ihren gegenüberliegenden Enden mit Elektroden, die aus Leiterschienen 25,26 (Fig. 2) oder dergleichen bestehen, verbunden und die an den beiden Seiten der Glasscheibe 22 vorgesehen sind. Der elektrische Kreis ist durch die Endabschnitte 27, 28 der Elektroden, die beispielsweise aus Anschlußklemmen ausgebildet sein können, und die Batterien des Kraftfahrzeugs vervollständigt.

Für die Herstellung der Verglasung 22 werden flache Glasscheiben 30 von gewünschter Formgebung geschnitten und mit den Linien 2^ versehen, die im dargestellten Aüsführungsbeispiel parallel zueinander und horizontal zur Achse der Scheibe verlaufen. Hierbei werden nur sehr dünne Linien auf die Oberfläche

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der Glasscheibe aufgebracht, so daß durch diese der Sichtbereich nicht nennenswert behindert wird. In der Darstellung sind die Linien zu Zwecken einer deutlicheren Wiedergabe etwas übertrieben ausgezeichnet. Die beheizbaren Linien und die Elektroden können aus irgendeinem geeigneten elektrisch leitenden Material bestehen. Eine recht geeignete Zusammensetzung eines solchen Materials besteht aus einer Silberpaste, die etwa 70 Gewichtsanteile Silber, 5 Gewichtsanteile Glasgemisch (glass frit) und 25 Gewichtsanteile organischer Bindemittel und Lötmaterial oder dergleichen besteht. Eine bevorzugte Mischung besteht aus 50 bis 85 Gewichtsanteilen Silber, 1 bis 10 Gewichtsanteilen Glasgemisch und 5 bis 50 Gewichtsanteilen organischer Bindemittel und Lötmaterial. Die Heizdrähte oder Bänder sind außerordentlich dünn und besitzen gewöhnlich eine Breite von etwa 0,625 mm und eine Dicke von 0,3 bis 1,5 mil, wobei sie sich in einem Abstand zueinander befinden, der im wesentlichen von den elektrischen Merkmalen der Verglasung abhängig ist, etwa zwischen 2,5 bis 5 cm betragend. Während der Aufheizung der Glasscheibe auf eine erhöhte Biegetemperatur und nachfolgenden Tempervorgang derselben werden die frittenartigen Linien und Elektroden auf der Glasoberfläche, mit dieser eine Einheit bildend, gebrannt und geschmolzen (fired and fused), so daß sie eine fest haftende Bindung miteinander bilden.

Wie bereite ausgeführt, kann während der Handhabung der Ver-Klaoungen und nach der beschriebenen Herstellung oder auch durch * - 10 -

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eine intensive Reinigung derselben eine Beschädigung der mit dem Heizgitter versehenen Oberfläche auftreten. Insbesondere können Brüche oder dünne Stellen auftreten, die eine Benutzung des elektrisch beheizbaren Gitters verhindern.

Derartige Unterbrechungen sind beispielsweise in den Figuren 3 und k in der mittleren hier abgebildeten Heizleitungen wiederge» geben. Innerhalb der gefritteten Linie 32 von Fig. 3 ist eine verhältnismäßig schmale Unterbrechung 33 quer über die Breite derselben verlaufend angezeigt, die so tief ist, daß der erforderliche elektrische Energiefluß durch die Leitung nicht mehr gewährleistet ist. Figur ^f zeigt eine zweite mögliche Beschädigung der Heizleitung 42, die aus einer wesentlich längeren Störstelle oder Ausnehmung 43 besteht und wobei über den Bereich Mf die Glasoberfläche frei liegte so daß die elektrische Leitung unterbrochen ist.

