Was Interessantes zu Akkus
Hallo Digger,
sind wir nicht fast alle davon betroffen ?
TIP: Die RAM Accus von BIG gibt es im 4er Pack + Lader mit 1,5 VOLT !!! Besser gehts nicht.
WARUM ?
Batterien werden in riesigen Mengen verbraucht. Sie sind praktisch in jedem elektrischem oder elektronischem Gerät zu finden, dass nicht ortfest mit Strom versorgt wird.
Aber auch in Geräten die direkt mit 230 Volt zu betreiben sind, können welche benötigt werden, z.B. als Backup - Batterie für einen Wecker um bei Stromausfall die Funktion aufrecht zu halten.
Akkus sind dagegen wiederaufladbare Stromsammler. das bedeutet einfach - sind sie leer können sie durch Aufladung wieder regeneriert werden.
Das aber bedeutet - statt Batterien zu entsorgen, könnten doch auch immer Akkus eingesetzt werden.
Nein - so ist es leider nicht.
Die Gründe sind einfacher Natur. Die meisten Akkutypen entsprechen weder von der Spannung noch von der Kapazität den Merkmalen gleichen Batteriebauformen.
Die verschiedenen Akkutypen zum Batterieersatz
Nickel - Cadmium
Nickel - Metall - Hydrid
Diese sind chemisch anders aufgebaut. Nickel - Cadmium - Typen (NiCd) sind sehr stark verbreitet - da sie relativ preiswert sind. Nickel - Metall - Hydrid (NiMH) sind teuerer, aber umweltfreundlicher, haben eine höhere Kapazität und sie kennen keinen Memory - Effekt.
Zum Laden dieser beiden Typen können identische Ladegeräte eingesetzt werden.
Die grundsätzlichen Unterschiede zu Batterien sind neben der chemischen Zusammensetzung und der Aufladbarkeit die geringere Spannung und die geringere Kapazität und auch die geringere Stromentnahme.
Batterien haben eine Nennspannung von 1,5 Volt - Akkus jedoch 1,2 Volt. Frische Batterien liegen ohne Belastung bei ca. 1,55 Volt, voll geladene Akkus bei ca. 1,255 Volt. Batterien sind bei einer Spannung von ca. 1,2 bis 1,3 Volt (unbelastet) bereits leer, bei Akkus liegt es bei ca. 1,1 Volt.
Das bedeutet - eine Batterie die kurz vor ihrer Entsorgung steht, entspricht in ihrer Restspannung bereits dem Wert , den ein voll aufgeladener Akku hat !
Wenn ersatzweise Akkus statt Batterien eingesetzt werden, bedeutet es, das damit bereits bei manchen Geräten der Einsatz von Akkus verhindert wird - das Gerät würde nicht oder nicht zu 100 % richtig funktionieren.
In sehr vielen Einsatzfällen ist die Nutzungsdauer eines Akkusatzes erheblich kürzer als bei Batterien - das Gerät funktioniert nur eine erheblich kürzere Zeit - obwohl der Akku selbst noch nicht leer ist.
Hinzu kommt die geringere Kapazität eines Akkus.
Zum Vergleich
Eine durchschnittliche NiCd - Mignonzelle hat eine Kapazität von 600 mAh - das bedeutet - es können 600 mA an Strom innerhalb einer Stunde aus dem Akku entnommen werden.
Eine normale Alkali - Batterie hat dagegen glatt eine Kapazität um die 3000 mAh.
Eine Minitaschenlampe deren Birne 1 Watt bei 1,5 Volt Batteriespannung abgibt, zieht 667 mA an Strom. Sie kann mit einer Batterie ca. 4,5 Stunden betrieben werden.
Würde nun ein Standard - Mignon - Akku eingesetzt werden, dann würde bereits nach 0,9 Stunden der Akku leer sein (stimmt nicht !).
Hinzu kommt, das bei Akkubetrieb die Taschenlampe statt mit 1,5 Volt nur mit 1,2 Volt betrieben wird. Die Leistung die dann an die Birne abgegeben wird, ist nur 0,64 statt 1 Watt !! Die Birne zieht statt 667 mA Strom wegen der geringeren Spannung nur noch 533 mA. Durch die geringere Stromentnahme wird der Akku tatsächlich nicht nach 0,9 Stunden sondern erst bei 1,12 Stunden leer sein.
