DE10041397A1 - Ram adjustment for presses has piston rod in adjustment cylinder connected to drive with one side and to locking element with other side - Google Patents

Ram adjustment for presses has piston rod in adjustment cylinder connected to drive with one side and to locking element with other side

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Abstract

The ram adjustment includes a ram (8), in which a double acting adjustment cylinder (6) is arranged with a continuous piston rod (9). One side of the piston rod is connected to the drive via a connection link (5) and the other lower end is connected to a locking element, which is provided in the ram.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stößelverstellung an Pressen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a ram adjustment on presses according to the preamble of claim 1.

Aus Heinrich Mäkelt "Die mechanischen Pressen", Carl Hanser Verlag München, 1961, Seiten 66-71 und aus Schuler GmbH, Handbuch der Umformtechnik, Springer Verlag, 1996, Seiten 66f sind Stößelverstellungen für Einzelpressen bekannt, um den Werkzeugeinbauraum den verschiedenen Werkzeughöhen anpassen zu können. Dafür werden Spindel- und Topfdruckpunkte eingesetzt, die zwischen dem jeweiligen unteren Pleuelanlenkpunkt und dem Stößel angeordnet sind. Die Verstellung bei Spindel- und Topfdruckpunkten erfolgt über eine Verstellmutter, die mittels einer Verstelleinrichtung angetrieben wird, wodurch die Längenänderung, d. h., die Anpassung an die jeweilige Werkzeughöhe erreicht wird.From Heinrich Mäkelt "The mechanical presses", Carl Hanser Verlag Munich, 1961, pages 66-71 and from Schuler GmbH, manual of Umformtechnik, Springer Verlag, 1996, pages 66f are ram adjustments for Single presses are known to the different tool installation space To be able to adjust tool heights. For this, spindle and Pot pressure points used between the respective lower Connecting rod articulation point and the tappet are arranged. The adjustment at Spindle and cup pressure points take place via an adjusting nut, which is by means of a Adjustment device is driven, whereby the change in length, d. i.e., the Adaptation to the respective tool height is achieved.

Diese vorgenannten Lösungen sind in der Verstellung sehr aufwendig, was sich besonders bei häufigen Werkzeugwechsel nachteilig bemerkbar macht.These aforementioned solutions are very expensive to adjust, which is especially noticeable with frequent tool changes.

Bei hydraulischen Pressen wird üblicherweise keine Stößelverstellung eingesetzt, da die Hubverstellung über eine veränderte Lagepositionierung des Kolbens des Arbeitszylinders realisiert wird. Allerdings tritt bei Pressen mit höheren Hubzahlen im Arbeitszylinder ein sogenannter Federeffekt auf, der eine ungünstige Öldynamik hervorruft und somit die zuvor eingestellten Stößelendlagen nicht sicher realisieren lässt.With hydraulic presses there is usually no ram adjustment used because the stroke adjustment by changing the position of the Piston of the working cylinder is realized. However, with presses higher stroke rates in the working cylinder on a so-called spring effect, the unfavorable oil dynamics and thus the previously set Plunger end positions can not be realized safely.

Aufgabe der Erfindung ist es, die jeweilige Stößelendlage, insbesondere die Endlage im Arbeitsbereich des Stößels bei hydraulischen Pressen mit hohen Hubzahlen schnell und stufenlos bei hoher Funktionssicherheit zu realisieren sowie gleichzeitig eine Anwendbarkeit bei mechanischen Pressen mit einer schnellen Verstellung zu ermöglichen. The object of the invention is the respective plunger end position, in particular the End position in the working area of the ram for hydraulic presses with high To achieve stroke rates quickly and continuously with high functional reliability as well as being applicable to mechanical presses with a enable quick adjustment.  

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Detaillierte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.According to the invention, the object is achieved by the features of patent claim 1 solved. Detailed configurations are in claims 2 to 5 described.

Durch das Herauslösen der Stößelverstellfunktion aus dem Arbeitszylinder hydraulischer Pressen wird der Einsatz von kleineren Arbeitszylindern mit weniger Ölvolumen möglich, wodurch auch eine günstige Stößelparallelhaltung realisiert werden kann.By removing the tappet adjustment function from the working cylinder Hydraulic presses are used with smaller working cylinders less oil volume possible, which also means that the plunger is kept parallel can be realized.

