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Es wird ein Montagewerkzeug, das eine Markierfunktion aufweist, angegeben. Das Montagewerkzeug kann beispielsweise als Schraubwerkzeug ausgeführt sein. Weiterhin werden eine Montagevorrichtung mit einem Montagewerkzeug sowie ein Verfahren zum Ausbilden von Markierungen in Befestigungselementen mittels eines Montagewerkzeugs angegeben.
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Im Stand der Technik sind Montagewerkzeuge bekannt, bei denen bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments eine Markierung auf einem Befestigungselement aufgebracht wird, um eine korrekte Befestigung des Befestigungselements zu dokumentieren.
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Die Druckschrift
DE 8 411 182 U1 beschreibt beispielsweise einen Drehmomentschlüssel mit einer Markierungsvorrichtung, bei dem bei Erreichen des eingestellten Drehmoments ein Impulsgeber einen Kerbzahn so steuert, dass er an dem Schraubenkopf bzw. der Mutter eine Einkerbung vorsieht.
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Weiterhin ist aus der Druckschrift
DE 8 134 888 U1 ein Drehmomentschlüssel bekannt, bei welchem bei Erreichen des vorgegebenen Drehmoments eine als Farbspritzpistole ausgebildete Markierungsvorrichtung einen Farbspritzstrahl durch die Schraubwerkzeug-Nuss hindurch auf die Schraube aufbringt.
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Ferner existieren vernetzte Montagewerkzeuge, die die Anzahl montierter Befestigungselemente und die erreichten Enddrehmomente dokumentieren.
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Bei manueller Montage mittels eines Montagewerkzeugs wird gemäß dem Stand der Technik die Montagereihenfolge durch eine schriftliche Arbeitsanweisung an den Werker vorgegeben. Ist der Montagevorgang abgeschlossen, so lässt sich nachträglich jedoch nicht mehr feststellen, ob die korrekte Montagereihenfolge eingehalten wurde.
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Es ist eine zu lösende Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, ein Montagewerkzeug mit einer Markierfunktion anzugeben, mittels dessen bei der Montage einer Vielzahl von Befestigungselementen auch nachträglich die Montagereihenfolge festgestellt werden kann. Weitere Aufgaben zumindest einiger Ausführungsformen sind es, eine Montagevorrichtung mit einem Montagewerkzeug sowie ein Verfahren zum Ausbilden von Markierungen in Befestigungselementen mittels eines Montagewerkzeugs anzugeben.
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Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.
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Ein Montagewerkzeug zum Verbinden von Befestigungselementen mit zumindest einem Bauteil weist gemäß wenigstens einer Ausführungsform eine Markiervorrichtung auf. Das Montagewerkzeug kann beispielsweise als Schraubwerkzeug ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Montagewerkzeug um ein handgeführtes Montagewerkzeug, wie z. B. einen Handschrauber. Bei den Befestigungselementen kann es sich beispielsweise um Schrauben, wie z. B. um Sechskantbundschrauben, handeln.
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Die Markiervorrichtung des Montagewerkzeugs ist dazu ausgebildet, beim Beenden eines ersten Verbindungsvorgangs ein Befestigungselement mit einer ersten Art von Markierung zu versehen. Das Beenden des Verbindungsvorgangs kann beispielsweise durch ein Erreichen eines vorgegebenen Parameters bzw. durch ein Erreichen eines vorgegebenen Sollwerts definiert sein. Mit dem Ausdruck „beim Beenden” kann dabei ein Zeitpunkt exakt beim Beenden des Verbindungsvorgangs oder ein Zeitpunkt unmittelbar nach dem Beenden des Verbindungsvorgangs bezeichnet werden. Weiterhin ist die Markiervorrichtung des Montagewerkzeugs dazu ausgebildet, beim Beenden eines zweiten Verbindungsvorgangs, welcher vorzugsweise nach dem Beenden des ersten Verbindungsvorgangs erfolgt, ein beim zweiten Verbindungsvorgang eingesetztes zweites Befestigungselement mit einer zweiten Art von Markierung zu versehen. Vorzugsweise unterscheidet sich die Markierung der ersten Art von der Markierung der zweiten Art. Beispielsweise kann sich die Markierung der ersten Art von der Markierung der zweiten Art hinsichtlich ihrer Größe, Form, Tiefe, Farbe und/oder Position unterscheiden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Versehen der Befestigungselemente mit den Markierungen vollautomatisiert. