EP1394472A2 - Method for operating of a cooking appliance - Google Patents
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- EP1394472A2 EP1394472A2 EP03018859A EP03018859A EP1394472A2 EP 1394472 A2 EP1394472 A2 EP 1394472A2 EP 03018859 A EP03018859 A EP 03018859A EP 03018859 A EP03018859 A EP 03018859A EP 1394472 A2 EP1394472 A2 EP 1394472A2
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
- F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
Definitions
- the present invention relates to a method for operating a cooking appliance with a Cooking chamber, with the means of a heating device, a quantity of heat is supplied.
- a quantity of heat is supplied.
- Method is in a control interval a cooking chamber temperature to a target value regulated.
- the Cooking chamber temperature not regulated, but regardless of the setpoint the cooking space none or supplied a certain amount of heat.
- the cooking chamber temperature is regulated in a readjustment to the setpoint.
- EP 1213542 is a generic method for operating a cooking appliance known. It follows that a control device on a cooking space temperature a set temperature controls. As soon as a stable temperature condition is reached, the Regulating the power supply for a predetermined period of time, or until a predetermined lower temperature limit is reached, off. Subsequently, the Cooking chamber temperature regulated back to the set temperature.
- the control interval be interrupted prematurely.
- the premature interruption occurs when at least an influencing variable changes the time behavior of the oven temperature in the regular interval and / or influenced in the control interval.
- Such a change of influence causes in normal operation only a temporary deviation of the oven temperature from the setpoint.
- Influencing variable change affects the success of the cooking process. This is through the Monitoring according to the invention possible influencing variable changes in Control interval prevented.
- the influencing variable can be an operating mode which can be set during operation of the cooking appliance represent.
- the control In a mode change from a top heat / bottom heat mode in a recirculation mode within the control interval, the control is equal to a temporary Deviation of the oven temperature from the setpoint. If the mode change occurs in the control interval, such compensation is not possible. In this case will according to the invention for safety reasons, the control interval prematurely interrupted to not to impair the cooking success.
- the influencing variable can be formed by a disturbance variable when it is changed the oven temperature changes undesirable. This is the case, for example the heat dissipation from the cooking chamber increases by opening the cooking chamber door. If according to the invention such heat dissipation during the control interval is detected, the control interval is interrupted prematurely. Opening the oven door can be device-technically easily detected by a switch.
- the switch will for example, pressed when closing through the door and released when opening again.
- the switch also serves as a safety switch, for example, for a pyrolysis detects the closed position of the oven door.
- control interval In contrast to the premature interruption of the control interval, at unchanged control variable, the control interval only after the occurrence of a predetermined Event ended. Such an event occurred about when - under With the help of an existing temperature sensor - a cooking chamber temperature falls below a predetermined temperature limit. Below the given Temperature limit is assumed to be an effective heating of the food is no longer possible.
- control interval is ended after a predetermined period of time.
- FIG. 1 shows a baking oven 1 with a baking oven muffle 3. This one is from one Heat insulating layer 5 surrounded.
- the oven muffle 3 adjoins a cooking chamber 7, which is closed by means of a front-side oven door 8.
- a Gargutlini 9 supported, on which a food to be cooked 11 is located.
- a heating of the cooking chamber 7 takes place via a arranged in the cooking chamber 7 Oberhitzeterrorism stresses 13 and a UnterhitzelikSystem 15.
- the temperature within the cooking chamber 7 is of a Temperature sensor 17 detected, which is also arranged in the cooking chamber 7. Of the Temperature sensor 17 passes via a signal line 18 a corresponding Temperature signal to a controller 19 of the oven 1 on.
- 19 acts on the control means in a first predetermined AufMapintervall t 1, the upper and lower heat heating elements 13, 15 with the maximum power of P 1 ,
- the oven temperature is thus initially increased as quickly as possible to the setpoint T soll1 .
- the cooking chamber temperature is already in the vicinity of the setpoint T soll1 . Delayed in time and with a lower temperature rise, a temperature T o on the surface of the food 11 and a temperature T l present in the interior of the food 11 follow. This runs due to a thermal resistance on the outer layer of the food 11 below the temperature T o .
