AT390676B - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der festigkeit von kunststoffflaschenkaesten - Google Patents

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Description

Nr. 390 676
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Festigkeit von Flaschenkästen aus Kunststoff mit Griffleisten, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Wie andere Kunststoffgegenstände auch, sind Kunststoffflaschenkästen Alterungsprozessen unterworfen, d. h. durch Versprödung nimmt ihre Festigkeit im Laufe der Zeit ab, wodurch sie bruchanfällig werden. Nach den gesetzlichen Unfallverhütungsbestimmungen müssen Flaschenkästen eine bestimmte Festigkeit aufweisen. Diese Bestimmungen gibt es seit Jahren, Trotzdem ist der Fachwelt bisher erst eine praktikable Lösung eingefallen, um diesen Bestimmungen zu entsprechen. Diese Lösung besteht darin, in die Kunststoffflaschenkästen jeweils das Herstellungsdatum einzuprägen und sie nach einer bestimmten Lebensdauer aus dem Verkehr zu ziehen. Diese Methode ist unsicher, da die Umwelteinflüsse, die die Versprödung herbeiführen, insbesondere die UV-Strahlung, erheblichen Schwankungen unterworfen sein können. Darüber hinaus ist diese Lösung kostspielig, weil auch solche Kunststoffflaschenkästen nach der vorgegebenen Zeitspanne beseitigt werden, die günstigen Umweltbedingungen ausgesetzt waren und daher an sich noch gebrauchsfähig sind.
Um die Alterungsanfälligkeit von Kunststoffen zu bestimmen, ist es bereits bekannt, einen einseitig eingespannten Flachstab bis zum Bruch zu belasten, wobei die Belastung und der Biegewinkel registriert werden ("Kunststoffe", Band 60, 1970, Heft 11, Seiten 889 und 890). Ein großer Biegewinkel des bewitterten Flachstabes wird dann mit einer geringen Alterungsanfälligkeit des Kunststoffes gleichgesetzt. Da letztlich chemische Veränderungen, nämlich insbesondere Zersetzungsprozesse in Gegenwart von Sauerstoff, die Gründe für die Alterung von Kunststoffen darstellen, ist es ferner bekannt, die Alterungsanfalligkeit von Kunststoffen dadurch zu bestimmen, daß man in einem geschlossenen System, in welchem sich die Kunststoffprobe beispielsweise in Form einer Folie befindet, die Sauerstoffabnahme verfolgt (DE-AS 15 98 811).
Nach diesem bekannten Verfahren läßt sich zwar für einen bestimmten Kunststoff ein Materialkennwert erhalten. Dieser Materialkennwert wird jedoch an einem idealisierten Prüfling ermittelt, nämlich, wie erwähnt, an einem Flachstab oder einer Folie. Im Gegensatz dazu können die Eigenschaften bei ein- und demselben Kunststoffflaschenkasten sehr unterschiedlich sein, d. h. die Festigkeit bzw. Alterungsanfälligkeit kann erheblich von derjenigen abweichen, die man nach den Normblättem oder Prospekten, also den Materialkennwerten, für den jeweiligen Kunststoff erwarten würde. Eine Bestimmung der Alterungsanfälligkeit von Kunststoffflaschenkästen, die auf solchen Materialkennwerten basiert, ist daher nicht möglich.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich die jeweilige Festigkeit von Kunststoffflaschenkästen mit Griffleisten sicher und schnell bestimmen läßt und mit dem es inbesondere möglich ist, genau festzustellen, wann bei einem solchen Kunststoffflaschenkasten die Alterung so weit fortgeschritten ist, daß er aus dem Verkehr gezogen werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine Griffleiste des Flaschenkastens einer vorgegebenen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt wird, sodaß der Bruch der Griffleiste eine unzureichende Festigkeit des Flaschenkastens anzeigt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Biegekrafterzeuger und einer Einspannvorrichtung für den zu prüfenden Flaschenkasten ist dadurch gekennzeichnet, daß der Biegekrafterzeuger an einem vertikal bewegbaren Schlitten angeordnet ist und die Einspannvorrichtung wenigstens eine Presse aufweist.
Unter "Bestimmung der Festigkeit" ist im vorliegenden Zusammenhang vor allem die Bestimmung der Alterungsanfälligkeit, d. h. der Bruchanfälligkeit durch Versprödung, zu verstehen.
