DE2548272A1

DE2548272A1 - Waermeisolierende, geschlossene anordnung und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2548272A1
Application number: DE19752548272
Authority: DE
Inventors: Yukio Kosuge; Hiroshi Nakada
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1974-10-29
Filing date: 1975-10-28
Publication date: 1976-05-06
Also published as: DE2548272B2; DE2548272C3; US4016702A

Description

Wärmeisolierende, geschlossene Anordnung und Verfahren zu

ihrer Herstellung

Die Erfindung "betrifft eine wärmeisolierende geschlossene Anordnung, welche sich durch geringe Kosten, hohe Luftdichtigkeit und gute Wärmeisolation auszeichnet, welche weiterhin ein geringes Gewicht und große Lebensdauer hat, wobei die Anordnung derart ausgebildet ist, daß sie eine zusammengesetzte Membraneinheit hat, die eine äußere Membran aufweist, welche aus einer gasundurchlässigen Substanz besteht, welche weiterhin eine innere Membran aufweist, welche auf einem bestimmten Abstand von der äußeren Membran angeordnet ist und entweder aus einer gasundurchlässigen Membran mit darin angeordneten öffnungen besteht, die auf bestimmten Abständen voneinander angeordnet sind, oder als gasdurchlässiges Gewebe ausgebildet ist, wobei ein wärmeisolierendes Element zwischen den beiden Membranen in dem

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Zwischenraum angeordnet ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung der wärmeisolierenden, geschlossenen Anordnungen.

Bei dem Fortschritt, welcher in den letzten Jahren in der Technik der Herstellung von geschäumten Produkten erreicht wurde, hat die Methode, welche es ermöglicht, Gegenstände und Anordnungen direkt durch Einschäumen in eine Form herzustellen, einen Punkt erreicht, an welchem vielfältige Anwendungsmöglichkeiten eröffnet werden. Folglich ist es jetzt möglich geworden,, eine Anordnung oder ein Bauwerk herzustellen, indem an der Baustelle in eine Form eingeschäumt wird. Das Schaummaterial kann für diesen Zweck aus einer großen Vielfalt von Schaumzusammensetzungen ausgewählt werden. Insbesondere bei der Verwendung von Urethanharzen sind geschäumte Produkte mit verschiedensten Eigenschaften erreichbar geworden, und zwar aufgrund des Fortschrittes, welcher in der Forschung und der Entwicklung erzielt wurde. Weiterhin haben Urethanharze den Vorteil, daß sie unter einer breiten Vielfalt von Schäumbedingungen einsetzbar sind.

Ein Nachteil der herkömmlichen Methode zum Aufschäumen großer Anordnungen oder Bauwerke in eine Form an der Baustelle hat darin bestanden, daß die Arbeit den Wetterbedingungen ausgesetzt ist. Weiterhin ist darauf hinzuweisen, daß die herkömmlicherweise verwendete Technik beim Aufschäumen in eine Form verschiedene Probleme aufwirft, die unten diskutiert werden.

Als Hilfsmittel zur Herstellung von geschäumten Produkten sind bisher Formen verwendet worden, und das Schaummaterial ist in die Formen eingesprüht oder eingespritzt worden.

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Beim DurchfUhren des Einschäunens in formen ist es erforderlich, daß eine hinreichend feste Einrichtung verwendet wird, Vielehe dem Schaumdruck standhält. Diese Einrichtung wird verhältnismäßig groß und teuer, wenn die geschäumten Produkte sehr große Abmessungen haben.

Als typisches Beispiele dieser Art des Einschäumens in eine Form, wie es bisher ausgeführt wurde, kann ein Verfahren genannt werden, bei welchem zunächst eine Form aufgebaut wird, welche der herzustellenden gewünschten Einrichtung oder Anordnung entspricht, indem geeigneterweise Platten aus Holz, Metall oder synthetischem Harz zusammengebaut werden, wonach eine Schaumfüllung in die durch die Platten umschlossenen Zwischenräume eingebracht wird, so daß anschließend die !Füllung aufschäumen und aushärten kann.

Eine wärmeisolierende Anordnung, welche wärmeisolierende Platten verwendet, die geschäumte Urethanplatten aufweisen, welche mit Metallblech beschichtet sind, ist bereits in einer Kombination einer Gefriereinrichtung und einer Kühleinrichtung verwendet worden. Ein bei solchen Kühleinrichtungen stets auftretender Nachteil besteht jedoch darin, daß sie teuer sind und daß sie die gewünschte Wärmeisolation in solchen Bereichen nicht aufweisen, in welchen die Platten miteinander verbunden sind. Ein Versuch, größere Platten herzustellen, und zwar im Hinblick darauf, · solche Verbindungsbereiche in ihrer Zahl zu verringern, führt in unvermeidlicher Weise dazu, daß Einrichtungen und Produktionsmittel mit größeren Abmessungen verwendet werden, wodurch auch die Kosten stark in die Höhe gehen. In diesem Falle treten auch andere Probleme auf, beispielsweise die geeignete Wahl einer Stelle zum Einbringen der Schaumfüllung in den Zwischenraum der Form, das Abführen der Luft bei dem Schäumvorgang und insbesondere ist eine Form von

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kompliziertem Aufbau erforderlich, und es ist schließlich außerordentlich schwierig, eine gleichförmige Verteilung der Schaumfüllung über den gesamten Innenraum der Form zu gewährleisten.

Während sich die oben aufgeführten technischen Schwierigkeiten ergeben, sind die Eauptnachteile, welche bei der Ausführung eines solchen Verfahrens auftreten, im wesentlichen folgende:

1) keine gleichförmige Verteilung der Schaumfüllung,

2) große Hohlräume aufgrund restlicher Luftblasen, und

3) unvorhersehbare Deformation aufgrund eines Sekundärschäumens.