Die Erfindung wird nachfolgend durch zwei Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below by two exemplary embodiments explained. In the accompanying drawings:

Fig. 1 Prinzipieller Aufbau einer Stößelverstellung bei hydraulischen Pressen Fig. 1 Basic structure of a ram adjustment in hydraulic presses

Fig. 2 Detaildarstellung der Klemmeinrichtung aus Fig. 1 Fig. 2 detailed view of the clamping device of Fig. 1

Fig. 3 Prinzipieller Aufbau einer Stößelverstellung bei mechanischen Pressen Fig. 3 Basic structure of a ram adjustment in mechanical presses

Im Kopfstückbereich des Pressenkörpers 1 befinden sich ein oder mehrere doppeltwirkende Arbeitszylinder 2 einer hydraulischen Presse, die über eine Druckölversorgung 3 und der dazugehörigen Steuer- und Regeltechnik 4 in bekannter Weise angetrieben werden. Die äußeren, zueinander stehenden Kolbenstangenenden der Kolben des jeweiligen Arbeitszylinders 2 und eines jeweiligen Verstellzylinders 6 sind über ein Verbindungsgelenk 5 gekoppelt. Die Kolbenstange 9 des doppeltwirkenden Verstellzylinders 6 ist am anderem, dem unteren Ende mit einem Klemmprofil 7 versehen. Der Verstellzylinder 6 ist im Pressenstößel 8 angeordnet. In Höhe der Klemmprofile 7 sitzen vorzugsweise gegenüberliegend zwei im Pressenstößel 8 gelagerte Verriegelungs­ einrichtungen. Jede Verriegelungseinrichtung besteht aus einem fest im Pressenstößel 8 angeordnetem Druckpunktstuhl 15 mit Klemmkasten 14, in dem der mit dem Klemmprofil 7 in Wirkverbindung stehende und durch die Kolbenstange eines doppeltwirkenden Arretierzylinders 12 verschiebliche Klemmbacken 10 angeordnet ist, wobei der Arretierzylinder 12 mit dem Pressenstößel 8 verbunden ist. Im Klemmkasten 14 ist weiterhin als Spannelement für den Klemmbacken 10 ein lösbarer Klemmkeil 11 angeordnet, der mittels eines Klemmzylinder 13 betätigbar ist. Die Verstellzylinder 6, die Arretierzylinder 12 und die Klemmzylindern 13 sind mit der dazu gehörigen Ventiltechnik einschließlich Druckölversorgung 16 verbunden. Weiterhin ist der Verstellzylinder 6 zwecks Steuerung an Proportionaltechnik 24 angeschlossen. Das Klemmprofil 7 ist in seiner Profilgestaltung so ausgelegt, dass über keilförmig gestaltete Formelemente im Klemmprofil 7 und den Gegenstücken an den Klemmbacken 10 ein nahezu spielfreier Formschluß zwischen beiden Bauteilen besteht. Die Formelemente des Klemmprofils 7 und des Klemm­ backens 10 sind so gestaltet, dass für den Arbeitshub des Pressenstößels 8 die oberen Klemmflächen 19 mit einer flachen Neigung ausgebildet sind. Diese Gestaltung ist darin begründet, dass die sich aus der Keilneigung ergebenden Horizontalkräfte so gering wie möglich zu halten sind. Für den Rückhub des Pressenstößels 8 sind die unteren Klemmflächen 20 gegenüber den Klemmflächen 19 mit einer steileren Neigung versehen, um den Gesamt­ öffnungswinkel 21 der Keilflächen 19 und 20 derart zu vergrößern, dass keine Selbsthemmung zwischen Klemmprofil 7 und Klemmbacken 10 entsteht und die