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Befestigungselemente beim Erreichen eines vorgegebenen Parameters bzw. Sollwerts vollautomatisch von der Markiervorrichtung markiert werden, ohne dass eine manuelle Betätigung der Markiervorrichtung erfolgt. Des Weiteren ist es insbesondere nicht nötig, zwischen dem Versehen eines Befestigungselements mit der ersten Art von Markierung und dem Versehen eines Befestigungselements mit der zweiten Art von Markierung die Markiervorrichtung manuell anzupassen, um einen Wechsel von der ersten Art von Markierung zur zweiten Art von Markierung zu ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Markiervorrichtung mit einer Steuereinheit verbunden, mittels derer die Markiervorrichtung gesteuert wird. Die Steuereinheit kann beispielsweise mit einem Montageband programmtechnisch verbunden sein, wobei Informationen, beispielsweise zum Beginn einer neuen Verschraubungsreihe, vom Montageband über die Steuereinheit an die Markiervorrichtung übertragen werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Markiervorrichtung dazu ausgebildet, beim Beenden eines weiteren Verbindungsvorgangs, der dem zweiten Verbindungsvorgang unmittelbar nachfolgt, ein Befestigungselement mit einer weiteren Art von Markierung, die sich vorzugsweise von der ersten Art von Markierung und der zweiten Art von Markierung unterscheidet, zu versehen. Besonders bevorzugt ist die Markiervorrichtung dazu ausgebildet, beim Beenden einer Vielzahl von weiteren Verbindungsvorgängen, die dem zweiten Verbindungsvorgang nachfolgen, eine Vielzahl von weiteren Arten von Markierungen zu erzeugen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Versehen der Markierungen mittels einer spanenden Bearbeitung, wie z. B. mittels einer Dreh- und/oder Fräsbearbeitung. Alternativ oder zusätzlich kann das Versehen der Markierungen auch mittels einer Bearbeitung durch einen Laserstrahl erfolgen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Versehen der Markierungen durch ein Aufbringen eines Markiermittels. Beispielsweise kann mittels der Markiervorrichtung Farbe und/oder Lack auf das Befestigungselement bzw. auf die Befestigungselemente aufgebracht werden. Das Markiermittel kann z. B. über ein Druckverfahren, wie z. B. Tampondruck, auf die Befestigungselemente aufgebracht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die verschiedenen Arten von Markierungen hinsichtlich ihrer Größe. Beispielsweise kann durch die Markiervorrichtung ein Markiermittel derart auf die Befestigungselemente aufgebracht werden, dass die bei den verschiedenen Verbindungsvorgängen erzeugten Markierungen verschiedene Größen aufweisen. Weiterhin kann die Markiervorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie mittels spannender Bearbeitung, Prägen und/oder Laserbearbeitung Markierungen verschiedener Größen erzeugen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die verschiedenen Arten von Markierungen hinsichtlich ihrer Form. Beispielsweise kann die Markiervorrichtung bei den verschiedenen Verbindungsvorgängen Markierungen unterschiedlicher Formen auf den Befestigungselementen hinterlassen, wie z. B. in Kreisform, Sternform, Kreuzform, Rechteckform, Dreieckform, etc.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die verschiedenen Arten von Markierungen hinsichtlich der Markiertiefe. Beispielsweise können mittels der Markiervorrichtung Markierungen unterschiedlicher Prägetiefe oder Frästiefe hergestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die verschiedenen Arten von Markierungen hinsichtlich der Markierfarbe. Die Markiervorrichtung kann z. B. verschiedene Markiereinheiten aufweisen, die dazu ausgebildet sind, Markierungen mittels eines Markiermittels, wie z. B. Farbe oder Lack, in unterschiedlichen Farben zu erzeugen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die verschiedenen Arten von Markierungen hinsichtlich ihrer Position auf den Befestigungselementen. Beispielsweise kann die beim Beenden des ersten Verbindungsvorgangs erzeugte Markierung an einer definierten ersten Position auf dem ersten Befestigungselement erfolgen, und die beim Beenden des zweiten