Die Minderleistung bei diesem Anwendungsbeispiel ist sehr hoch - ob dann für den Anwender der Taschenlampe die Leuchtstärke noch ausreicht ist zweifelhaft. Hier könnte der Einsatz einer Birne helfen die für die Akkuspannung bei gleicher Leistung ausgelegt ist (wenn es eine solche denn gibt).
Hochstrombedarf
Es gibt Batteriegeräte, die einen sehr hohen Strom aus den Batterien ziehen. Akkus jedoch haben (bis auf Spezialbauformen) einen relativ hohen Innenwiderstand. Je höher dieser ist, desto mehr bricht die abgebare Spannung ein - der Rest wird bereits im Akku vernichtet.
So habe ich es bei einer großen Daimon - Taschenlampe mit zwei Mono - Batterien durch Kurzschluss in der Birnenfassung spielend geschafft, die doch relativ dicke und große Andrucksfeder für die Batterien zum glühen zu bringen. Mit einem Akkusatz war das nicht nachvollziehbar, die Spannung brach total zusammen.
Bei richtigen Hochstromanwendungen wird aber auch von 1,5 Volt Zellenspannung ausgegangen und nicht von 1,2 Volt. Das bedeutet - die Leistung eines solchen Gerätes ist mit Akkus nur ein Bruchteil von der, die mit Batterien zu machen sind - die Nennleistung wird nie erreicht.
Spannungsbedarf
Geräte, die weniger Strom benötigen, dafür aber eine Batteriespannung , die arbeiten mit Akkus immer an der unteren Grenze, mit der sie noch arbeiten können. Durch die geringere Kapazität eines Akkus sinkt dann bei Akkubetrieb diese minimal notwendige Spannung schnell unter dem Wert, der noch verkraftbar ist. Damit ist der Akku zwar nicht leer, jedoch das Gerät arbeitet nicht mehr gut.
Akkus mit höherer Kapazität
Es gibt Akkus, die eine höhere Kapazität aufweisen, als die Standardversionen. Bei Mignon - NC - Akkus liegen durchaus 1000 mAh drin, bei Einsatz von NiMH - Zellen sogar 1600 mAh. NiMH - Zellen sind somit mit wesentlich höherer Kapazität ausgestattet als NC - Zellen. Jedoch ist ihr Innenwiderstand höher. Kein Modellbaufreak würde für sein Rennboot NiMH - Zellen einsetzen !! Jedoch bei Anwendungen, bei denen es mehr auf Spannungsversorgung ankommt als auf Stromentnahme, sind diese Akkus für den Anwender besser.
Wirtschaftlichkeit
Nur wenn ein Gerät, dass mit Akkus statt mit Batterien zufriedenstellend arbeitet , kann überhaupt eine Wirtschaftlichkeit berechnet werden. Gehen wir einmal von einem Gerät aus, das mehr auf Spannungsversorgung statt auf Stromentnahme aus ist und bei 1,5 Volt Zellenspannung 100 mA Strom entnimmt, bei 1,2 Volt Zellenspannung 70 mA. Es werden 4 Mignonzellen benötigt - eine Batterie mit 3000 mAh kostet DM 1,40 - ein Satz also DM 5,60. Vier NC - Zellen a 600 mAh kosten DM 10,--.
Gehen wir einmal davon aus, das das Gerät 24 Stunden am Tag 365 Tage im Jahr in Betrieb ist. Das ist zwar ein extremes Beispiel, dient jedoch der Verdeutlichung - handelt es sich doch um ein Gerätchen, was nur 1,5 Watt an Leistung aufnimmt.
Bei Batterien werden dann 100 mAh x 24 x 365 = 876000 mAh - Stunden an Kapazität benötigt, bei Akkus 70 mAh x 24 x 365 = 613200 mAh.
Das bedeutet für Batterien - es werden 292 Batteriesätze im Jahr benötigt = DM 1635,20.
Bei Akkus werden 1022 Ladungen benötigt um das Jahr zu überstehen - das sind noch nicht einmal 30 Pfennig - Stromaufwand.
Um die Ladezeiten zu überbrücken, werden aber 2 Akkusätze benötigt.