Horizontalkräfte in vertretbarer Größe anliegen. Der Kopf 22 und der Grund 23 der Formelemente vom Klemmprofil 7 und Klemmbacken 10 sind jeweils um einen definierten Betrag freigemacht. Für die Erfassung der Hublage des Pressenstößels 8 sind Längenmessaufnehmer 17 am Pressenkörper 1 angebracht.In the head area of the press body 1 there are one or more double-acting working cylinders 2 of a hydraulic press which are driven in a known manner via a pressure oil supply 3 and the associated control and regulating technology 4 . The outer, mutually facing piston rod ends of the pistons of the respective working cylinder 2 and a respective adjusting cylinder 6 are coupled via a connecting joint 5 . The piston rod 9 of the double-acting adjusting cylinder 6 is provided on the other, the lower end with a clamping profile 7 . The adjusting cylinder 6 is arranged in the press ram 8 . At the height of the clamping profiles 7 preferably two locking devices mounted in the press ram 8 sit opposite. Each locking device consists of a fixedly arranged in the press ram 8 pressure point stool 15 with the terminal box 14, in which the stationary and with the clamping profile 7 in operative connection displaceable by the piston rod of a double acting locking cylinder 12 clamping jaws 10 is arranged, wherein the locking cylinder 12 is connected to the press ram 8 , In the terminal box 14, a releasable clamping wedge 11 is arranged to continue as a clamping element for the clamping jaws 10 which can be actuated by means of a clamping cylinder. 13 The adjusting cylinders 6 , the locking cylinders 12 and the clamping cylinders 13 are connected to the associated valve technology including pressure oil supply 16 . Furthermore, the adjusting cylinder 6 is connected to proportional technology 24 for the purpose of control. The profile of the clamping profile 7 is designed so that there is an almost play-free positive fit between the two components via wedge-shaped elements in the clamping profile 7 and the counterparts on the clamping jaws 10 . The shaped elements of the clamping profile 7 and the clamping jaw 10 are designed so that the upper clamping surfaces 19 are formed with a flat inclination for the working stroke of the press ram 8 . This design is based on the fact that the horizontal forces resulting from the inclination of the wedge should be kept as low as possible. For the return stroke of the ram 8, the lower clamping surfaces 20 are provided opposite the clamping surfaces 19, with a steeper inclination to the total opening angle 21 of the wedge surfaces 19 and 20 so as to increase that no self-locking between the clamping profile 7 and clamping jaw 10 is formed and the horizontal forces in a reasonable Size. The head 22 and the base 23 of the shaped elements of the clamping profile 7 and clamping jaws 10 are each cleared by a defined amount. Length sensors 17 are attached to the press body 1 for detecting the stroke position of the press ram 8 .