Durch die Erfindung ist einerseits eine zerstörungsfreie Prüfung noch gebrauchsfähiger Flaschenkästen aus Kunststoff mit Griffleisten gewährleistet. Andererseits werden bruchanfällige Griffleisten völlig zerstört, d. h. für jeden sichtbar gebrauchsunfähig gemacht, was für die Unfallverhütung von erheblicher Bedeutung ist
Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flaschenkastenprüfung und
Fig. 2 die teilweise geschnittene Ansicht in Richtung des Pfeils (Π) in Fig. 1, wobei der in dieser Richtung gesehen rechte äußere Teil weggelassen ist.
Die zu prüfenden Flaschenkästen (1) werden auf einem Förderband (2) transportiert, und zwar mit ihren Schmalseiten in Transportrichtung. Das Förderband (2) kann beispielsweise zwischen einer Auspack- und einer Einpackstation zum Auspacken leerer Flaschen bzw. Einpacken befüllter Flaschen aus den bzw. in die Flaschenkästen (1) angeordnet sein.
Die Flaschenkästen (1) bestehen aus Kunststoff. In den vier Seitenwänden jedes Flaschenkastens (1) ist je ein Griffloch (3) vorgesehen, so daß sich je eine Griffleiste (4) bzw. (5) am oberen Rand jeder Flaschenkastenseitenwand erstreckt, und zwar je eine längere Griffleiste (4) an den beiden Längsseiten und je eine kürzere Griffleiste (5) an den beiden Schmalseiten jedes Flaschenkastens (1).
Auf einer Seite neben dem Förderband (2) befindet sich ein um eine senkrechte Achse drehbarer Tisch (6), ferner auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Drehtisches (6) je ein Traggerüst (7) mit je einem Biegekrafterzeuger (8) zum Verbiegen der Griffleiste (4) an der einen bzw. der anderen Flaschenkastenlängsseite. Auf den beiden Traggerüsten (7) ist außerdem eine Vorrichtung (9) zum Einspannen des jeweils zu prüfenden Flaschenkastens (1) auf dem Drehtisch (6) angeordnet. Die beiden Traggerüste (7) erstrecken sich im wesentlichen parallel zum Förderband (2).
Auf der anderen Seite des Förderbandes (2) ist ein quer zu demselben und in Richtung auf die Drehachse des -2-
Nr. 390 676
Drehtisches (6) bewegbarer Schieber (10) vorgesehen. Die Tischplatte des Drehtisches (6) und das Förderband (2) liegen etwa in derselben horizontalen Ebene, so daß der Schieber (10) den zu prüfenden Flaschenkasten (1) vom Förderband (2) zum Drehtisch (6) schieben kann, und zwar zwischen zwei Anschläge (11) auf dem Drehtisch (6), wenn sich der Drehtisch (6) in einer gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Position um 90° gedrehten Position befindet. Der Schieber (10) wird durch einen hydraulischen Arbeitszylinder (12) betätigt. Die Anschläge (11) auf dem Drehtisch (6) sind verstellbar, um an die Länge der zu prüfenden Flaschenkästen (1) angepaßt werden zu können. Beide Anschläge (11) weisen denselben gleichen Abstand von der Drehachse des Drehtisches (6) auf. An den einander zugewandten seitlichen Seiten sind sie konvex ausgebildet.
Jedes der beiden Traggerüste (7) weist eine Grundplatte (13) und darüber eine Konsole (14) auf. Zwischen der Grundplatte (13) und der Konsole (14) erstrecken sich zwei senkrechte Tragpfeiler (15) auf der dem Drehtisch (6) abgewandten Seite des Traggerüstes (7) sowie zwei senkrechte, parallel zueinander verlaufende Führungsplatten (16) und (17) auf der dem Drehtisch (6) zugewandten Seite des Traggerüstes (7).
Zwischen den beiden Führungsplatten (16) und (17) ist ein plattenförmiger Schlitten (18) senkrecht beweglich geführt. Die Betätigung des Schlittens (18) erfolgt mittels eines hydraulischen Arbeitszylinders (19), der auf der Konsole (14) befestigt ist
An jedem Schlitten (18) ist ein Biegekrafterzeuger (8) angeordnet. Der Biegekrafterzeuger (8) besteht im wesentlichen aus einem hydraulischen Arbeitszylinder (20) mit einer horizontal in Richtung auf die Drehachse des Drehtisches (6) hin- und herbeweglichen Kolbenstange (21). An ihrem dem Arbeitszylinder (20) abgewandten Ende weist die Kolbenstange (21) eine Gabel (22) auf, die nach unten offen ist, um auf die benachbarte Griffleiste (4) des zu prüfenden Flaschenkastens (1) aufgesetzt werden zu können, und zwar in der Mitte der Längserstreckung dieser Griffleiste (4). Die Befestigung des Biegekrafterzeugers (8) am Schlitten (18) erfolgt durch einen Flansch (23) des Arbeitszylinders (20).