Bei einfachen Ladegeräten kann der Akkusatz nach einem Jahr entsorgt werden - er dürfte verbraucht sein. Bei besseren können bis zu 2000 Ladungen vorgenommen werden, das bedeutet über 4 Jahre Laufzeit, denn wir haben ja 2 Akkusätze.
Um die Ladezeiten zu überbrücken, werden aber 2 Akkusätze benötigt.
Die Kostenersparnis DM 1635,20 - DM 20,-- minus DM 0,30 = DM 1614,90 !!
Beim Einsatz guter Ladegeräte ist der eingesparte Betrag noch höher.
RAM - Zellen z.B BIG Accus
Die neueste Entwicklung im bemühen, Wegwerfbatterien durch aufladbaren Ersatz zu tauschen sind RAM - Zellen (Rechargeable Alkali Mangan). Das sind einfach ausgedrückt wiederaufladbare Batterien.
Diese haben den Vorteil einer Zellenspannung von 1,5 Volt und relativ hoher Kapazitäten (Mignon bei 1800 mAh).
Diese Zellen können jedoch nicht 1000 bis 2000 mal aufgeladen werden, sondern nur einige 100 mal (je nach Einsatz).
Eine solche Mignonzelle mit 1800 mAh!!! kostet ca. DM 8,00.
Der Vorteil gegenüber den üblichen Akkus ist die Zellenspannung , die identisch mit denen von Batterien ist. Das bedeutet - bei Einsätzen bei denen es auf Spannung ankommt, ist das der optimale Ersatz. RAM - Zellen sind nicht hochstromfähig ! Das muss unbedingt bei der Entscheidungsfindung berücksichtigt werden !!
Nehmen wir einmal unsere Wirtschaftlichkeitsberechnung von eben und führen sie fort.
4 RAM - Zellen mit 1800 mAh a DM 8,-- = DM 32,-- x 2 (doppelter Bedarf wegen Ladezeiten) = DM 64,--
Es werden 876000 mAh / 1800 mAh = 487 Ladevorgänge benötigt.
Wenn wir annehmen , dass die Zellen maximal 100 mal geladen werden könnten, werden 487 / 100 = 4,87 Akkusätze benötigt = DM 32 * 4,87 = 155,84.
Gegenüber Batterien bedeutet das
DM 1635,20 - DM 155,84 - DM 0,20 = DM 1479,16 Ersparnis !
Die Ersparnis kann durchaus höher ausfallen, da die RAM - Hersteller mehrere hundert Mal eine Aufladung versprechen, was jedoch stark abhängig vom Einsatz ist.
Fazit
Akkus - egal welche Bauform sind nicht immer und überall einsetzbar.
Dort wo normale Bauformen die Gerätefunktion zufriedenstellend übernehmen können, sind Akkus eine reine Goldgrube - es kann extrem viel Geld eingespart werden.
Gleichzeitig wird die Umwelt stark entlastet, da der Entsorgungsbedarf stark sinkt.
Eingekauft werden diese Vorteile durch etwas mehr Arbeit wegen Austausch und Aufladung, da die Wechselintervalle kürzer sind.
In unserem Rechenbeispiel werden Sie schnell feststellen, dass die NC - Akkus fast dreimal pro Tag gewechselt werden müssten. Je nach Einsatz muss also aus praktischen Erwägungen heraus eine Type mit höherer Kapazität oder eine andere Bauform gewählt werden (z.B. NiMH).
Wenn der Zeitaufwand für das Wechseln kostenmäßig zu erfassen ist , z.B. im gewerblichen Einsatz, kann so manche Berechnung zu Gunsten von Batterien ausfallen. Bei privaten Anwendungen dürfte das wohl aber kaum eine Rolle spielen.
Gute Ladegeräte sind zu empfehlen, da sie die Akkus optimal pflegen , die Ladezeiten kurz sind und eine optimale Lebensdauer eines Akkus gewährleisten.
Bei RAM - Zellen werden spezielle Ladegeräte des Herstellers benötigt - normale Ladegeräte funktionieren da nicht, sind sogar gefährlich !! Allerdings gibt es auch schon Kombigeräte, die neben NC , NiMH auch RAM - Zellen laden können.
Links zu BIG : http://www.big-battery.com/index.html
GF
FELIX
[Editiert von FELIX am 17-12-2000 um 03:28]
sind wir nicht fast alle davon betroffen ?