Verbindungsvorgangs erzeugte Markierung an einer definierten weiteren, von der ersten Position verschiedenen Position erfolgen. Die verschiedenen Positionen können sich z. B. auf einer Schraubenkopfoberfläche eines Schraubenkopfs, auf einer Seitenflanke eines Schraubenkopfs, oder auf einer oberen oder seitlichen Kante eines Schraubenkopfs befinden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Markiervorrichtung zumindest zwei Markiereinheiten auf, die jeweils dazu ausgebildet sind voneinander verschiedene Markierungen zu erzeugen. Die Markiereinheiten können beispielsweise als Schlagstifte ausgebildet sein, mittels derer die Befestigungselemente mit einer Prägemarkierung versehen werden können. Vorzugsweise unterscheiden sich die von den Schlagstiften ausgebildete Prägemarkierungen hinsichtlich ihrer Größe, Form, Prägetiefe und/oder Prägeposition. Beispielsweise können die Schlagstifte über Magnetspulen, die über Zuleitungen mit den Schlagstiften verbunden sein können, axial in einem Gehäuse der Markiervorrichtung bewegt werden. Die Markiereinheiten können alternativ z. B. auch als Fräsmarkiereinheiten, als Farbmarkiereinheiten, oder als Lasermarkiereinheiten ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Markiervorrichtung neben den zwei Markiereinheiten eine oder eine Vielzahl von weiteren Markiereinheiten auf. Bevorzugt weist die Markiervorrichtung zumindest drei Markiereinheiten auf, die jeweils unterschiedliche Markierungen erzeugen können. Besonders bevorzugt weist die Markiervorrichtung vier Markiereinheiten zum Erzeugen unterschiedlicher Markierungen auf.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Befestigungselemente nach Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments und/oder eines vorgegebenen Endwinkels vollautomatisch mit den Markierungen versehen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Montagewerkzeug als Schraubwerkzeug ausgebildet, wobei die Markiervorrichtung in einen Schrauberkopf des Schraubwerkzeugs integriert ist. Beispielsweise kann die Markiervorrichtung in einen Schrauberkopf eines elektrischen Handschraubers integriert sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Montagewerkzeug ein Gehäuse aufweisen, in welchem die Markiervorrichtung zumindest teilweise angeordnet ist. Im Gehäuse können die Markiereinheiten der Markiervorrichtung vollständig untergebracht sein. Eine Signalverarbeitung der Markiervorrichtung kann auch außerhalb des Gehäuses erfolgen. Eine Unterseite des Gehäuses kann als Aufnahme des Befestigungselements ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Unterseite des Gehäuses die Form einer Nuss, beispielsweise einer Sechskantschraube-Nuss, aufweisen.
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Mithilfe des hier beschriebenen Montagewerkzeugs lässt sich durch die vom Montagewerkzeug erzeugten Markierungen nachträglich die Montagereihenfolge, wie z. B. die Verschraubungsreihenfolge, direkt an einem Werkstück nachvollziehen. Dadurch kann vorteilhafterweise geprüft werden, ob bei einem fehlerhaften System, wie z. B. einem undichten System, ein konzeptionelles Problem, wie z. B. ein konstruktives Problem, ein Teilequalitätsproblem oder ein Prozessproblem bei der Montage aufgrund eines Abweichens von der Verschraubungsreihenfolge vorliegt.
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Weiterhin wird eine Montagevorrichtung angegeben, die ein hier beschriebenes Montagewerkzeug und eine Steuereinheit aufweist. Die Steuereinheit ist vorzugsweise mit der Markiervorrichtung verbunden und steuert diese. Das Montagewerkzeug der Montagevorrichtung kann eines oder mehrere Merkmale des Montagewerkzeugs, wie es bisher beschriebenen worden ist, aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist sie Steuereinheit programmtechnisch mit einem Montageband verbunden. Das Montageband kann beispielsweise eine Fördereinheit zum Befördern von Werkstücken bzw. Bauteilen umfassen. Vorzugsweise ist sie Steuereinheit dazu ausgebildet, Informationen über einen Beginn und/oder ein Ende eines neuen Montagevorgangs bzw. einer neuen Montagereihe zu empfangen und an die Markiervorrichtung zu übertragen. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass die Markiervorrichtung den Start bzw. das Ende einer neuen Verschraubungsreihe erkennen kann.