Beim Umrüsten der Presse mit einem neuen Werkzeugsatz ist eine Stößelverstellung erforderlich, um den Werkzeugeinbauraum der neuen Werkzeughöhe anzupassen. Dazu wird der Pressenstößel 8 über die Verstellzylinder 6 in seiner Hublage in dem erforderlichen Rastermaß verstellt und das Klemmprofil 7 der Kolbenstange 9 mittels der Verriegelungseinrichtung formschlüssig geklemmt.When converting the press with a new tool set, a ram adjustment is required to adapt the tool installation space to the new tool height. For this purpose, the press ram 8 is adjusted in its stroke position in the required pitch by means of the adjusting cylinders 6 and the clamping profile 7 of the piston rod 9 is positively clamped by means of the locking device.

Die Verstellung erfolgt, indem die Verstellzylinder 6 entsprechend ihrer zu bewegenden Masse (Stößel- und Werkzeugmasse) mit einem Druckmittel beaufschlagt werden. Die Klemmbacken 10 der Verriegelungseinrichtung werden durch Lösen der Klemmkeile 11 entlastet. Nach dem Öffnen der Verriegelungseinrichtung liegt der Pressenstößel 8 auf den Ölsäulen der Verstellzylinder 6 auf. Die Verstellzylinder 6 werden über die Proportional­ technik 24 ausgeregelt. Der Pressenstößel 8 befindet sich in der ausgeregelten Stellung in einer Schwebestellung, d. h., er wird über die Proportionaltechnik 24 infolge der Vergleichsmessung über die Längenmeßaufnehmer 17 auf einem definierten Maß gehalten. Der Pressenstößel 8 kann nun entsprechend seiner Vorgabe in die neue Hublage verfahren werden. Dies geschieht, in dem der Pressenstößel 8 in eine Rastposition des Klemmprofils 7 fährt und die Verriegelungseinrichtung schließt. Die Arretierzylinder 12 werden mit Druckmittel beaufschlagt und die Klemmbacken 10 fahren in das Klemmprofil 7 ein, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen Klemmprofil 7 und Klemmbacken 10 hergestellt wird. Anschließend werden die Klemmkeile 11 in den jeweiligen Klemmkasten 12 eingefahren. Parallel zum Einfahren der Klemmkeile 11 werden die Verstellzylinder 6 drucklos geschaltet. Die keilförmige Gestaltung und das Freimachen am Kopf 22 und Grund 23 der Formelemente sowie die ständige Beaufschlagung der Klemmzylinder 13 mit einem Druckmittel garantieren eine sichere und spielfreie Verbindung zwischen der Kolbenstange 9 und dem Pressenstößel 8.The adjustment is carried out by applying a pressure medium to the adjustment cylinders 6 in accordance with their mass to be moved (ram and tool mass). The clamping jaws 10 of the locking device are relieved by loosening the clamping wedges 11 . After opening the locking device, the press ram 8 rests on the oil columns of the adjusting cylinders 6 . The adjusting cylinders 6 are corrected via the proportional technology 24 . In the adjusted position, the press ram 8 is in a floating position, ie it is kept at a defined level via the proportional technique 24 as a result of the comparison measurement via the length measuring transducers 17 . The press ram 8 can now be moved into the new stroke position according to its specification. This takes place in that the press ram 8 moves into a locking position of the clamping profile 7 and closes the locking device. The locking cylinders 12 are pressurized and the clamping jaws 10 move into the clamping profile 7 , whereby a positive connection between the clamping profile 7 and the clamping jaws 10 is established. Then the clamping wedges 11 are inserted into the respective terminal box 12 . In parallel to the retraction of the clamping wedges 11 , the adjusting cylinders 6 are depressurized. The wedge-shaped design and the clearing of the head 22 and base 23 of the shaped elements and the constant application of pressure medium to the clamping cylinders 13 guarantee a secure and play-free connection between the piston rod 9 and the press ram 8 .

Ist das Verstellmaß ungleich des Rastmaßes, ist die Differenzstrecke aus dem Zylinderhub des Arbeitszylinders 2 zu kompensieren, d. h., der Hub des Arbeitszylinders 2 ist mindestens so groß wie das Rastmaß der Verstellung plus Arbeitshub. Man kann somit von einer indirekt stufenlosen Stößelverstellung sprechen.If the adjustment dimension is not equal to the catch dimension, the difference distance from the cylinder stroke of the working cylinder 2 must be compensated, ie the stroke of the working cylinder 2 is at least as large as the catch dimension of the adjustment plus the working stroke. One can speak of an indirectly stepless ram adjustment.

Die Verriegelungseinrichtung ist folglich gekennzeichnet durch:
The locking device is therefore characterized by:

  • - Die formschlüssige Klemmung auf dem Klemmprofil 7 der Kolbenstange 9 des Verstellzylinders 6 erfolgt über geteilte Klemmbacken 10.- The positive clamping on the clamping profile 7 of the piston rod 9 of the adjusting cylinder 6 takes place via split clamping jaws 10 .
  • - Die formschlüssige Arretierung der Klemmbacken 7 erfolgt über die Klemmkeile 11 gegen den Klemmkasten 14.- The form-fitting locking of the clamping jaws 7 takes place via the clamping wedges 11 against the terminal box 14 .
  • - Die ständige Beaufschlagung der Verriegelungselemente erfolgt mit einem Druckmittel während des Arbeitshubes des Pressenstößels 8, - The locking elements are constantly loaded with a pressure medium during the working stroke of the press ram 8 ,
  • - Die verbleibende formschlüssigen Verriegelung bei Energieausfall während dem Arbeitshub des Stößels sowie bei der Stillsetzung der Presse erfolgt, indem die Klemmkeile 7 und Klemmbacken 11 ein parallel ausgebildetes Formelement 18 aufweisen, das ein Öffnen der Verriegelungseinrichtung durch äußere Einflüsse verhindert.- The remaining positive locking in the event of a power failure during the working stroke of the ram and during the shutdown of the press takes place by the clamping wedges 7 and clamping jaws 11 having a parallel shaped element 18 which prevents the locking device from being opened by external influences.