TIP: Die RAM Accus von BIG gibt es im 4er Pack + Lader mit 1,5 VOLT !!! Besser gehts nicht.
WARUM ?
Batterien werden in riesigen Mengen verbraucht. Sie sind praktisch in jedem elektrischem oder elektronischem Gerät zu finden, dass nicht ortfest mit Strom versorgt wird.
Aber auch in Geräten die direkt mit 230 Volt zu betreiben sind, können welche benötigt werden, z.B. als Backup - Batterie für einen Wecker um bei Stromausfall die Funktion aufrecht zu halten.
Akkus sind dagegen wiederaufladbare Stromsammler. das bedeutet einfach - sind sie leer können sie durch Aufladung wieder regeneriert werden.
Das aber bedeutet - statt Batterien zu entsorgen, könnten doch auch immer Akkus eingesetzt werden.
Nein - so ist es leider nicht.
Die Gründe sind einfacher Natur. Die meisten Akkutypen entsprechen weder von der Spannung noch von der Kapazität den Merkmalen gleichen Batteriebauformen.
Die verschiedenen Akkutypen zum Batterieersatz
Nickel - Cadmium
Nickel - Metall - Hydrid
Diese sind chemisch anders aufgebaut. Nickel - Cadmium - Typen (NiCd) sind sehr stark verbreitet - da sie relativ preiswert sind. Nickel - Metall - Hydrid (NiMH) sind teuerer, aber umweltfreundlicher, haben eine höhere Kapazität und sie kennen keinen Memory - Effekt.
Zum Laden dieser beiden Typen können identische Ladegeräte eingesetzt werden.
Die grundsätzlichen Unterschiede zu Batterien sind neben der chemischen Zusammensetzung und der Aufladbarkeit die geringere Spannung und die geringere Kapazität und auch die geringere Stromentnahme.
Batterien haben eine Nennspannung von 1,5 Volt - Akkus jedoch 1,2 Volt. Frische Batterien liegen ohne Belastung bei ca. 1,55 Volt, voll geladene Akkus bei ca. 1,255 Volt. Batterien sind bei einer Spannung von ca. 1,2 bis 1,3 Volt (unbelastet) bereits leer, bei Akkus liegt es bei ca. 1,1 Volt.
Das bedeutet - eine Batterie die kurz vor ihrer Entsorgung steht, entspricht in ihrer Restspannung bereits dem Wert , den ein voll aufgeladener Akku hat !
Wenn ersatzweise Akkus statt Batterien eingesetzt werden, bedeutet es, das damit bereits bei manchen Geräten der Einsatz von Akkus verhindert wird - das Gerät würde nicht oder nicht zu 100 % richtig funktionieren.
In sehr vielen Einsatzfällen ist die Nutzungsdauer eines Akkusatzes erheblich kürzer als bei Batterien - das Gerät funktioniert nur eine erheblich kürzere Zeit - obwohl der Akku selbst noch nicht leer ist.
Hinzu kommt die geringere Kapazität eines Akkus.
Zum Vergleich
Eine durchschnittliche NiCd - Mignonzelle hat eine Kapazität von 600 mAh - das bedeutet - es können 600 mA an Strom innerhalb einer Stunde aus dem Akku entnommen werden.
Eine normale Alkali - Batterie hat dagegen glatt eine Kapazität um die 3000 mAh.
Eine Minitaschenlampe deren Birne 1 Watt bei 1,5 Volt Batteriespannung abgibt, zieht 667 mA an Strom. Sie kann mit einer Batterie ca. 4,5 Stunden betrieben werden.
Würde nun ein Standard - Mignon - Akku eingesetzt werden, dann würde bereits nach 0,9 Stunden der Akku leer sein (stimmt nicht !).
Hinzu kommt, das bei Akkubetrieb die Taschenlampe statt mit 1,5 Volt nur mit 1,2 Volt betrieben wird. Die Leistung die dann an die Birne abgegeben wird, ist nur 0,64 statt 1 Watt !! Die Birne zieht statt 667 mA Strom wegen der geringeren Spannung nur noch 533 mA. Durch die geringere Stromentnahme wird der Akku tatsächlich nicht nach 0,9 Stunden sondern erst bei 1,12 Stunden leer sein.