Wenn eine große Anordnung oder ein größeres Bauv/erk unter Verwendung von Urethanschaum hergestellt wird, treten im Inneren der Anordnung Hohlräume auf, und diese Hohlräume können möglicherweise zu einer Oberflächenbeschädigung und zu einer Deformation der Anordnung führen, so daß gefährliche und ernsthafte Risse auftreten. Dies ist häufig zu beobachten. Diese Hohlräume und die Risse, welche sich aus solchen Hohlräumen entwickeln können, stellen einen außerordentlich gefährlichen Nachteil solcher geschäumter Produkte dar.

Diese Hohlräume können auf verschiedene Ursachen zurückzuführen sein. Da die Form für solche Anordnungen oder Bauwerke dadurch _ hergestellt wird, daß verschiedene Platten aneinandergefügt werden, besteht beispielsweise eine Möglichkeit, daß solche Abschnitte gebildet werden, in welchen sich die Luft staut, die zwischen den Platten eingeschlossen ist. Es ist auch möglich, daß Reibungskräfte zwischen der inneren Wandoberfläche der Form und der anhaftenden Blasen des Schaumes entstehen, während die Schaumfüllung in die Form eingebracht wird, oder es kann dies auch auftreten, während die Schaumfüllung verfestigt wird,

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was jedenfalls zu dem Ergebnis führt, daß die gebildeten Blasen deformiert werden oder sich miteinander vereinigen, so daß große Hohlräume entstehen.

Ua solche Probleme zu überwinden, ist es erforderlich, daß eine erhöhte Aufmerksamkeit der Oberflächenbehandlung der inneren Wände der ]?orm gewidmet wird, und daß der Form eine derartige Gestalt gegeben wird, daß die geringstmögliche Anzahl von Ecken entsteht. Außerdem sind verschiedene Verbesserungen in bezug auf die Form und die Abmessungen von Düsen versucht worden, welche zum Einführen der Schaumfüllung dienen. Es ist jedoch schwierig, in dieser Beziehung Normen oder Standardeigenschaften anzugeben. Die Ausbildung von Hohlräumen kann bis zum gewissen Grad dadurch vermieden werden, daß beispielsweise die Form mit einer Vielzahl von Einlaßöffnungen ausgestattet wird, durch welche die Schaumfüllung in den Innenraum der Form eingebracht werden kann. Diese Arbeit erfordert jedoch einen großen Arbeitsaufwand.

Der SpritζVorgang, welcher zum Einschäumen in eine Form entwickelt wurde, ist eine ausgezeichnete Möglichkeit zur Herstellung geschäumter Produkte an Ort und Stelle. Dadurch wird ermöglicht, eine Anordnung mit einer bestimmten Form zu bauen oder herzustellen, und zwar aus einem geschäumten Material und an Ort und Stelle, indem eine Schaumfüllung aus hartem oder starrem Urethan, verwendet wird. Bei diesem Vorgang besteht jedoch die Gefahr, daß der Urethanschaum um die Form herum fliegt, so daß die Ausbeute verschlechtert wird, wobei auch die Umgebung verunreinigt wird. Das geschäumte Produkt hat eine außerordentlich rauhe Oberfläche, und es erfordert somit einen erheblichen Arbeitsaufwand zur endgültigen Bearbeitung der Oberfläche. Wenn eine solche Arbeit im Freien ausgeführt wird, muß die Oberfläche des geschäumten Produktes, welches eingespritzt

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wurde, anschließend beschichtet werden, so daß mögliche Wettereinflüsse ausgeschaltet werden, und es muß insbesondere sichergestellt werden, daß keine Feuchtigkeit eindringt. Deshalb ist es zu dieses Zweck erforderlich, das geschäumte Produkt mir einem Material abzudecken, welches für Wasser und Feuchtigkeit undurchlässig ist, oder das geschäumte Produkt mit einem ähnlichen Schutzfilm oder einer Schutzschicht zu versehen, nachdem es aufgeschäumt ist. Es ist jedoch keine leichte Arbeit, eine größere Anordnung oder ein größeres Bauwerk auf allen seinen Außenseiten mit einem Material abzudecken, insbesondere dann nicht, wenn die Arbeit im Freien ausgeführt werden muß. Diese Arbeit erfordert auch die Verwendung großer Gerüste und eines Hebezeuges, und sie erfordert außerdem außerordentlxches Geschick der Arbeiter. Bei einer aus Platten gebildeten Abdeckung, welche zum Schutz des geschäumten Produktes gegen Feuchtigkeit dient, müssen die Ränder der Abdeckung mit besonderer Sorgfalt behandelt werden, weil andernfalls Lecköffnungen für Wasser oder Feuchtigkeit entstehen. Ein vollkommener Schutz des geschäumten Produktes gegen Wasser oder Feuchtigkeit kann nicht erreicht werden, wenn dieses Produkt einfach mit Platten oder Blech abgedeckt wird. Die Enden solcher Platten oder Bleche, welche angebracht werden, um das geschäumte Produkt zu schützen, sind nicht hinreichend fest angebracht, um den Zutritt von Wasser oder anderer Feuchtigkeit zu verhindern. Es ist allgemein bekannt, daß ein Schutz gegen Eindringen von Feuchtigkeit außerordentlxch schwierig ist. Sobald die Feuchtigkeit jedoch beginnt, einen Zugang zu der Innenseite der Abdeckung zu erreichen, wird sie in Dampf umgexirandelt, und der Dampf diffundiert in die einzelnen Zellen und feinen Zwischenräume oder Risse in dem geschäumten Produkt. Wenn ein solches geschäumtes Produkt in einer Gefriereinrichtung oder einer Gefrieranlage verwendet wird, kondensiert und gefriert der darin eingeschlossene Dampf so weit, daß das