Eine Einspannvorrichtung (9) besteht aus zwei Pressen (9'), deren Stempel (24) horizontal bewegbar sind, und zwar in der gleichen senkrechten Ebene wie die jeweils darüber angeordneten Kolbenstangen (21) der Biegekrafterzeuger (8). Weiterhin sind die bieden Pressen (9*) jeweils auf der Grundplatte (13) des einen bzw. des anderen Traggerüstes (7) angeordnet, wodurch ihre Stempel (24) an der betreffenden Seitenwand des auf dem Drehtisch (6) angeordneten Flaschenkastens (1) nahe an dessen Boden zur Anlage kommen, und zwar etwa in der Mitte der Längserstreckung der betreffenden Flaschenkastenseitenwand.
Jedes Traggerüst (7) weist auf der dem Förderband (2) abgewandten Seite einen waagrechten, sich vom Förderband (2) weg erstreckenden Arm (25) auf. Auf den beiden Armen (25) ist ein Querträger (26) um eine horizontale, parallel zu den Kolbenstangen (21) der Biegekrafterzeuger (8) verlaufende Achse drehbar gelagert, wobei die lichte Höhe des Querträgers (26) über der Tischplatte des Drehtisches (6) größer ist als die Höhe des zu prüfenden Haschenkastens (1). Auf dem Querträger (26) ist ein weiterer Schieber (27) angeordnet, der durch einen hydraulischen Arbeitszylinder (28) betätigt wird. Der Schieber (27) kann von der in Fig. 2 gezeigten Stellung durch Drehung des Querträgers (26) nach oben verschwenkt werden. Auch die Pressen (9') werden durch je einen hydraulischen Arbeitszylinder (29) betätigt.
Die Vorrichtung zur Haschenkastenprüfung funktioniert folgendermaßen:
Der Drehtisch (6) ist zur Aufnahme eines zu prüfenden Haschenkastens (1) in diejenige Position gedieht, in der jedem Traggerüst (7) ein Anschlag (11) benachbart ist, d. h. in eine gegenüber derjenigen gemäß Fig. 1 um 90° gedrehte Position. Der Schieber (27) auf dem Querträger (26) ist aus der in Fig. 2 gezeigten Position in seine obere Position verschwenkt.
Der zu prüfende Haschenkasten (1) auf dem Förderband (2) wird, sobald er sich mit der Mitte seiner benachbarten Längsseite etwa im Bereich des Schiebers (10) befindet, durch den Schieber (10) vom Förderband (2) zwischen die Anschläge (11) auf dem Drehtisch (6) geschoben, wodurch der Haschenkasten (1) mit seiner senkrechten Mittelquerebene in der Drehachse des Drehtisches (6) zu liegen kommt.
Sollen Stichproben gemacht werden, dann wird beispielsweise lediglich jeder zehnte Haschenkasten geprüft, d. h. durch den Schieber (10) vom Förderband (2) auf den Drehtisch (6) geschoben. Sodann wird der Drehtisch (6) um 90° gedreht. Danach werden die Stempel (24) der beiden Pressen (9') der Einspannvorrichtung (9) ausgefahren, wodurch der Haschenkasten (1) auf dem Drehtisch (6) zentriert und eingespannt wird. Anschließend werden die beiden Schlitten (18) auf Griffleistenhöhe gefahren, so daß die Gabeln (22) an den Kolbenstangen (21) der Arbeistzylinder (20) der beiden Biegekrafterzeuger (8) die Griffleisten (4) an den beiden Längsseiten des Haschenkastens (1) in der Mitte übergreifen.