- the regulating device 19 After the heating interval t 1 has elapsed, the regulating device 19, for example a PI controller, starts the regulation of the cooking chamber temperature to the desired value T soll1 .
- the control device 19 determines a suitable manipulated variable on the basis of the temperature signal detected by the temperature sensor 17.
- the size of the power supply P 1 to the radiators 13, 15 depends on the manipulated variable.
- the cooking chamber temperature approaches in normal operation the setpoint T soll1 and enters the permanent whereabouts in a tolerance band of the setpoint T soll1 .
- the tolerance band extends between the temperatures T max and T min , which are usually on the order of about 5 - 10 K apart.
- the necessary time span for the entire cooking process extends beyond the end of the control interval t 3 . Therefore, another control interval t 4 takes place after the control interval t 3 .
- the cooking chamber temperature is again regulated to the desired value T soll1 , whereupon a second control interval t 5 follows.
- the cooking chamber door 8 is opened during the second control interval t 5 . Due to the increased heat dissipation from the open cooking chamber 7, the hot room temperature U is undesirably a b.
- the time curve of the cooking chamber temperature inclines downward in a pitch angle .alpha. Which is greater than a pitch angle stored in the control device.
- the control device 19 therefore interrupts the control interval t 5 prematurely, ie by a time difference ⁇ t before the actual end of the control interval t 5 . Subsequently, the controller 19 switches to a new readjustment. As shown in FIG. 2, therefore, the prematurely interrupted control interval t 5 thus passes directly into the control interval t 6 .
- FIG. 3 shows the heating operation of the oven 1 according to the second exemplary embodiment.
- the control intervals are ended when the influencing variables have not changed after a predetermined period of time has elapsed.
- the first control interval ends after a predetermined period of time t 3 .
- the second control interval t 4 and a second control interval t 5 .
- the operator enters a new setpoint T soll2 .
- the control device 19 interrupts the second control interval prematurely already after a time t 5 , which is smaller than the predetermined time t 3 .
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Gargeräts mit einem Garraum, dem m ittels einer Heizeinrichtung eine Wärmemenge zugeführt wird. In dem Verfahren wird in einem Regelintervall eine Garraumtemperatur auf einen Sollwert geregelt. In einem dem Regelintervall folgenden Steuerintervall wird die Garraumtemperatur nicht geregelt, sondern unabhängig vom Sollwert dem Garraum keine oder eine bestimmte Wärmemenge zugeführt. Nach dem Ende des Steuerintervalls wird die Garraumtemperatur in einer Nachregelung auf den Sollwert geregelt.The present invention relates to a method for operating a cooking appliance with a Cooking chamber, with the means of a heating device, a quantity of heat is supplied. By doing Method is in a control interval a cooking chamber temperature to a target value regulated. In a control interval following the rule interval, the Cooking chamber temperature not regulated, but regardless of the setpoint the cooking space none or supplied a certain amount of heat. After the end of the tax interval is the cooking chamber temperature is regulated in a readjustment to the setpoint.
Aus der EP 1213542 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Gargerätes bekannt. Daraus geht hervor, dass eine Regeleinrichtung eine Garraumtemperatur auf eine Solltemperatur regelt. Sobald ein stabiler Temperaturzustand erreicht ist, schaltet die Regeleinrichtung die Energiezufuhr für eine vorbestimmte Zeitdauer, bzw. bis eine vorbestimmte untere Temperaturgrenze erreicht ist, aus. Anschließend wird die Garraumtemperatur wieder auf die Solltemperatur geregelt.From EP 1213542 is a generic method for operating a cooking appliance known. It follows that a control device on a cooking space temperature a set temperature controls. As soon as a stable temperature condition is reached, the Regulating the power supply for a predetermined period of time, or until a predetermined lower temperature limit is reached, off. Subsequently, the Cooking chamber temperature regulated back to the set temperature.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Gargeräts bereitzustellen, bei dem ein Garvorgang in einer effektiven und zuverlässigen Weise erfolgt.The object of the invention is a method for operating a cooking appliance to provide a cooking process in an effective and reliable manner he follows.