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Wärmeverhalten der Gaszellen nachteilig "beeinflußt "wird. Das Gefrieren des kondensierten Dacrpfes kann im ungünstigsten Fall ein Zerreißen einzelner Zellen in dem geschäumten Produkt hervorrufen,

Aufgabe der Erfindung ist es, eine wärmeisolierende, geschlossene Anordnung der oben näher erläuterten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau eine Herstellung im Freien ermöglicht und zugleich ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften aufweist.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer wärmeisolierenden, geschlossenen Anordnung geschaffen werden, welches in einfacher Weise im Freien auszuführen ist und zu einer Anordnung mit ausgezeichneten Wärmeisolationseigenschaften führt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß eine zusammengesetzte Membran vorgesehen ist, welche eine innere Membran aufweist, die aus einem gasdurchlässigen Gewebe gebildet ist, und weiterhin eine äußere Membran hat, die aus einem gasundurchlässigen Material hergestellt ist und auf einem Abstand von der inneren Membran gehalten ist, und zwar mit Hilfe von Abstandsstücken und mit Hilfe eines geschäumten Elementes, welches derart angeordnet ist, daß es den zwischen der inneren Membran und der äußeren Membran gebildeten Zwischenraum ausfüllt, wobei die Anordnung auf einem wärmeisolierenden Bodenelement angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Anordnung kann in vielfältigen Formen hergestellt werden: die zusammengesetzte Membraneinheit kann halbzylinderförmig auf einem wärmeisolierenden Bodenelement angebracht werden, die zusammengesetzte Membraneinheit kann auf dem wärmeisolierenden Bodenelement in der .

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Form eines aufrechten Zylinders angeordnet werden, der auf seiner Oberseite eine Kup el hat, die zusammengesetzte Membraneinheit kann selbst die Form einer Kugel haben, sie kann auch die Form einer teilweise abgestumpften Kugel haben, sie kann auch die Fora eines Zylinders oder einer anderen ähnlichen Form haben, es können auch verschiedene Formen miteinander kombiniert werden, und es kann eine dieser Formen mit einem flachen zusammengesetzten Membraneinheitenelement kombiniert werden, so daß alle praktisch denkbaren Formen "von der Erfindung umfaßt werden.

Um die wärmeisolierende, geschlossene Anordnung gemäß der Erfindung herzustellen, wird die innere Membran mit Hilfe von Abstandsstücken auf der Innenseite der äußeren Membran angebracht und es wird ein Druck auf die Außenseite der inneren Membran mit Hilfe eines strömenden Gases ausgeübt, so daß aufgrund der Gasdurchlässigkeit der inneren Membran die unter Druck stehende Gasströmung durch die innere Membran hindurchgeht und folglich in der Weise wirkt, daß die äußere Membran aufgeblasen wird. Anschließend wird die Schaumfüllung von der Innenseite der inneren Membran her in den zwischen der äußeren und der inneren Membran gebildeten Zwischenraum eingebracht, wonach die Schaumfüllung aufschäumen kann, um den Hohlraum mit dem geschäumten Produkt aufzuschäumen, so daß auf diese Weise die zusammengesetzte Membraneinheit gebildet wird.

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Die Erfindung wird nachfolgend "beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen;

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Modell, welches dazu dient, eine bevorzugte Ausführungsform der wärmeisolierenden geschlossenen Anordnung sowie des Verfahrens zu ihrer Herstellung gemäß der Erfindung zu veranschaulichen,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in der Fig. 1,

Fig. 3 einen Grundriß eines Modells, welcher dazu dient, eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu veranschaulichen, und

Fig. 4- einen Schnitt entlang der Linie B-B in der Fig. 3.

Die Erfindung wird zunächst anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben, welche eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes darstellen. Die in der Fig. 1 dargestellte wärmeisolie- , rende geschlossene Anordnung hat ihre Achse in der horizontalen Richtung. Es ist eine halbzylindrische Anordnung, welche eine vordere Kammer in einer der sieben Seiten hat und eine zusammengesetzte Membraneinheit aufweist, die eine äußere Membran hat, welche aus einer gasundurchlässigen Substanz besteht, die weiterhin eine innere Membran hat, die mit einer gasundurchlässigen Membran ausgestattet ist, welche kleine Öffnungen aufweist, und zwar in geeigneten Abständen, wobei die innere Membran auch aus einer gasdurchlässigen Substanz oder aus einem für Gas durchlässigen Gewebe hergestellt sein kann, und die zusammengesetzte Membraneinheit weist schließlich ein geschäumtes Element auf, welches derart angeordnet ist, daß es den Zwischenraum zwischen den Membranen ausfüllt. Die Fig. ist ein Querschnitt durch ein Modell, und die Fig. 2 ist ein