Die Arbeitszylinder (20) führen nun mindestens einen Arbeitshub aus, wodurch die Griffleisten (4) auf den beiden Längsseiten des Haschenkastens (1) aus ihrer Ausgangslage, die in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, nach innen und außen gebogen werden, wie in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet, wobei die maximale Auslenkung (I) beim Hin- und Herbiegen jeder Griffleiste (4) vorzugsweise zwischen 10 % und 30 % der Länge der Griffleiste (4) beträgt. Hält eine Griffleiste (4) des Haschenkastens (1) die jeweilige maximale Auslenkung (I) nicht aus, d. h. bricht sie, dann werden die Stempel (24) zurückgefahren, sodaß die Einspannvorrichtung (9) den Haschenkasten (1) frei gibt. Sodann wird der Schieber (27) auf dem Querträger (26) aus seiner oberen Stellung nach unten verschwenkt, so daß er die benachbarte Seitenwand des Haschenkastens (1) erfaßt. Der Haschenkasten (1) mit der zerbrochenen Griffleiste (4) wird dann vom Schieber (27) aus der Vorrichtung zur Flaschenkastenprüfung -3-

Claims (23)

  1. Nr. 390 676 befördert und damit aussortiert. Anschließend wird der Schieber (27) auf dem Querträger (26) wieder nach oben verschwenkt und wird der Drehtisch (6) um 90° in die Aufnahme- oder Ausgangsstellung zurückgedreht. Kommt es demgegenüber nicht zum Bruch einer Griffleiste (4), dann werden die Schlitten (18) durch die Arbeitszylinder (19) nach oben gefahren, worauf die Einspannvorrichtung (9) den geprüften Flaschenkasten (1) frei gibt und der Drehtisch (6) um 90° in seine Ausgangsstellung zurückgedreht wird. Dann wird der Schieber (27) auf dem Querträger (26) nach unten zum Flaschenkasten (1) hin verschwenkt, um den Flaschenkasten (1) zurück auf das Förderband (2) zu schieben, wo er weiter transportiert wird, beispielsweise zu einer Einpackstation, wo er mit Flaschen befällt wird. Schließlich wird der Schieber (27) wieder zurückgefahren und nach oben verschwenkt Um die vom Schieber (27) vom Drehtisch (6) geschobenen, d. h. aussortierten Flaschenkästen (1) weiterzutransportieren, kann ein weiteres Förderband vorgesehen sein, das sich auf der dem ersten Förderband (2) abgewandten Seite des Drehtisches (6) etwa senkrecht zum ersten Förderband (2) erstreckt. Der Schieber (27) kann auch als Greifer ausgebildet sein, der die benachbarte Griffleiste (5) des jeweils auszusortierenden Flaschenkastens (1) erfaßt und vom Arbeitszylinder (28) betätigt wird. Für diesen Fall ist der Querträger (26) um etwa 180° verschwenkbar, um den vom Greifer erfaßten Flaschenkasten (1) über den Querträger (26) hinweg beispielsweise auf das erwähnte weitere Förderband zu heben, wobei der Greifer am Querträger (26) drehbar angeordnet ist, so daß der betreffende Flaschenkasten (1) mit dem Boden nach unten auf das weitere Förderband aufgesetzt wird. Um anzuzeigen, ob eine der beiden Griffleisten (4) eines geprüften Flaschenkastens (1) zu Bruch gegangen ist, kann jede Kolbenstange (21) des Arbeitszylinders (20) jedes Biegekrafterzeugers (8) aus zwei gegenseitig verschiebbaren, beispielsweise ineinanderteleskopierbaren Teilen bestehen, die voneinander weg federbelastet sind, und zwar mit einer ausreichenden Federkraft, um die vorgegebene Auslenkung (I) jeder Griffleiste (4) zustandezubringen. Weiterhin kann für diesen Fall ein elektrischer Schalter vorgesehen sein, der durch das dem Drehtisch (6) zugewandte Teil jeder Kolbenstange (21) betätigt wird, sobald dieses Teil über die Auslenkung (I) hinaus in das Innere des Flaschenkastens (1) bewegt wird. Der so betätigte Schalter bewirkt, daß dann, wenn die Einspannvorrichtung (9) den Flaschenkasten (1) frei gibt und der Schieber (27) des Querträgers (26) nach unten verschwenkt worden ist, der Schieber (27) den Flaschenkasten (1) mit der zerbrochenen Griffleiste (4) aus der Vorrichtung zur Flaschenkastenprüfung schiebt, beispielsweise auf das weite© Förderband. Statt in sich verschiebliche Kolbenstangen (21) vorzusehen kann jeder Arbeitszylinder (20) auch als pneumatischer Zylinder ausgebildet sein und der elektrische Schalter so angeordnet werden, daß er durch die jeweilige Kolbenstange (21) betätigt wird, wenn diese beim Bruch der zugehörigen Griffleiste (4) über die Auslenkung (I) hinaus schnellt PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Bestimmung der Festigkeit von Flaschenkästen aus Kunststoff mit Griffleisten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Griffleiste (4 oder 5) des Flaschenkastens (1) einer vorgegebenen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt wird, sodaß der Bruch der Griffleiste (4 oder 5) eine unzureichende Festigkeit des Flaschenkastens (1) anzeigt