Die Aufgabe ist durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 kann das Steuerintervall
vorzeitig unterbrochen werden. Die vorzeitige Unterbrechung erfolgt, wenn sich zumindest
eine Einflussgröße ändert, die das Zeitverhalten der Garraumtemperatur im Regelintervall
und/oder im Steuerintervall beeinflusst. Eine solche Änderung der Einflussgröße
verursacht im Regelbetrieb lediglich eine zeitweilige Abweichung der Garraumtemperatur
von dem Sollwert. Im ungeregelten Steuerintervall kann dagegen eine derartige
Einflussgrößen-Änderung den Garerfolg beeinträchtigt. Dies ist durch die
erfindungsgemäße Überwachung möglicher Einflussgrößen-Änderungen im
Steuerintervall verhindert. The object is achieved by a method having the features of
Als die oben beschriebene Einflussgröße kann der Sollwert überwacht werden. Eine Änderung des Sollwerts im Regelbetrieb verursacht lediglich eine zeitweilige Abweichung der Garraumtemperatur von dem geänderten Sollwert. Erfolgt die Änderung des Sollwertes im Steuerintervall, so wird erfindungsgemäß als Vorsichtsmaßnahme das Steuerintervall vorzeitig unterbrochen. Um die Garraumtemperatur wunschgemäß schnell dem geänderten Sollwert anzugleichen, kann sich an das unterbrochene Steuerintervall erneut ein Regelbetrieb anschließen.As the influencing variable described above, the target value can be monitored. A Changing the setpoint in control mode only causes a temporary deviation the cooking chamber temperature of the changed setpoint. If the change of the Setpoint in the control interval, so according to the invention as a precautionary measure Control interval interrupted prematurely. To the oven temperature as desired quickly to match the changed setpoint, may be due to the interrupted control interval again connect a control mode.
Alternativ kann die Einflussgröße eine im Betrieb des Gargeräts einstellbare Betriebsart darstellen. Bei einer Betriebsart-Änderung von einem Oberhitze-/Unterhitzebetrieb in einen Umluftbetrieb innerhalb des Regelintervalls gleicht die Regelung eine zeitweilige Abweichung der Garraumtemperatur von dem Sollwert aus. Erfolgt die Betriebsart-Änderung im Steuerintervall, so ist derartige Ausgleich nicht möglich. In diesem Fall wird erfindungsgemäß aus Sicherheitsgründen das Steuerintervall vorzeitig unterbrochen, um den Garerfolg nicht zu beeinträchtigen.Alternatively, the influencing variable can be an operating mode which can be set during operation of the cooking appliance represent. In a mode change from a top heat / bottom heat mode in a recirculation mode within the control interval, the control is equal to a temporary Deviation of the oven temperature from the setpoint. If the mode change occurs in the control interval, such compensation is not possible. In this case will according to the invention for safety reasons, the control interval prematurely interrupted to not to impair the cooking success.
Ferner kann die Einflussgröße durch eine Störgröße gebildet sein, bei deren Änderung sich die Garraumtemperatur unerwünscht ändert. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn sich durch ein Öffnen der Garraumtür die Wärmeableitung aus dem Garraum erhöht. Sofern erfindungsgemäß eine solche Wärmeableitung während des Steuerintervalls erfasst ist, wird das Steuerintervall vorzeitig unterbrochen. Das Öffnen der Garraumtür lässt sich gerätetechnisch einfach durch einen Schalter detektieren. Der Schalter wird etwa beim Schließen durch die Tür betätigt und beim Öffnen wieder freigegeben. Bevorzugt dient der Schalter zusätzlich als ein Sicherheitsschalter, der beispielsweise für einen Pyrolysebetrieb die Schließstellung der Garraumtür feststellt.Furthermore, the influencing variable can be formed by a disturbance variable when it is changed the oven temperature changes undesirable. This is the case, for example the heat dissipation from the cooking chamber increases by opening the cooking chamber door. If according to the invention such heat dissipation during the control interval is detected, the control interval is interrupted prematurely. Opening the oven door can be device-technically easily detected by a switch. The switch will for example, pressed when closing through the door and released when opening again. Preferably, the switch also serves as a safety switch, for example, for a pyrolysis detects the closed position of the oven door.