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Schnitt entlang der Linie A-A in der ±^;'ig. 1. In der Zeichnung "bezeichnet 1 eine äußere Membran, welche aus einer gasundurchlässigen Substanz besteht, und 3 bezeichnet eine innere Membran, und diese Membranen 1 und 3 sind durch einen vorgegebenen Abstand durch Abstandsstücke 2 voneinander getrennt. Die innere Membran 3 ist mit einer Membran aus einem gasdurchlässigen gewebten Material ausgestattet oder als gasundurchlässige Membran ausgebildet, in welcher kleine Öffnungen angebracht sind, so daß eine gasdurchlässige Anordnung gebildet wird. Auf der Bodenfläche 4- ist ein galvanisiertes Stahlblech 5 angeordnet, welches eine V-förmige Konfiguration hat und unter einem Bodenelement 7 angeordnet ist. Ein geschäumtes Element 6 ist derart angeordnet, daß es den Zwischenraum zwischen der inneren und der äußeren Membran ausfüllt. Das Bodenelement 7 ist ebenfalls aus einer wärmeisolierenden Substanz hergestellt. Mit 8 ist ein Dach des wärmeisolierenden Materials für die vordere Kammer bezeichnet, mit 9 ist eine Innentür bezeichnet, mit 10 ist eine Isoliertür bezeichnet und mit 11 ist eine Einrichtung bezeichnet, welche dazu dient, Luft derart auszublasen, daß ein Luftvorhang über die Isoliertür 10 entsteht. Das V-förmige galvanisierte Stahlblech 5 und das Bodenelement 7 bilden den Boden der vorderen Kammer, während eine Wärmeisolationswand, die aus einem wärmeisolierenden Material hergestellt ist, die vordere Kammer abschließt. Die Bezugszahlen 12 und 13 bezeichnen den Hauptraum der Anordnung bzw. das Innere der vorderen Kammer und die Bezugszahlen 14-, 15 und 16 bezeichnen eine Kühleinrichtung, eine Gefriereinrichtung bzw. einen Kühlturm. Diese Einheiten werden installiert, wenn beispielsweise das Innere der Anordnung gekühlt werden soll, um als Kühlspeicherraum zu dienen.

Nachfolgend wird die Methode der Herstellung der Anordnung gemäß Pig. 1 und 2 erläutert.

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Die zusammengesetzten Membran wird zunächst hergestellt, indem eine gasdurchlässige innere Membran 3 £-it Hilfe der Abstandsstück e 2 auf der Innenseite einer äußeren Membran 1 angebracht wird, die aus einer gasundurchlässigen Substanz besteht. Die Acstandsstücke 2 dienen dazu, auf geeigneten Abständen voneinander angebracht zu werden, so daß die innere und die äußere Membran auf einem konstanten Abstand voneinander gehalten werden. Die Anzahl und die Größe dieser Ab stands stücke kann durch die Größe der Anordnung, durch die Festigkeit des geschäumten Elementes, durch den Schaumdruck, durch die Wärmeleitfähigkeit usw. festgelegt werden.

Die innere Membran muß eine gasdurchlässige Struktur haben, und deshalb wird sie aus einer Membran gebildet, die ein gasdurchlässiges Gewebe aufweist, oder es kann eine gasundurchlässige Membran verwendet werden, in welcher in geeigneten Abständen kleine Öffnungen angebracht sind. Es ist weiterhin erforderlich, daß die innere Membran eine ausreichende Festigkeit hat, um dem Schaumdruck standzuhalten. Die Form der inneren Membran muß derart gewählt sein, daß dann, wenn die zusammengesetzte Membran eingeschäumt wird, und in sich selbst stabil wird, wie es unten näher erläutert wird, eine Anordnung der inneren Membran auf einen gleichförmigen Abstand von der Innenseite der äußeren Membran gewährleistet ist. Die zusammengesetzte Membran muß derart angeordnet sein, daß dann, wenn sie dem Schaumdruck ausgesetzt ist, die zwei Membranen, die Abstandsstücke und ihre Verbindungselemente eine ausreichende Festigkeit haben, um dem Druck standzuhalten. In dieser Ausführungsform ist eine der zwei Giebelseiten mit einem ausgedehnten Teil der zusammengesetzten Membraneinheit verschlossen, und die andere Giebelseite nimmt die vordere Kammer 1J auf. Diese vordere Kammer hat ein Dachelement 8, wärmeisolierende Wände, die aus einer wärmeisolierenden Substanz gebildet sind, und eine Isoliertür 10, welche derart eingebaut ist, daß sie eine Verbindung zwischen der Außenseite und dem Inneren ermöglicht.

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Innerhalb der vorderen Kammer ist eine vorläufige Abteilung aus Sperrholz angeordnet, welche derart; ausgebildet ist, daß sie in horizontaler Richtung gleitbar ist.

Auf den Boden 4- ist das V-förmig gewellte galvanisierte Stahlblech 5 aufgebracht, und das wärmeisolierende Bodenelement 7 ist in der Weise auf dem Stahlblech angeordnet, daß kein Teil des darunterliegenden Stahlbleches sichtbar ist. Das galvanisierte Stahlblech muß in der Weise verlegt sein, daß seine Wellungen senkrecht in bezug auf die Achsenrichtung der zusammengesetzten Membraneinheit liegen, wie es nachfolgend im einzelnen beschrieben wird. Es ist weiterhin wesentlich, daß das galvanisierte Stahlblech eine ausreichende Festigkeit hat, um dem Biegemoment standzuhalten, welches von der Spannung'herrührt, die an den Enden der Membranen während des Aufblasens der Membranen hervorgerufen wird.

Anschließend wird die zusammengesetzte Membran an dem Bodenelement befestigt. Diese Befestigung erfolgt dadurch, daß die unteren Ränder der zusammengesetzten Membran an den Rändern des glavanisierten Stahlbleches befestigt· werden, ohne daß ein Spalt zwischen dem Blech und dem wärmeisolierenden Bodenelement verbleibt, welches darauf angeordnet ist. Bei der Herstellung der Membrananordnung durch Aufblasen des Innenraumes des eingeschlossenen Raumes ist es leichter, eine gekrümmte Oberfläche herzustellen als eine flache Oberfläche. Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wären die bogenförmigen Stahlrahmen nicht erforderlich, wenn jede der vertikalen Giebelseiten durch zwei Viertelkugeln ersetzt würde. Der ITachteil einer solchen Anordnung bestünde darin, daß der tote (nicht nutzbare) Raum vergrößert würde.