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Flaschenkasten (1) mit unterschiedlich langen Griffleisten (4 und 5) die längste Griffleiste (4) der mechanischen Beanspruchung ausgesetzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Griffleiste (4 oder 5) zur mechanischen Beanspruchung in den Flaschenkasten (1) hinein und/oder aus demselben herausgebogen wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekraft in Längserstreckung der Griffleiste (4 oder 5) etwa in der Mitte angreift.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Griffleiste (4 oder 5) mit einer vorgegebenen Biegekraft beaufschlagt wird, so daß sie eine maximale Auslenkung (I) von 10 bis 30 %, bezogen auf ihre Länge, erfährt -4- Nr. 390 676
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Griffleiste (4 oder 5) zur mechanischen Beanspruchung einer Torsionskraft oder Hammerschlägen ausgesetzt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionskraft bzw. die Hammerschläge in Längserstreckung der Griffleiste (4 oder 5) etwa in der Mitte angreift bzw. angreifen.
  8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3,4 oder 5 mit einem Biegekrafterzeuger und einer Einspannvorrichtung für den zu prüfenden Flaschenkasten, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegekrafterzeuger (8) an einem vertikal bewegbaren Schlitten (18) angeordnet ist und die Einspannvorrichtung (9) wenigstens eine Presse (9') aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegekrafterzeuger (8) einen Arbeitszylinder (20) aufweist, dessen Kolbenstange (21) horizontal hin- und herbewegbar ist, um die Griffleiste (4 oder 5) des Flaschenkastens (1) zu verbiegen.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (21) eine Gabel (22) aufweist, welche die Griffleiste (4 oder 5) übergreift.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (20) mit einem Flansch (23) an dem Schlitten (18) befestigt ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (18) plattenförmig ausgebildet und zwischen zwei parallelen Führungsplatten (16 und 17) geführt ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Führungsplatten (16 und 17) zwischen einer Grundplatte (13) und einer darüber angeordneten Konsole (14) eines Traggerüstes (7) erstrecken.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (18) durch einen Arbeitszylinder (19) betätigbar ist.
  15. 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (19) auf der Konsole (14) angeordnet ist.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse (9') der Einspannvorrichtung (9) einen Stempel (24) aufweist, welcher parallel zur Kolbenstange (21) des Arbeitszylinders (20) des Biegekrafterzeugers (8) hin- und herbewegbar ist.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse (9') durch einen Arbeitszylinder (29) betätigbar ist.
  18. 18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (29) auf der Grundplatte (13) angeordnet ist.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 9, 14 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (20) des Biegekrafterzeugers (8) bzw. der Arbeitszylinder (19) des Schlittens (18) bzw. der Arbeitszylinder (29) der Presse (9') hydraulisch betätigbar ist.
  20. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtung (9) einen Tisch (6) zur Aufnahme des Flaschenkastens (1) aufweist.
  21. 21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 20 zum Verbiegen der Griffleisten an zwei einander gegenüberliegenden Flaschenkastenseiten, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Biegekrafterzeuger (8) sowie je eine Presse (9') der Einspannvorrichtung (9) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Tisches (6) angeordnet sind, wobei die Längsachsen der Kolbenstangen (21) der Arbeitszylinder (20) der beiden Biegekrafterzeuger (8) sowie die Stempel (24) der beiden Pressen (9') der Einspannvorrichtung (9) gegen die Mitte des Tisches (6) gerichtet sind.
  22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (6) als Drehtisch ausgebildet ist. -5- 10 5 Nr. 390 676
  23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (6) verstellbare Anschläge (11) zur Positionierung des Flaschenkastens (1) quer zu dem bzw. den Biegekrafterzeugem (8) aufweist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -6-
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