Vorteilhaft ist es, wenn eine Unterbrechung des Steuerintervalls erst bei bedeutsamen Änderungen im zeitliche Kurvenverlauf der Garraumtemperatur erfolgt. Das Steuerintervall kann daher vorteilhaft erst unterbrochen werden, sobald die Garraumtemperatur in einem Steigungswinkel fällt, der größer als ein vorbestimmter Steigungswinkel ist. It is advantageous if an interruption of the control interval only at significant Changes in the temporal curve of the oven temperature occurs. The Control interval can therefore advantageously be interrupted as soon as the Cooking chamber temperature falls at a pitch angle greater than a predetermined Pitch angle is.
Für einen effektiven Heizbetrieb kann es vorteilhaft sein, wenn nach der vorzeitigen Unterbrechung des Steuerintervalls unmittelbar die Nachregelung auf den Sollwert einsetzt.For an effective heating operation it may be advantageous if after the premature Interruption of the control interval directly the readjustment to the setpoint starts.
Im Unterschied zu der vorzeitigen Unterbrechung des Steuerintervalls, wird bei unveränderter Einflussgröße das Steuerintervall erst nach Eintritt eines vorgegebenen Ereignisses beendet. Eine solches Ereignis ist etwa eingetreten, wenn - unter Zuhilfenahme eines vorhandenen Temperatursensors - eine Garraumtemperatur unterhalb einer vorgegebenen Temperaturgrenze fällt. Unterhalb der vorgegebenen Temperaturgrenze wird davon ausgegangen, dass eine effektive Erwärmung des Garguts nicht mehr möglich ist.In contrast to the premature interruption of the control interval, at unchanged control variable, the control interval only after the occurrence of a predetermined Event ended. Such an event occurred about when - under With the help of an existing temperature sensor - a cooking chamber temperature falls below a predetermined temperature limit. Below the given Temperature limit is assumed to be an effective heating of the food is no longer possible.
Alternativ wird das Steuerintervall nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer beendet. Dadurch erfolgt die Beendigung des Steuerintervalls in gerätetechnisch einfacher Weise, ohne auf eine Temperatursensorik zurückgreifen zu müssen.Alternatively, the control interval is ended after a predetermined period of time. As a result, the termination of the control interval in device-technically simple manner, without resorting to a temperature sensor.
Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten
Figuren beschrieben. Es zeigen:
In der Figur 1 ist ein Backofen 1 mit einer Backofenmuffel 3 gezeigt. Diese ist von einer
Wärmeisolierungsschicht 5 umgeben. Die Backofenmuffel 3 grenzt einen Garraum 7 ein,
der mittels einer frontseitigen Backofentür 8 verschlossen ist. In dem Garraum 7 ist ein
Gargutträger 9 gehaltert, auf dem ein Gargut 11 liegt. Eine Aufheizung des Garraums 7
erfolgt über einen im Garraum 7 angeordneten Oberhitzeheizkörper 13 und einen
Unterhitzeheizkörper 15. Die Temperatur innerhalb des Garraums 7 wird von einem
Temperatursensor 17 erfasst, der ebenfalls im Garraum 7 angeordnet ist. Der
Temperatursensor 17 leitet über eine Signalleitung 18 ein entsprechendes
Temperatursignal an eine Regeleinrichtung 19 des Backofens 1 weiter.FIG. 1 shows a
Die Regeleinrichtung 19 ist über ein Bedienfeld 21 betätigbar, das an der in der Figur 1
rechten Frontseite des Backofens 1 vorgesehen ist. In das Bedienfeld 21 kann ein
Benutzer Sollwerte für Garraumtemperaturen sowie gewünschte Betriebsarten eingeben,
beispielsweise einen Oberhitze-/Unterhitzebetrieb oder einen Umluftbetrieb. Die
Regeleinrichtung 19 ist wiederum mit den Oberhitze- und Unterhitzeheizkörpern 13, 15
sowie mit einem im Garraum 7 angeordneten Umluftgebläse 23 verbunden.The
In der Figur 2 ist ein Temperatur- und Heizleistungsdiagramm gezeigt, dass beispielhaft
einen Heizbetrieb des Backofens 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt.