Nachfolgend wird das Verfahren beschrieben, welches die zusammengesetzte Membran in die Lage versetzt, eine in sich stabile

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Anordnung zu "bilden. Die selbsttragende Anordnung der zusammengesetzten Membran wird dadurch erreicht, daß die zusammengesetzte Membran durch Einführen eines Gases unter Druck stabilisiert wird. Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 geschieht dies dadurch, daß zuvor ein Gebläse 17 in den vorderen Raum eingebracht wird und dann eine Druckluft beispielsweise an der vorläufigen Abteilung vorbeigeleitet wird. Vor dem Einleiten der Druckluft werden Drähte an dem bogenförmigen Stahlrahmen befestigt. Wenn die Druckluft in den durch die zusamniengesetzte Membran eingeschlossenen Raum eingeleitet wird, so findet sie ihren Weg durch die innere Membran und bläst folglich die äußere Membran auf. Dabei werden die an den bogenförmigen Stahlrahmen befestigten Drähte unter Zug gesetzt, bis die Rahmen sich vertikal aufgestellt haben, und dann werden die Drähte dadurch in dieser Stellung gehalten, daß ihre jeweiligen Enden entsprechend befestigt werden. Es ist wünschenswert, daß die zwei Rahmen dadurch befestigt werden, daß dazwischen ein Draht gespannt wird. Wo es die Umstände ermöglichen, können die Rahmen und die Drähte entfernt xverden, nachdem die Anordnung fertiggestellt ist. Danach wird eine Injektionsdüse 18 in den Hohlraum hinter der inneren Membran eingesetzt, und zwar von der Innenseite der zusammengesetzten Membran her, und es wird ein Schaumstoff wie beispielsweise ein Urethanharz durch die Düse eingeführt. Die Schaumfüllung, welche den Hohlraum in der zusammengesetzten Membran ausfüllen soll, wird zum Aufschäumen gebracht, und der auf diese Weise hergestellte Schaum kann dann aushärten. Geeignete Vorkehrungen dienen dazu, ein ungleichmäßiges Aufschäumen zu vermeiden. Bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wird eine vordere Kammer verwendet. Bei der schließlich erreichten Anordnung wird eine innere Tür 9 zwischen der vorderen Kammer und dem Hauptraum 12 eingesetzt. Die innere Tür kann von Anfang an eingesetzt sein. Sie kann auch erst eingesetzt werden, nachdem

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die Konstruktion aufgebaut ist und die vorläufige Abteilung herausgenommen wurde.

Vo die zusammengesetzte Membran nicht übermäßig ausgebaucht werden soll, und zwar aufgrund des nach außen wirkenden Druckes von innen, i>rerden verschiedene Pfosten oder Streben zuvor in dem V-förmig gewellten galvanisierten Stahlblech angeordnet, und der bogenförmige Stahlrahmen verhindert eine andernfalls mögliche übermäßige Ausbauchung.

Das Aufschäumen in dem Hohlraum der zusammengesetzten Membran kann im Falle der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 beispielsweise dadurch glatt durchgeführt werden, daß das Aufschäumen zunächst in den Teil der Anordnung erfolgt, welcher die Stirnseiten ausschließt, wonach anschließend die Stirnseiten aufgeschäumt werden.

Um eine Wärmeisolierung der Anordnung zu gewährleisten, ist es wesentlich, daß alle Zwischenräume zwischen den einzelnen Membranen und dem Bodenelement beispielsweise sorgfältig dadurch ausgeschaltet werden, daß solche Zwischenräume mit der Schaumfüllung geschlossen werden und der Schaum auch die Möglichkeit hat, in solche Zwischenräume einzudringen.

Die gewellte Form in dem galvanisierten Stahlblech, welches unter dem Bodenelement anzuordnen ist, kann einen Querschnitt nach der Form von zwei Seiten eines Dreiecks haben, oder es kann die Form von drei Seiten eines Quadrates vorgesehen werden oder auch eine andere geeignete Form. Das für das Blech verwendete Material kann ein witterungsbeständiger Stahl sein. Wenn die Lebensdauer nur kurz sein soll, kann ein gewöhnlicher Baustahl verwendet werden. Außerdem könnte auch ein rostfreier

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Stahl, Aluminium oder ein anderes geeignetes Material verwendet werden. Allgemein kann ein "beliebiges Blech verwendet werden, so weit; es gewellt ist.

Die Außenoberfläche der äußeren Membran kann mit einer weiteren Beschichtung versehen sein, beispielsweise mit einem Polyäthylengewebe, auf welches eine Aluminiumfolie aufgebracht ist oder eine Aluminiunschicht im Vakuum niedergeschlagen ist, so daß eine wirksame Abschirmung gegen Sonnenlicht gewährleistet ist. Die Lebensdauer der wärmeisolierenden geschlossenen Anordnung gemäß der Erfindung kann dadurch verbessert werden, daß dieses Gewebe nach jeweils mehreren Jahren erneuert wird.

Typische physikalische Eigenschaften des geschäumten Elementes aus Urethanharz sind folgende:
Materialdichte: 0,03 - 0,04-

Wärmeleitfähigkeit: " 0,02-0,03 kcal/h m ⁰C

Außer Urethanharz sind Rohmaterialien für die Schaumfüllung verwendbar, welche Harze wie Phenolharz und Harnstoffharz sowie anorganische Schaumflüssigkeiten wie Schaumkleber enthalten.