In den Figuren 5 bis 8 sind die Störstellen, welche den elektrischer Energiefluß unterbrechen, im Querschnitt wiedergegeben. Die Leitung 32 weist hierbei eine verhältnismäßig schmale Unterbrechung 33 auf, weiche in Übereinstimmung mit der Erfindung mit einer geringen Menge von Lötmetall bzw. einem entsprechendem Bindemittel versehen wird. Hierfür wird erfindungsgemäß zunächst der schadhafte Bereich, der mit dem Lötmetall überzogen werden soll, gereinigt, was beispielsweise durch Polieren mit einem verhältnis-

i mäßig weichem Schmirgeltuch oder einem Tuscheauskratzer erfolgen |

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kann, um nachfolgend eine geringe Menge eines nicht ätzenden Harzflußmittels (rosin flux) auf den Bereich J>h in Fig. 6 aufzubringen. Ein weiches silbertragendes Lötmetall wird nachfolgend auf den Bereich 35 in Fig. 7 mittels eines schmalen bleistiftartigen Lötkolbens 36 aufgebracht, wobei eine erhöhte Temperatur, die gerade über dem Schmelzpunkt des Lötmetalls liegt, aufzuwenden ist. Ein geeignetes Lötmaterial, welches im Zusammenhang mit der Erfindung vorzugsweise Anwendung findet, besteht aus 3 Gewichtsprozenten Silber, 61,5 Gewichtsprozent Zinn und 35»5 Gewichtsprozent Blei. Selbstverständlich können auch andere Zusammensetzungen an silberhaltigen Lötmaterialien verwendet werden, welche 1 bis *f Gewichtsprozent Silber enthalten. Insofern hat sich beispielsweise auch noch eine andere Zusammensetzung als geeignet erwiesen, welche 62 Gewichtsprozent Blei, 36 Gewichtsprozent Zinn und 2 Gewichtsprozent Silber enthält. Da auf die Störstelle aufgebrachte Lötmaterial 35> nur auf dem Metall der Heizleitung haftet, besitzt die gebildete überbrückende Schicht 37» wie in Fig. 8 dargestellt, im wesentlichen die gleiche Breite wie die Heizleitung. In diesem Zusammenhang muß nach Wiederherstellung 4^er Leitungsverbindung die überbrückende Stelle, unter Verwendung eines weichen Tuches, gereinigt werden. Eine so hergestellte Reparaturstelle ist außerordentlich schwierig als solche zu erkennen, da sie sich in ihrem Aussehen nicht von dem übrigen Leiter unterscheidet. Wie oben erwähnt, besteht die schadhafte Stelle, gemäß Figuren k und 9 bis 12, mitunter auch aus einer verhältnismäßig ausgedehnten Ausnehmung oder Fehlstelle k$

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entlang der die Glasoberfläche 44 frei liegt. In einem solchen Fall wird die Lötmetallschicht nur auf den Enden des Leiters, beispielsweise auf die Bereiche 48 und 49 aufgebracht, wobei, allein hierdurch eine Überbrückung der schadhaften Stelle nicht möglich ist, zumal das Lötmaterial nicht auf dem großen Oberflächenbereich 44 des Glases haftet. Die Wiederherstellung der Leitungsverbindung bei Störstellen dieses Ausmaßes wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die im Abstand zueinander angeordneten Enden 45 und 46 poliert bzw. gereinigt werden» um nachfolgend auf diese ein Harzflußmittel 47 (rosin flux) in der oben beschriebenen Weise aufzubringen. Demnach wird ein sehr dünner biegsamer Span eines elektrisch leitenden Metalls, welches die beiden Enden 45 und 46 überbrückt, aufgebracht. Der Metallspan 5O₁ welcher beispielsweise aus verzinktem Kupfer bestehen kann, welches sehr gute Ergebnisse zeitigt, wird mittels einer silberenthaltenden Lötschicht auf den gegenüberliegenden Enden des Spaltes 43 durch einen Lötkolben 36 befestigt. Hierdurch entsteht eine biegsame Metallbrücke 51 über den schadhaften Bereich hinweg, welche eine sichere Leitungsbrucke für die elektrische Energie darstellt.