Aus dem Heizleistungsdiagramm ist ersichtlich, dass sich die Heizleistung P nicht
stufenlos ändert, sondern zwischen 0 und einer maximalen Heizleistung P1 wechselt.
Entsprechend der dem Garraum 7 zuzuführenden Wärmemenge wird dabei die Zeitdauer
eingestellt, in der die Heizkörper 13, 15 mit der maximalen Heizleistung P1 betrieben
werden bzw. in der die Heizleistungszufuhr zu den Heizkörpern 13, 15 unterbrochen ist.
Nach einer Eingabe der gewünschten Solltemperatur Tsoll1 durch die Bedienperson startet
der Heizbetrieb des Backofens 1 zum Zeitpunkt t = 0. Dabei beaufschlagt die
Regeleinrichtung 19 in einem ersten festgelegten Aufheizintervall t1 die Ober- und
Unterhitzeheizkörper 13, 15 mit der maximalen Leistung von P1. Die Garraumtemperatur
wird somit anfänglich möglichst schnell auf den Sollwert Tsoll1 erhöht. Am Ende des
Aufheizintervalls t1 befindet sich die Garraumtemperatur bereits in der Nähe des
Sollwertes Tsoll1. Zeitlich verzögert sowie mit einem geringeren Temperaturanstieg folgen
eine Temperatur To an der Oberfläche des Garguts 11 sowie eine im Inneren des Garguts
11 vorhandene Temperatur Tl. Diese verläuft aufgrund eines Wärmewiderstandes an der
Außenschicht des Gargutes 11 unterhalb der Temperatur To.FIG. 2 shows a temperature and heating output diagram which exemplifies a heating operation of the
Nach Ablauf des Aufheizintervalls t1 startet die Regelungseinrichtung 19, beispielsweise
ein Pl-Regler, die Regelung der Garraumtemperatur auf den Sollwert Tsoll1. Hierzu
ermittelt die Regelungseinrichtung 19 anhand des vom Temperatursensor 1 7 erfassten
Temperatursignals eine geeignete Stellgröße. Die Größe der Leistungszufuhr P1 zu den
Heizkörpern 13, 15 richtet sich nach der Stellgröße. In dieser Weise nähert sich die
Garraumtemperatur im Regelbetrieb dem Sollwert Tsoll1 und tritt zum dauerhaften Verbleib
in ein Toleranzband des Sollwertes Tsoll1 ein. Das Toleranzband erstreckt sich zwischen
den Temperaturen Tmax und Tmin, die üblicherweise in einer Größenordnung von ca. 5 - 10
K auseinander liegen.After the heating interval t 1 has elapsed, the regulating
Sobald die Garraumtemperatur dauerhaft innerhalb des Toleranzbandes des Sollwertes
Tsoll1 verbleibt, wird das Regelintervall t2 beendet. Bei der Beendigung des Regelintervalls
wird davon ausgegangen, dass die Backofenmuffel 3 ausreichend stark erwärmt ist. In
diesem Fall ist die in der Backofenmuffel 3 gespeicherte Wärmemenge für den
Garvorgang effektiv nutzbar.As soon as the cooking chamber temperature remains permanently within the tolerance band of the setpoint T soll1 , the control interval t 2 is ended. At the end of the control interval it is assumed that the
Nach dem Regelintervall t2 folgt ein Steuerintervall t3. Im Steuerintervall t3 wird die
Garraumtemperatur nicht mehr von der Regelungseinrichtung 19 geregelt. Vielmehr
erfolgt die Zufuhr einer vorgegebenen Wärmemenge unabhängig von der Größe des
Sollwerts Tsoll1. Diese Wärmemenge ist vorteilhafterweise kleiner als die zur Regelung der
Garraumtemperatur auf den Sollwert Tsoll1 notwendige Wärmemenge. Das Steuerintervall
t3 wird beendet, sobald die Garraumtemperatur unter eine vorgegebene
Temperaturgrenze Tgrenz fällt. Derartige Temperaturgrenzen sind beispielsweise in