Die Fig. 3 ist ein Grundriß eines Modells, welches dazu dient, eine weitere bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung zu veranschaulichen, und die Fig. 4- ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B in der Fig. 3·

Bei dieser Ausführungsform ist keine vordere Kammer vorhanden, μηά eine zusammengesetzte Membraneinheit hat eine Form, bei welcher eine zylindrische Grundfläche vorhanden ist, deren Achse in vertikaler Richtung angeordnet ist, und es ist weiterhin ein kugelförmiges Dach vorhanden, welches sich vom oberen

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Ende der zylindrischen Basis aus erhebt. In dieser Darstellung ist mit 4- ein Boden bezeichnet, mit 1 ist seine äußere Membran bezeichnet, und mit 3 ist eine innere Membran bezeichnet, während 2 jeweils Abstandsstücke sind. Diese Ausführungsforni ist zusätzlich mit einem vorläufigen Eingang 19 ausgestattet. Wenn diese Anordnung in ihre selbsttragende Stellung gebracht wird, wird eine Führung 20 eingesetzt, die aus einem Segeltuch wie für eine Zeltplane bestehen kann, und zwar zwischen den zwei vorläufigen Membranen 19a und I9"b, welche an dem vorläufigen Eingang 19 angeordnet sind, und unter Druck wird ein Gas von einem Gebläse 17 eingeführt, um auf die zusammengesetzte Membran von innen einen Druck nach außen auszuüben. Bei der fertiggestellten Anordnung wird eine Isoliertür 10 eingebaut, und zwar anstelle der vorläufigen Tür 19· Zuvor werden Abstandsstücke entlang der Oberseite 21 und entlang den Seiten 22 des vorläufigen Eingangs19 vorab eingebaut. Wenn das Aufschäumen in dem Hohlraum der zusammengesetzten Membran abgeschlossen ist, wird die Isoliertür eingesetzt, indem die Abstandsstücke in ihrer Form und ihrer Anordnung derart neu eingestellt werden, daß die Tür gebildet wird. Dann wird die Schaumfüllung in den Türhohlraum eingebracht, und die auf diese Weise eingeführte Füllung kann dann aufschäumen und aushärten. Auf diese Weise kann die Anordnung mit einer Isoliertür ausgestattet werden, welche außerordentlich fest ist und hinsichtlich der Wärmeisolierung eine hervorragende Wirkung hat.

Wenn die wärmexsolierende geschlossene Anordnung gemäß der Erfindung keine Isoliertür oder keine vordere Kammer zu haben braucht, sondern lediglich eine innere Membran, eine äußere Membran, ein dazwischen angeordnetes geschäumtes Element und ein Bodeneleinent benötigt, kann die Herstellung in zufriedenstellender Weise einfach dadurch erfolgen, daß eine vorläufige

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Tür aus vorläufigen Membranen 19a und 19b hergestellt wird, wie es im Beispiel 2 angegeben ist, um an einem '!eil der zusammengesetzten Membran befestigt zu werden, und nachdem die Anordnung ihre selbsttragende Funktion übernommen hat, kann die vorläufige Tür mit den erforderlichen Membranen versehen werden und aufgeschäumt werden.

Nach dem oben beschriebenen Verfahren kann die Schaumfüllung frei an einer beliebigen gewünschten Stelle in den zwischen der äußeren und der inneren Membran gebildeten Zwischenraum eingeführt werden. Wenn entweder eine durchscheinende oder eine durchsichtige, gasdurchlässige Membran verwendet wird oder eine durchscheinende oder durchsichtige, gasundurchlässige Membran mit einer Vielzahl von kleinen Einlaßöffnungen verwendet wird, die als innere Membran dient, wird die Luft in dem Zwischenraum leicht durch die eindringende Schaumfüllung ersetzt und die dann noch vorhandenen Luftblasen werden beim Aufschäumen hinausgedrückt. Folglich kann eine Ausbildung von Hohlräumen und von starken Rissen, wie sie bei einem herkömmlichen Schäumprozeß auftreten'können, gemäß der Erfindung vermieden werden. Insbesondere eine durchsichtige oder durchscheinende innere Membran bietet die Möglichkeit, daß vom Personal der sich ändernde Zustand in dem Zwischenraum zwischen den Membranen überwacht werden kann und demgemäß das Einführen der Schaumfüllung reguliert werden kann, so daß auch tiefer innen liegende Fehlstellen nicht unerkannt bleiben. Wenn die innere Membran eine sehr grob gewebte Struktur hat, kann das Harz beim Aufschäumen leicht hindurchdringen. Es ist deshalb zweckmäßig, daß die innere Membran so fein wie möglich aufgebaut ist, so daß sie jedoch noch gasdurchlässig ist. Im Falle einer inneren Membran, welche als gasundurchlässige Membran mit öffnungen zum Eindringen des Urethanschaumes ausgestattet ist, wobei die Schaumfüllung an geeigneten Intervallen eingebracht

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wird, ist es zweckmäßig, daß die Membran derart aufgebaut ist, daß die Einlasse unverzüglich verschlossen werden, wenn das Einbringen der Schaumfüllung beendet ist. Dieses Verschließen der Einlasse kann dadurch erfolgen, daß ein Klebeband über die öffnungen aufgebracht wird.

Die Schaumfüllung, welche den Hohlraum zwischen der inneren und der äußeren Membran ausfüllt, wenn die Füllung aufschäumt, wird innerhalb kurzer Zeit einer Gelatinierung unterzogen, und sie nimmt eine Viskosität und eine Elastizität an, und nimmt schließlich gewisse Druckkräfte auf. Von diesem Punkt an wird die Polymerisation, welche bei dem Aufschäumen auftritt, unter einem bestimmten Druck fortgesetzt, und es besteht somit die Möglichkeit, daß das aufgeschäumte Produkt sich in alle Teile und Ecken des Zwischenraumes ausdehnt. Häufig wird Freon als leichtflüchtige Substanz dazu verwendet, als Unterstützung zum Aufschäumen zu dienen.