Diese Stößelverstellung garantiert ein schnelles wie auch fast spielfreies Verstellen des Pressenstößels 8 in eine neue Hublage.This ram adjustment guarantees a quick and almost play-free adjustment of the press ram 8 to a new stroke position.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich in bekannter Weise ein Hubgetriebe im Kopfstückbereich des Pressenkörpers 1 einer mechanischen Presse, wobei das Pleuel die rotatorische Bewegung in eine translatorische wandelt und den Pressenstößel 8 antreibt. Zwischen jedem unteren Pleuelanlenkpunkt und dem Pressenstößel 8 ist die Stößelverstellung angeordnet.In a second exemplary embodiment, in a known manner, there is a lifting gear in the head area of the press body 1 of a mechanical press, the connecting rod converting the rotary movement into a translatory movement and driving the press ram 8 . The tappet adjustment is arranged between each lower connecting rod pivot point and the press ram 8 .

Dazu steht dieser Pleuelanlenkpunkt mit einem äußeren, dem Pleuelanlenkpunkt zugewandtem Ende einer Kolbenstange 9 eines Verstellzylinders 6 über ein Verbindungsgelenk 5 in Wirkverbindung.For this purpose, this is Pleuelanlenkpunkt with an outer, oriented toward the Pleuelanlenkpunkt end of a piston rod 9 of an adjusting cylinder 6 via a connecting link 5 in operative connection.

Der restliche Aufbau und die prinzipielle Wirkungsweise der Stößelverstellung entspricht analog dem ersten Ausführungsbeispiel.The rest of the structure and the principle of operation of the ram adjustment corresponds to the first embodiment.

Das Klemmprofil 9 der Verriegelungseinrichtung ist hierbei vorzugsweise feingliedrig ausgeführt, wodurch eine quasi stufenlose Stößelverstellung erreichbar ist.The clamping profile 9 of the locking device is preferably designed to be slender, whereby a virtually infinitely variable ram adjustment can be achieved.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Verrieglungseinrichtung ohne ein stufiges Klemmprofil auszuführen. It is within the scope of the invention, the locking device without a step clamping profile.  

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

11

Pressenkörper
press body

22

Arbeitszylinder
working cylinder

33

Druckölversorgung
Oil supply

44

Steuer- und Regeltechnik
Control and regulation technology

55

Verbindungsgelenk
connecting joint

66

Verstellzylinder
adjusting cylinder

77

Klemmprofil
clamping profile

88th

Pressenstößel
press ram

99

Kolbenstange
piston rod

1010

Klemmbacken
jaws

1111

Klemmkeil
clamping wedge

1212

Arretierzylinder
lock cylinders

1313

Klemmzylinder
clamp cylinders

1414

Klemmkasten
terminal box

1515

Druckpunktstuhl
Tactile chair

1616

Druckölversorgung
Oil supply

1717

Längenmessaufnehmer
Längenmessaufnehmer

1818

Formelement
forming element

1919

Klemmfläche
clamping surface

2020

Klemmfläche
clamping surface

2121

Gesamtöffnungswinkel
Total opening angle

2222

Kopf
head

2323

Grund
reason

2424

Proportionaltechnik
proportional technology

Claims (5)