Die Minderleistung bei diesem Anwendungsbeispiel ist sehr hoch - ob dann für den Anwender der Taschenlampe die Leuchtstärke noch ausreicht ist zweifelhaft. Hier könnte der Einsatz einer Birne helfen die für die Akkuspannung bei gleicher Leistung ausgelegt ist (wenn es eine solche denn gibt).
Hochstrombedarf
Es gibt Batteriegeräte, die einen sehr hohen Strom aus den Batterien ziehen. Akkus jedoch haben (bis auf Spezialbauformen) einen relativ hohen Innenwiderstand. Je höher dieser ist, desto mehr bricht die abgebare Spannung ein - der Rest wird bereits im Akku vernichtet.
So habe ich es bei einer großen Daimon - Taschenlampe mit zwei Mono - Batterien durch Kurzschluss in der Birnenfassung spielend geschafft, die doch relativ dicke und große Andrucksfeder für die Batterien zum glühen zu bringen. Mit einem Akkusatz war das nicht nachvollziehbar, die Spannung brach total zusammen.
Bei richtigen Hochstromanwendungen wird aber auch von 1,5 Volt Zellenspannung ausgegangen und nicht von 1,2 Volt. Das bedeutet - die Leistung eines solchen Gerätes ist mit Akkus nur ein Bruchteil von der, die mit Batterien zu machen sind - die Nennleistung wird nie erreicht.
Spannungsbedarf
Geräte, die weniger Strom benötigen, dafür aber eine Batteriespannung , die arbeiten mit Akkus immer an der unteren Grenze, mit der sie noch arbeiten können. Durch die geringere Kapazität eines Akkus sinkt dann bei Akkubetrieb diese minimal notwendige Spannung schnell unter dem Wert, der noch verkraftbar ist. Damit ist der Akku zwar nicht leer, jedoch das Gerät arbeitet nicht mehr gut.
Akkus mit höherer Kapazität
Es gibt Akkus, die eine höhere Kapazität aufweisen, als die Standardversionen. Bei Mignon - NC - Akkus liegen durchaus 1000 mAh drin, bei Einsatz von NiMH - Zellen sogar 1600 mAh. NiMH - Zellen sind somit mit wesentlich höherer Kapazität ausgestattet als NC - Zellen. Jedoch ist ihr Innenwiderstand höher. Kein Modellbaufreak würde für sein Rennboot NiMH - Zellen einsetzen !! Jedoch bei Anwendungen, bei denen es mehr auf Spannungsversorgung ankommt als auf Stromentnahme, sind diese Akkus für den Anwender besser.
Wirtschaftlichkeit
Nur wenn ein Gerät, dass mit Akkus statt mit Batterien zufriedenstellend arbeitet , kann überhaupt eine Wirtschaftlichkeit berechnet werden. Gehen wir einmal von einem Gerät aus, das mehr auf Spannungsversorgung statt auf Stromentnahme aus ist und bei 1,5 Volt Zellenspannung 100 mA Strom entnimmt, bei 1,2 Volt Zellenspannung 70 mA. Es werden 4 Mignonzellen benötigt - eine Batterie mit 3000 mAh kostet DM 1,40 - ein Satz also DM 5,60. Vier NC - Zellen a 600 mAh kosten DM 10,--.
Gehen wir einmal davon aus, das das Gerät 24 Stunden am Tag 365 Tage im Jahr in Betrieb ist. Das ist zwar ein extremes Beispiel, dient jedoch der Verdeutlichung - handelt es sich doch um ein Gerätchen, was nur 1,5 Watt an Leistung aufnimmt.
Bei Batterien werden dann 100 mAh x 24 x 365 = 876000 mAh - Stunden an Kapazität benötigt, bei Akkus 70 mAh x 24 x 365 = 613200 mAh.
Das bedeutet für Batterien - es werden 292 Batteriesätze im Jahr benötigt = DM 1635,20.
Bei Akkus werden 1022 Ladungen benötigt um das Jahr zu überstehen - das sind noch nicht einmal 30 Pfennig - Stromaufwand.
Um die Ladezeiten zu überbrücken, werden aber 2 Akkusätze benötigt.