Aufgrund des Aufschäumens, welches unter Druck geschieht, wird der äußere Oberflächenteil, insbesondere der Oberflächenteil des aufgeschäumten Elementes, mit der inneren Oberfläche der äußeren gasundurchlässigen Membran direkt in Berührung gehalten, und das aufgeschäumte Material wird gegen die äußere Membran gedrückt, so daß sie aufgrund des von innen vom aufgeschäumten Element ausgeübten Druckes gespannt gehalten wird. Der zusammengedrückte Teil des aufgeschäumten Elementes führt somit zu einer Oberflächenhaut, welche eine erhöhte Dichte und Festigkeit aufweist. Dieser äußere Oberflächenhautteil wirkt somit wie eine äußere Schale, so daß die Festigkeit des geschäumten Elementes erhöht wird und zugleich das Innere des geschäumten Elementes gegen Feuchtigkeit geschützt wird, wobei das geschäumte Element selbst auch gegen mögliebe Einflüsse der Veränderung der Umgebungsluftbedingungen geschützt wird. Weiterhin wird das Innere des geschäumten Elementes auch gegen die Einflüsse

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ultravioletter Strahlen geschützt sowie gegen chemische Aktivitäten von Verunreinigungen in der Luft.

Aufgrund der Wirkung des geschäumten Elementes wird die Anordnung, welche das äußere Element, die Abstandsstücke und das innere Membraneleiaent aufweist, zu einer in sich stabilen und festen Schaleneinheit ausgebildet, welche eine Anordnung mit ausgezeichneter mechanischer Festigkeit darstellt. Diese zu einem Stück geformte Anordnung weist eine viel höhere Festigkeit als das geschäumte Element selbst auf.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren erübrigt sich somit die Notwendigkeit, den Oberflächen der Membranen eine chemische oder physikalische Behandlung zuteil werden zu lassen, beispielsweise eine Glättung der Strömung der Schaumfüllung auf den Oberflächen und ein Verkleben des geschäumten Elementes mit den Oberflächen.

Ein Aufschäumen an Ort und Stelle wird durch Regen oder Schnee verhindert. Weiterhin kann dann, wenn die herzustellende Anordnung große Abmessungen aufweist, eine große Veränderung in der Arbeitsumgebung entstehen, beispielsweise dann, wenn ein Teil der Anordnung möglichen Einflüssen der direkten Bestrahlung mit Sonnenlicht ausgesetzt ist, während der übrige Teil solchen Einflüssen nicht ausgesetzt ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden solche Nachteile des AufSchäumens in eine Form überwunden, da die Arbeit innerhalb des Raumes erfolgt, welcher durch die äußere Membran umgeben ist, die zuvor aufgeblasen wurde und folglich zuvor bereits selbsttragend angeordnet ist. Mit anderen Worten, die Arbeit kann nach einem Zeitplan ablaufen, welcher im wesentlichen mit dem Plan identisch ist, wie er für ein Aufschäumen in der Fabrik verwendet werden könnte.

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Weiterhin bringt die Tatsache, daß ein großes Volumen an Außenluft durch ein Gebläse zugeführt wird, und zwar zum Erhöhen des Innendruckes in dem Zwischenraum zwischen der zusammengesetzten Membran, einen Vorteil mit sich, welcher darin besteht, daß die Arbeitsbedingungen günstig beeinflußt werden, weil die Luft dazu dient, das Freon-Gas zu verdünnen, welches im Laufe des AufSchäumens gebildet wird, wobei zugleich die Innenluft mit der Außenluft vermischt wird.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Anordnung zeichnet sich durch eine hohe Zuverlässigkeit aus, wie es oben bereits ausgeführt wurde. Sofern die Abmessungen innerhalb bestimmter Grenzen liegen, kann die erfindungsgemäße Anordnung somit ohne weitere Veränderung in zufriedenstellender Weise verwendet werden, ohne daß die Notwendigkeit für Skelettelemente besteht, bei welchen beispielsweise ein starrer Rahmen verwendet wird. Außerdem bietet die erfindungsgemäße Anordnung einen außerordentlich guten Schutz gegen ein mögliches Eindringen von Feuchtigkeit und Wärme. Da das Schaumelement, welches als Wärmeisolator dienen soll, auf alle Teile und Ecken ohne Unterbrechungen verteilt ist, entsteht eine gleichförmige geschlossene wärmeisolierende Schicht, so daß die Anordnung nicht der Gefahr des Gefrierens ausgesetzt wird, wenn sie als Kombination einer Gefrier- und einer Kühleinrichtung verwendet wird. Da die Anordnung 'eine sehr geringe Wärmekapazität hat, kann die gewünschte Kühlung und Gefrierung innerhalb des umschlossenen Raumes durch die Verwendung eines kleinen Gefrieraggregates oder Kühlaggregates herbeigeführt werden. Wenn die erfindungsgemäße wärmeisolierende, geschlossene Anordnung in besonders großen Abmessungen hergestellt werden soll, ist es notwendig, daß die äußere Oberfläche der Anordnung an einer bestimmten Anzahl von Punkten an einer getrennten Anordnung aufgehängt

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wird. Auch, in diesem Falle weist die Anordnung eine außerordentlich gute wärmeisolierende Wirkung auf, da die äußere Membran an einer erforderlichen Anzahl von Punkten an einer getrennten Anordnung aufgehängt wird, während der von der zusammengesetzten Membran umschlossene Haum von innen einen Druck nach au£en ausgesetzt wird, wobei die Schaumfüllung in den Zwischenraum eingeführt wird, welcher zwischen den zwei Membranen gebildet ist, wonach die Schaumfüllung aufschäumen und aushärten kann.

