CN1134654A - 结构系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及结构系统，适用于框架、支架、和外壳，特别适用于容纳电气和电子组件、单元和印刷电路板的底架和设备机柜。

至少设置有衔接件的一个连接系统，适于用螺钉作固定件，这种结构系统特别有利于降低造价。并使装配简单以及保证有效的EMC屏蔽，按本发明的结构系统，在水平和垂直安装的零件之间，特别在侧边部件与顶部部件和底部部件之间有多次折叠的水平柱和/或垂直柱。最好设置凸片连接件作为第2连接区、附加到有从端面使用的连接区的第1连接系统上，第3连接区例如用于底架或设备外机，用于固定印刷电路板，并构成螺孔。

Description

结构系统

本发明涉及框架、支架、外壳用结构系统，特别涉及底架和机柜的结构系统。例如，用于包容电气和电子组件，装置单元和印刷电路板的设备机柜的结构系统。

框架、支架、外壳、底架和机柜结构。特征是垂直和水平安置零件，它们通常切成预定长度的型材，在连接区域互连。具体说是在拐角区互连。已知的机柜结构用角连接件将垂直柱，水平柱和支撑柱连接在一起。

为了制造外壳或机柜，这种框架结构设置有壁板部件，例如，至少在框架中放入侧面部件和中间搁板，对设备机柜还设置有底部部件和顶部部件，并加上后盖板或后端门和前仪表板。底架通常具有在前面板上的开孔，用它容纳印刷电路板及其仪表板。

这些结构要满足一系列技术要求。特别是要保证适当的机械强度，以满足上述应用中的要求。此外，若需要，应以最简单和最有效的方式使设备机柜达到封装密封的国际保护标准(IP标准)和EMC(电磁兼容性)屏蔽的国际保护标准。

普通的框架，支架，外壳和机柜只能借助于用多个单独的零部件和各种材料和各种连接方法的复杂而价昂的结构有限地满足这些要求。

因此，例如在底架的情况下，要求对前水平支柱中要求有按标准制造的螺孔，由于制造大量的螺孔，因此必须要考虑制造误差和对生产成本的不利影响，对密封的有效性，特别是对HF(高频)屏蔽，附加的技术测试，和要求对成品进行表面处理等。

本发明的目的是，提供一种极简单而价廉的结构系统，它能广泛地应用，并提供用于框架和支柱，以及外壳和底架制造中的结构系统并特别适用于设备机柜。

按本发明的结构系统的设计基础是，将水平和垂直设置的零件连接或搭接，并提供一种能降低制造成本的方法来制造框架、支架、标准件底座，外壳或机柜，特别是一种设备机柜。

按本发明的结构系统的特征是，零部件有规定的连接区。按本发明，零部件，特别是水平或垂直设置的零部件均有衔接件或凹槽，在衔接件或凹槽中用连接件使其与第二个垂直或水平设置的零件搭接，并用它本身锁定或本身的切削加工而使其固定。

衔接件或凹槽表示的连接区作为形成的或挤压成的用于紧固件的螺纹槽，更具体地说是用于攻丝螺钉的连接区是用对平板材料进行多次弯折或弯板加工以简化工程制造的最有利方式和最少的加工次数而制成的。

结果，按本发明可提供一种结构系统，以板材制造成特定尺寸的部件。它在制造，组装使用，特别在处理上有所希望的优点。

有利的是用制成为有特定尺寸的部件经多次弯折构成的柱形零件的纵轴径向构成衔接件。在折迭制成有特定尺寸的部件构成的接收槽内可引入两个衔接件(最好是隔开的)，用攻丝螺钉使其相互锁定，因而，可确保至少一个其它零件能可靠地、不滑动并能抗震地固定。

折迭金属板构成垂直的，支撑的和水平安置的柱，并用带联锁定位(即衔接件)的连接区，将其连接在一起，构成框架。

若在顶部和底部部件中，和/或在中间搁板中构成为一个整体的水平柱上设置的连接区的衔接件特别有利。有多个弯的这些零件或折迭的水平柱可连接到垂直柱，构成例如支架或底架。