Bei einfachen Ladegeräten kann der Akkusatz nach einem Jahr entsorgt werden - er dürfte verbraucht sein. Bei besseren können bis zu 2000 Ladungen vorgenommen werden, das bedeutet über 4 Jahre Laufzeit, denn wir haben ja 2 Akkusätze.
Um die Ladezeiten zu überbrücken, werden aber 2 Akkusätze benötigt.
Die Kostenersparnis DM 1635,20 - DM 20,-- minus DM 0,30 = DM 1614,90 !!
Beim Einsatz guter Ladegeräte ist der eingesparte Betrag noch höher.
RAM - Zellen z.B BIG Accus
Die neueste Entwicklung im bemühen, Wegwerfbatterien durch aufladbaren Ersatz zu tauschen sind RAM - Zellen (Rechargeable Alkali Mangan). Das sind einfach ausgedrückt wiederaufladbare Batterien.
Diese haben den Vorteil einer Zellenspannung von 1,5 Volt und relativ hoher Kapazitäten (Mignon bei 1800 mAh).
Diese Zellen können jedoch nicht 1000 bis 2000 mal aufgeladen werden, sondern nur einige 100 mal (je nach Einsatz).
Eine solche Mignonzelle mit 1800 mAh!!! kostet ca. DM 8,00.
Der Vorteil gegenüber den üblichen Akkus ist die Zellenspannung , die identisch mit denen von Batterien ist. Das bedeutet - bei Einsätzen bei denen es auf Spannung ankommt, ist das der optimale Ersatz. RAM - Zellen sind nicht hochstromfähig ! Das muss unbedingt bei der Entscheidungsfindung berücksichtigt werden !!
Nehmen wir einmal unsere Wirtschaftlichkeitsberechnung von eben und führen sie fort.
4 RAM - Zellen mit 1800 mAh a DM 8,-- = DM 32,-- x 2 (doppelter Bedarf wegen Ladezeiten) = DM 64,--
Es werden 876000 mAh / 1800 mAh = 487 Ladevorgänge benötigt.
Wenn wir annehmen , dass die Zellen maximal 100 mal geladen werden könnten, werden 487 / 100 = 4,87 Akkusätze benötigt = DM 32 * 4,87 = 155,84.
Gegenüber Batterien bedeutet das
DM 1635,20 - DM 155,84 - DM 0,20 = DM 1479,16 Ersparnis !
Die Ersparnis kann durchaus höher ausfallen, da die RAM - Hersteller mehrere hundert Mal eine Aufladung versprechen, was jedoch stark abhängig vom Einsatz ist.
Fazit
Akkus - egal welche Bauform sind nicht immer und überall einsetzbar.
Dort wo normale Bauformen die Gerätefunktion zufriedenstellend übernehmen können, sind Akkus eine reine Goldgrube - es kann extrem viel Geld eingespart werden.
Gleichzeitig wird die Umwelt stark entlastet, da der Entsorgungsbedarf stark sinkt.
Eingekauft werden diese Vorteile durch etwas mehr Arbeit wegen Austausch und Aufladung, da die Wechselintervalle kürzer sind.
In unserem Rechenbeispiel werden Sie schnell feststellen, dass die NC - Akkus fast dreimal pro Tag gewechselt werden müssten. Je nach Einsatz muss also aus praktischen Erwägungen heraus eine Type mit höherer Kapazität oder eine andere Bauform gewählt werden (z.B. NiMH).
Wenn der Zeitaufwand für das Wechseln kostenmäßig zu erfassen ist , z.B. im gewerblichen Einsatz, kann so manche Berechnung zu Gunsten von Batterien ausfallen. Bei privaten Anwendungen dürfte das wohl aber kaum eine Rolle spielen.
Gute Ladegeräte sind zu empfehlen, da sie die Akkus optimal pflegen , die Ladezeiten kurz sind und eine optimale Lebensdauer eines Akkus gewährleisten.
Bei RAM - Zellen werden spezielle Ladegeräte des Herstellers benötigt - normale Ladegeräte funktionieren da nicht, sind sogar gefährlich !! Allerdings gibt es auch schon Kombigeräte, die neben NC , NiMH auch RAM - Zellen laden können.
Links zu BIG : http://www.big-battery.com/index.html
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FELIX
[Editiert von FELIX am 17-12-2000 um 03:28]
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