Nachfolgend wird die wärmeisolierende, geschlossene Anordnung, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1:

Eine wärmeisolierende, geschlossene Anordnung der in der Fig. veranschaulichten Art (mit Ausnahme der vorderen Kammer) mit den folgenden Eigenschaften wurde hergestellt:

Abmessungen der Anordnung

Bodenfläche 8 m χ 8 m

maximale Höhe etwa 4 m

Außendurchmesser etwa 8 m

Höhe und Breite der Abstandsstücke 18 cm χ 18 cm Entfernung zwischen Abstandsstücken 18 cm

Beschreibung der Eomponententeile

Äußere Membran 1: Polyamidgewebe, beschichtet mit Vinylchlorid, mit einer Spannungsfestigkeit von 120 kp/3 cm innere Membran 3: Polyäthylengewebe, unter Verwendung von Fäden mit 1000 den., bei einer Gewebedichte von 7 x 7/2,5 cm Abstandsstück 2: Dasselbe Material wie bei. der äußeren Membran

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Bodenelement 6: Obere Schicht aus wasserbeständigen! Sperrholz, 15 mm dick, Zwischenschicht aus Schaunipo Iy styrol, 180 mm dick, und untere Schicht aus wasserbeständigem Sperrholz, 9 nim dick.

Gründung *?: V-förmig gewelltes, galvanisiertes Eisenblech, 1,6 mm dick und mit 75 mai tiefen Wellungen.

Die auf diese Weise hergestellte Anordnung hatte ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften und hat sich zur Verwendung als Gefrierspeicher als geeignet erwiesen.

Beispiel 2:

Eine wärmeisolierende, geschlossene Anordnung der in der Fig. 3 dargestellten Art wurde hergestellt.

Abmessungen der Anordnung:

Außendurchmesser; 4· m

Höhe und Breite der Abstandsstücke: 10 cm χ 10 cm Entfernung zwischen Abstandsstücken: 10 cm maximale Höhe der Anordnung: 4- m

Beschreibung der Komponententeile:

äußere Membran: Hylongewebe, beschichtet mit Vinylchlorid, 40 kp/ 3 cm Spannungsfestigkeit und 0,65 nim Dicke.

Innere Membran: Dasselbe Material wie bei der äußeren Membran.

Bodenelement: Obere Schicht aus wasserbeständigem Sperrholz, 12 mm dick,'Zwischenschicht aus geschäumten Polystyrol, 135 mm dick, und untere Schicht aus wasserbeständigem Sperrholz, 9 mm diet;

Die wärmeisolierende, geschlossene Anordnung, welche auf diese Weise hergestellt wurde, zeigte ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften und hat sich zur Verwendung als Gefrierspeicher als geeignet erwiesen.

- Patentansprüche -

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Claims

Pat ent an so rüc h e

Värmeisolierende, geschlossene Anordnung, dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß eine zusammengesetzte Membran vorgesehen ist, welche eine innere Membran aufweist, die aus einem gasdurchlässigen Gewebe gebildet ist, und weiterhin eine äußere Membran "hat, die aus einem gasundurchlässigen Material hergestellt ist und auf einem Abstand von der inneren Membran gehalten ist, und zwar mit Hilfe von Abstandsstücken und mit Hilfe eines geschäumten Elementes, welches derart angeordnet ist, daß es den zwischen der inneren Membran und der äußeren Membran gebildeten Zwischenraum ausfüllt, wobei die Anordnung auf einem wärmeisolierenden Bodenelement angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Membran aus einem Material hergestellt ist, welches derart beschaffen ist, daß es die Möglichkeit bietet, den Vorgang des AufSchäumens in dem Zwischenraum von außen zu beobachten.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung weiterhin eine isolierende Tür aufweist.
4-. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vordere Kammer vorgesehen ist, welche eine innere Tür, ein Dachelement, welches aus einem wärmeisolierenden Material besteht, wärmeisolierende Wände, einen wärmeisolierenden Boden und eine isolierende Tür hat.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Bodenelement ein gewelltes Blech aufweist und daß ein wärmeisolierendes Material auf dem gewellten Blech angeordnet ist.

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6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Membran ihre äußere Oberfläche mit einer lichtabschirmenden Beschichtung versehen hat.
7- Verfahren zur Herstellung einer wärmeisolierenden geschlossenen Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusammengesetzte Membran hergestellt wird, die eine innere Membran aus einem gasdurchlässigen Gewebe hat, welche auf einem bestimmten Abstand von der Innenseite einer äußeren Membran angeordnet wird, welche aus einem gasundurchlässigen Material hergestellt wird, wobei die beiden Membranen durch Abstandsstücke auf Abstand voneinander gehalten werden, daß dann, die Ränder der zusammengesetzten Membran an einem wärmeisolierenden Bodenelement befestigt werden, daß dann ein Druck in den von der zusammengesetzten Membran und dem wärmeisolierenden Bodenelement umgebenen Raum eingeleitet wird, um dadurch das zusammengesetzte Membranelement aufzublasen, so daß es von selbst angehoben wird, und daß eine Schaumfüllung in den Zwischenraum zwischen der inneren Membran und der äußeren Membran eingebracht wird, die man aufschäumen und aushärten läßt.
8. Verfahren nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß die innere Membran aus einem Material hergestellt wird, welches die Möglichkeit bietet, den Vorgang des Auf Schäumens in dem. Zwischenraum von außerhalb zu beobachten.
9. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Membran eine isolierende Tür hat, welche an einem Teil derselben angeordnet ist.

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10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der isolierenden Tür dadurch erfolgt,
daß an der zusammengesetzten Membran eine vordere Kammer angebracht wird, die eine innere Tür, ein Dachelement, welches aus wärmeisolierendem Material besteht, wärmeisolierende Wände, einen wärmeisolierenden Boden und eine isolierende 'Tür hat.
11. Verfahren nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Bodenelement ein gewelltes oder
geripptes Blech aufweist und daß ein wärmeisolierendes Material auf das gewellte oder gerippte Blech aufgebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführen der Schaumfüllung durch die innere Membran erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Membran eine Außenoberfläche bekommt, welche mit einer lichtabweisenden Schicht bedeckt ist.

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