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Des Weiteren wird ein Verfahren zum Ausbilden von Markierungen in Befestigungselementen mittels eines Montagewerkzeugs angegeben. Das dabei zum Einsatz kommende Montagewerkzeug kann eines oder mehrere Merkmale der vorgenannten Ausführungsformen aufweisen. Die vorher und im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen gelten gleichermaßen für das Montagewerkzeug wie auch für das Verfahren zum Ausbilden von Markierungen mittels des Montagewerkzeugs.
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Gemäß einer Ausführungsform werden bei dem Verfahren ein hier beschriebenes Montagewerkzeug, zumindest ein Bauteil und eine Mehrzahl von Befestigungselementen bereitgestellt. Ein erstes Befestigungselement wird mittels des Montagewerkzeugs mit dem Bauteil verbunden, wobei beim Beenden des Verbindungsvorgangs das erste Befestigungselement mit einer ersten Art von Markierung versehen wird. Anschließend wird ein zweites Befestigungselement mit dem Bauteil mittels des Montagewerkzeugs in einem zweiten Verbindungsvorgang verbunden, wobei beim Beenden des zweiten Verbindungsvorgangs das zweite Befestigungselement mit einer zweiten Art von Markierung versehen wird. Vorzugsweise erfolgt das Versehen der Befestigungselemente mit den Markierungen in einem vollautomatisierten Verfahren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei dem Verfahren als Markiermethode ein Dualsystem verwendet. Dabei kann beispielsweise eine Markiervorrichtung mit vier Markiereinheiten, die jeweils voneinander unterschiedliche Arten von Markierungen erzeugen, beispielswiese wie im Folgenden im Zusammenhang mit der 3 beschrieben, zum Einsatz kommen.
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Mittels des hier beschriebenen Montagewerkzeugs bzw. des hier beschriebenen Verfahrens zum Ausbilden von Markierungen in Befestigungselementen mittels des Montagewerkzeugs kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass es möglich ist, nach Beenden eines Montagevorgangs auch nachträglich festzustellen, ob eine vorgegebene Montagereihenfolge, wie z. B. eine Verschraubungsreihenfolge, korrekt eingehalten wurde. Beispielsweise ist eine korrekt eingehaltene Verschraubungsreihenfolge bei Flanschverschraubungen wichtig, um ein dichtes System zu gewährleisten.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Montagewerkzeugs bzw. des Verfahrens zum Ausbilden von Markierungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Montagewerkzeugs und eines Befestigungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Ausbilden von Markierungen in Befestigungselementen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
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3 eine Abbildung einer beispielhaften Markiermethode unter Einsatz eines Dualsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Montagewerkzeugs 1 zum Verbinden von Befestigungselementen 2 mit einem Bauteil (nicht dargestellt) gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Montagewerkzeug 1 weist eine Markiervorrichtung 3 auf, die dazu ausgebildet ist, beim Beenden eines ersten Verbindungsvorgangs ein erstes Befestigungselement 2, das im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schraube ausgebildet ist, mit einer ersten Art von Markierung zu versehen, und beim Beenden eines darauffolgenden zweiten Verbindungsvorgangs ein zweites Befestigungselement 2 mit einer zweiten Art von Markierung zu versehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Markiervorrichtung 3 zwei Markiereinheiten 31, 32 auf, die als Schlagstifte ausgebildet sind.
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Die Schlagstifte sind axial verschiebbar in einem Gehäuse der Markiervorrichtung 3 gelagert und werden in diesem Gehäuse geführt. Mit den Schlagstiften können die Befestigungselement 2 durch Prägung mit den Markierungen versehen werden. Somit fungieren die Schlagstifte als Prägestempel. Vorzugsweise erzeugen die Schlagstifte Markierungen unterschiedlicher Form und/oder Größe. Alternativ oder zusätzlich können die Schlagstifte auch Markierungen unterschiedlicher Tiefe erzeugen. Aufgrund der unterschiedlichen Markierungen kann das Montagewerkzeug 1 ohne eine spezielle vorherige Ausrichtung bzw. Orientierung verwendet werden. Das Versehen der Befestigungselemente 2 mit den Markierungen erfolgt beim Erreichen eines vorgegebenen Nenndrehmoments.