1. Stößelverstellung an Pressen, die zwischen dem jeweiligen unteren Anlenkpunkt des Antriebes und dem Stößel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Pressenstößel (8) ein doppeltwirkender Verstellzylinder (6) mit einer durchgehenden Kolbenstange (9) angeordnet ist, deren eine Seite über ein Verbindungsgelenk (5) mit dem unteren Anlenkpunkt des Antriebes gekoppelt ist und das andere untere Ende der Kolbenstange (9) mit einer im Pressenstößel (8) gelagerten Verriegelungseinrichtung in Wirkverbindung steht.1. ram adjustment on presses, which is arranged between the respective lower articulation point of the drive and the ram, characterized in that a double-acting adjusting cylinder ( 6 ) with a continuous piston rod ( 9 ) is arranged in the press ram ( 8 ), one side of which over a Connecting joint ( 5 ) is coupled to the lower articulation point of the drive and the other lower end of the piston rod ( 9 ) is operatively connected to a locking device mounted in the press ram ( 8 ). 2. Stößelverstellung an Pressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das als unterer Anlenkpunkt des Antriebes ein Kolbenstangenende des Kolbens vom jeweiligen Arbeitszylinder (2) einer hydraulischen Presse ausgebildet ist.2. ram adjustment on presses according to claim 1, characterized in that a piston rod end of the piston from the respective working cylinder ( 2 ) of a hydraulic press is formed as the lower pivot point of the drive. 3. Stößelverstellung an Pressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das als unterer Anlenkpunkt des Antriebes ein Pleuelanlenkpunkt des mechanischen Pressenantriebes ausgebildet ist.3. ram adjustment on presses according to claim 1, characterized, that as the lower pivot point of the drive is a connecting rod pivot point of the mechanical press drive is formed. 4. Stößelverstellung an Pressen nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende der Kolbenstange (9) mit einem Klemmprofil (7) versehen ist und die Verriegelungseinrichtung aus einem fest im Pressenstößel (8) angeordnetem Druckpunktstuhl (15) mit Klemmkasten (14) besteht, in dem der mit dem Klemmprofil (7) in Wirkverbindung stehende und durch die Kolbenstange eines doppeltwirkenden Arretierzylinders (12) verschiebliche Klemmbacken (10) angeordnet ist, wobei der Arretierzylinder (12) mit dem Pressenstößel (8) verbunden ist, sowie im Klemmkasten (14) als Spannelement für den Klemmbacken (10) ein lösbarer Klemmkeil (11) angeordnet ist, der mittels eines Klemmzylinder (13) betätigbar ist.4. ram adjustment on presses according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lower end of the piston rod ( 9 ) is provided with a clamping profile ( 7 ) and the locking device from a fixed in the press ram ( 8 ) arranged pressure point chair ( 15 ) There is a terminal box ( 14 ) in which the clamping jaws ( 10 ) which are operatively connected to the clamping profile ( 7 ) and which can be displaced by the piston rod of a double-acting locking cylinder ( 12 ) are arranged, the locking cylinder ( 12 ) being connected to the press ram ( 8 ) , and in the terminal box ( 14 ) as a clamping element for the clamping jaws ( 10 ) a releasable clamping wedge ( 11 ) is arranged, which can be actuated by means of a clamping cylinder ( 13 ). 5. Stößelverstellung an Pressen nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmprofil (7) in seiner Profilgestaltung derartig ausgebildet ist, dass über keilförmig gestaltete Formelemente im Klemmprofil (7) und den Gegenstücken am Klemmbacken (10) ein nahezu spielfreier Formschluß zwischen beiden Bauteilen besteht und bei den Formelementen für den Arbeitshub des Pressenstößels (8) die oberen Klemmflächen (19) mit einer flachen Neigung und für den Rückhub des Pressenstößels (8) die unteren Klemmflächen (20) gegenüber den Klemmflächen (19) mit einer steileren Neigung versehen sind.5. ram adjustment on presses according to one or more of the preceding claims, characterized in that the clamping profile ( 7 ) is designed in its profile design such that a wedge-shaped elements in the clamping profile ( 7 ) and the counterparts on the jaws ( 10 ) an almost free of play There is a positive connection between the two components and, in the case of the shaped elements for the working stroke of the press ram ( 8 ), the upper clamping surfaces ( 19 ) with a flat inclination and for the return stroke of the press ram ( 8 ) the lower clamping surfaces ( 20 ) with respect to the clamping surfaces ( 19 ) steeper incline.
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