tabellarischer Form in einer Speichereinheit der Regelungseinrichtung 19 in Abhängigkeit
von dem gewünschten Sollwert Tsoll1 der Garraumtemperatur gespeichert. Typischerweise
liegen derartige Temperaturgrenzen in einer Größenordnung von etwa 25 - 35 K unterhalb
der gewählten Solltemperatur Tsoll1.After the control interval t 2 , a control interval t 3 follows. In the control interval t 3 , the cooking chamber temperature is no longer regulated by the
Gemäß der Figur 2 erstreckt sich die notwendige Zeitspanne für den gesamten
Garvorgang über das Ende des Steuerintervalls t3 hinaus. Daher erfolgt im Anschluss an
das Steuerintervall t3 ein weiteres Regelintervall t4. Im Regelintervall t4 wird die
Garraumtemperatur abermals auf den Sollwert Tsoll1 geregelt, woraufhin sich ein zweites
Steuerintervall t5 anschließt. Wie in der Figur 2 gezeigt ist, wird während des zweiten
Steuerintervalls t5 die Garraumtür 8 geöffnet. Aufgrund der erhöhten Wärmeableitung aus
dem geöffneten Garraum 7 fällt d ie G arraumtemperatur u nerwünschterweise a b. Dabei
neigt sich in der Figur 2 der zeitliche Kurvenverlauf der Garraumtemperatur in einem
Steigungswinkel α nach unten, der größer als ein in der Regelungseinrichtung
gespeicherter Steigungswinkel ist. Die Regeleinrichtung 19 unterbricht daher das
Steuerintervall t5 vorzeitig, d. h. um eine zeitliche Differenz Δt vor dem eigentlichen Ende
des Steuerintervalls t5. Anschließend schaltet die Regeleinrichtung 19 auf eine erneute
Nachregelung. Wie in der Figur 2 gezeigt ist, geht daher das vorzeitig unterbrochene
Steuerintervall t5 somit unmittelbar in das Regelintervall t6 über.According to FIG. 2, the necessary time span for the entire cooking process extends beyond the end of the control interval t 3 . Therefore, another control interval t 4 takes place after the control interval t 3 . In the control interval t 4 , the cooking chamber temperature is again regulated to the desired value T soll1 , whereupon a second control interval t 5 follows. As shown in FIG. 2, the
In der Figur 3 ist der Heizbetrieb des Backofens 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel wiedergegeben. Im Heizbetrieb gemäß der Figur 2 werden die
Steuerintervalle bei unveränderten Einflussgrößen nach Ablauf einer vorgegebenen
Zeitdauer beendet. So endet nach dem ersten Regelintervall t2 das erste Steuerintervall
nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer t3. Anschließend folgt ein zweites
Regelintervall t4 und ein zweites Steuerintervall t5. Im zweiten Steuerintervall t5 gibt die
Bedienperson einen neuen Sollwert Tsoll2 ein. Damit sich die Garraumtemperatur
möglichst schnell dem neuen Sollwert Tsoll2 angleicht, unterbricht die
Regelungseinrichtung 19 das zweite Steuerintervall vorzeitig bereits nach einer Zeitdauer
t5, die kleiner als die vorgegebene Zeitdauer t3 ist. Nach der vorzeitigen Unterbrechung
des Steuerintervalls t5 regelt die Regelungseinrichtung 19 in einem dritten
Regelungsintervall t6 die Garraumtemperatur auf den neuen Sollwert Tsoll2. Die
Steuerintervalle bzw. Regelintervalle wechseln sich dabei ab, bis die notwendige
Zeitspanne für den gesamten Garvorgang abgelaufen ist.FIG. 3 shows the heating operation of the
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