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Im Gehäuse der Markiervorrichtung 3 können weiterhin Zuleitungen und Magnetspulen zum Bewegen der Schlagstifte angeordnet sein. In einem stromlosen Zustand sind die Schlagstifte beweglich in der Führung angeordnet. Wird eine Magnetspule mit einer definierten Wechselspannung bestromt, so wandert der zugehörige Schlagstift mit entsprechender Frequenz in axialer Richtung. Vorzugsweise ist für jeden der Schlagstifte eine Magnetspule und eine Zuleitung vorgesehen.
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Gemäß einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Montagewerkzeug 1 eine Markiervorrichtung 3 mit vier Markiereinheiten 31, 32 auf, die jeweils als Schlagstifte ausgebildet sind und jeweils voneinander unterschiedliche Markierungen erzeugen können.
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In der 2 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Ausbilden von Markierungen in Befestigungselementen gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. In einem Schritt a) wird ein Montagewerkzeug 1, das eine Markiervorrichtung 3 zum Ausbilden von verschiedenen Arten von Markierungen aufweist, bereitgestellt. Weiterhin werden im Schritt b) eine Mehrzahl von Befestigungselementen 2 sowie zumindest ein Bauteil bereitgestellt. Ein erstes Befestigungselement 2 wird mittels des Montagewerkzeugs 1 im Schritt c) mit dem Bauteil verbunden, wobei die Markiervorrichtung 3 beim Beenden des Verbindungsvorgangs das erste Befestigungselement 2 mit einer ersten Art von Markierung versieht. In einem sich daran anschließenden Verfahrensschritt d) wird ein zweites Befestigungselement 2 mit dem Bauteil mittels des Montagewerkzeugs 1 verbunden, wobei die Markiervorrichtung 3 beim Beenden des Verbindungsvorgangs das zweite Befestigungselement 2 mit einer zweiten Art von Markierung versieht.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel schließen sich daran weitere Verbindungsvorgänge, bei denen weitere Befestigungselemente 2 mit dem Bauteil verbunden werden, an, wobei die Markiervorrichtung 3 des Montagewerkzeugs 1 beim Beenden eines jeden Verbindungsvorgangs das jeweilige Befestigungselement 2 mit weiteren Arten von Markierungen versieht. Die verschiedenen Arten von Markierungen unterscheiden sich dabei jeweils, beispielsweise hinsichtlich ihrer Größe, Form, Tiefe, Farbe und/oder Position. Vorzugsweise erfolgt das Versehen der Befestigungselemente mit den Markierungen jeweils vollautomatisch. Beispielsweise kann die Markiervorrichtung 3 mit einer Steuereinheit verbunden sein, welche die Markiervorrichtung 3 bzw. Markiereinheiten 31, 32 der Markiervorrichtung 3 steuert.
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3 zeigt eine Abbildung einer beispielhaften Markiermethode, die bei dem hier beschriebenen Verfahren zum Einsatz kommen kann. Dabei kann z. B. eine Markiervorrichtung 3, die vier Markiereinheiten 31, 32 aufweist, verwendet werden. Beispielsweise können die vier Markiereinheiten 31, 32 jeweils als Schlagstifte A, B, C, D ausgebildet sein, wobei die Schlagstifte jeweils voneinander verschiedene Arten von Markierungen in einem Befestigungselement erzeugen können.
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So kann z. B. beim Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments bei einer ersten Schraube keine Markierung erfolgen. Bei der nachfolgenden zweiten Schraube wird diese mittels des Schlagstifts D mit einer Markierung versehen. Die dritte Schraube erhält eine Markierung durch den Schlagstift C, und die vierte Schraube wird sowohl vom Schlagstift C als auch vom Schlagstift D mit einer Markierung versehen.
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Mittels des in der 3 dargestellten Dualsystems können somit durch die vier Schlagstifte A, B, C, D sechzehn verschiedene Markiermuster unter Verwendung verschiedener Kombinationen der jeweils eingesetzten Schlagstifte erzielt werden. Dadurch lassen sich Montagereihenfolgen mit bis zu sechzehn einzelnen Verbindungsvorgängen dokumentieren.
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Die in den gezeigten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert sein. Alternativ oder zusätzlich können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montagewerkzeug
- 2
- Befestigungselement
- 3
- Markiervorrichtung
- 31, 32
- Markiereinheit
- A, B, C, D
- Schlagstifte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 8411182 U1 [0003]
- DE 8134888 U1 [0004]