In den beschriebenen beiden AusfUhrungsformen der Erfinduung kommt vorzugsweise ein Harzflußmittel zur Anwendung bevor der Lötvorgang ausgeführt wird. Dieser Verfahrensschritt kann -jedoch dann weggelassen werden, wenn der zu überbrückende Bereißh genügend gereinigt ist, um das Lö^fc&etall Aufzunehmen und zu - 13 ■

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halten. Dieses ist im allgemeinen der Fall, wenn die erforderliche Reparatur kurz nach der Fertigstellung der Glasscheibe auszuführen ist.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Leitfähigkeit von Heizgittern der genannten Art ist in den Figuren 1jJ bis 16 wiedergegebeiuxund gemäß dieser Ausführungsform wird der schadhafte Bereich 52, über welchem der Leiter fehlt, dadurch überbrückt, daß eine an der Luft trocknende Silbermischung aufgetragen wird, die beispielsweise aus etwa 43 Gewichtsprozenten Silberfolie (silver flakes) und 57 Gewichtsprozenten eines Lackbindemittels oder eines Zweikomponentenklebers bzw. einem Epoxyd-Silberanstrich besteht. Die sich gegenüberliegenden Enden 53 werden von zwei streifenartigen Abdeckungen oder Masken 54, 55 eingeschlossen, die auf die Glasoberfläche aufgebrach werden und deren innere .jKante 56 diese Enden überlappen. Hierdurch wird ein offener Bereich 57 gebildet, dessen Breite vorzugsweise derjenigen der Heizleitung entspricht, wie in Fig. 15 gezeigt, Über diesen offenen Bereich wird das an der Luft trocknende Silbergemisch oder der Epoxyd-Silberanstrich aufgebracht. (Siehe Bezugszeichen 58). Sobald der Anstrich trocken ist, können die Maskierungsetreifen 54 und 55 entfernt werden und falle erforderlich, die Kanten des bezogenen Bereichs mittels eines scharfen Instruments, wie etwa einer Rasierklinge oder dergleichen, nachbehandelt werden. Die sich ergebende fertige Überbrückung der schadhaften Stelle ist in Fig. 16 im Querschnitt gezeigt. Sie gewährleistet

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eine vollständig wieder hergestellte Leitfähigkeit über die zuvor schadhafte Stelle hinweg, ohne daß eine erkennbare Veränderung im Aussehen der Leitlinie vorliegt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE.

1.) Verfahren zur Wiederinstandsetzung gebrochener oder schadhafter elektrisch leitender an glasartigen Oberflächen angeordneter Heizleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß der schadhafte Bereich der Heizleitung nach geeigneter Vorreinigung mit einem relativ weichem silberhaltigen Lötmetall bzw. einem entsprechenden Bindemittel versehen wird, welches hierfür auf die Schmelztemperatur
("softing point") erhitzt, die schadhafte Stelle überbrückt und die elektrische Leitfähigkeit über diese hinweg wieder herstellt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schadhafte Bereich durch Polieren mit einem schonenden Material zunächst gereinigt wird, und daß ein nicht ätzendes Harz
auf den polierten Bereich, vor Aufbringung des Bindemittels bzw. des Lötmetalls, aufgebracht wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötmetall ein bis vier Gewichtsprozent Silber enthält.

^t.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein dünner Streifen eines- biegsamen elektrisch leitenden

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Metalls über die Bruchstelle nach deren Reinigung gelegt wird, und daß ein Bindemittel bzw. Lötmetall zur Verbindung eines Metallstreifens und des beheizbaren Bandes aufgebracht werden.

5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame Metallstreifen aus verzinktem Kupfer besteht.

6.) Verfahren zur Wiederinstandsetzung schadhafter Stellen entlang einer elektrisch leitenden metallenthaltenden Heizleitung, die auf einer glasartigen Substanz aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die glasartige Oberfläche entlang der Seite der schadhaften Stelle und entlang dieser abgedeckt wird, um einen maskierten Bereich von der Breite der Heizleitung frei zu geben, und daß eine Suspension einer Silberverbindung und eines, an der Luft trocknenden Bindemittels aufgebracht wird, wobei nach dem Trocknen der Suspension die Abdeckung entfernt wird und eine elektrisch leitende Verbindung über die schadhafte Stelle hinweg :: hergestellt ist.

Patentanwälte

Seiler u. Pfenning

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