同样，装有这些衔接件的垂直柱或有同垂直柱构成为一个整体的零件，可以构成接近螺纹槽的端面结构，形成连接区。为了在水平设置的零件之间达到特别稳定的连接，例如使底部部件或顶部部件和有衔接件的垂直柱有稳定连接，有利的是在上述的每种安装情况下和在垂直柱的边缘区内，具体说，是在垂直柱的内边缘区中，螺钉旋入至少两个衔接件，与顶部部件或底部部件连接，或与中间板本身连接。然后每根垂直柱和接头旋入两个螺钉，如，自攻螺钉，使其用特别有效的螺纹形成方式固紧。

有利于用平板材料在特定的部位经折弯加工制成有特定尺寸的部件，并将前面板，后盖板，有方形或矩形截面的水平柱或垂直柱构成一个整体

至少要在邻近与水平或垂直零件构成一个整体的构件中的支柱端部的端面内形成衔接件(即，挤压成型部位)，最好至少在面对内孔/室的边缘区形成衔接件。

为了保证紧固件，例如攻丝螺钉真正牢固，在水平或垂直立柱的边缘区内挤压/构成凹槽，实际上是构成方形或矩形凹槽。这不仅保证螺钉不滑动地并能防震地固紧，而且，使那些要连接在一起的零件，如垂直柱、顶部部件或底座部件长期可靠地固紧。并保证构成的装置能良好的接地。

另一个优点是因连接件被设计成有衔接件，因而连接件可自行调节。

由于使用了可脱开/可拆卸连接，并且标准化的应用，因此，按本发明可容易地使用操作攻丝螺钉的工具，能有效地装配要构成的装置。

利用标准，用均匀的板材作水平和垂直安装在一起的构件，在外壳、底架和设备机柜的制造中特别有利。此外，除了顶部件和底部件和/或中间搁板外，也能用均匀板材制侧边部件作为垂直零件，特别是，将那些由构成了特定尺寸的部件并最好是由带凹槽的材料制成的立柱连接在一起，并与另外的作为突出连接的第2连接区构成立柱，有利于零件的固定和连接，更能有效地作EMC屏蔽。突缘连接要设置突片位置和辅助设计的衔接凸片，其中突片的位置最好构成在水平零件上或水平零件中，例如，构成在设备机柜或底架的底部上或中和顶部上或中。衔接凸片最好设置在垂直设置的侧边部件的上端区和下端区。也可以将装置位置设计成在底部和顶部上的侧边部件和衔接凸片上的挤压出的位置。例如，为有利于固定后嵌板，在后嵌板上设置衔接突片，这里的这些凸片设置在弯折90°的边缘区上。并能衔接在邻近平板件的位置中。具体地说，能衔接在两端的侧边上。

凸片连接零件并确保零件的最初牢固，最好能自身调节、并设置梳状互锁连接件，以提供特别有效的EMC屏蔽。为此，在梳状互锁凸片组件的凸片上设置连接点，例如设置成点状的模压凸点。随着衔接凸片插入连接位置、切屑碎片材料从该位置内排出。另外，对于特别有效的EMC屏蔽，在衔接凸片的内面上和外面上设置这些接点也很方便。

为了降低结构系统的制造成本，可将凸片组件的零件预先制成特定尺寸的平板材料部件，也可以使连接件构形用作凸片组件的互锁件，使端部弯折，具体地说，是使相互对着的水平顶部和底部上的侧端弯折，形成连接件构形，并用冲制和模压的方法在侧边上构成指状衔接件。

为提高零件的稳固性，比如可在顶部和底部上的折弯边缘区的拐角中构成附加的肋或加强凸点。为形成紧紧配合的凸片组件，在预制成的肋区内，形成切口，例如切掉在邻近侧边的边缘区内的材料。

设置有确定形状的模压肋和增强筋也能提高侧边部件的机械强度。

在弯曲和折迭过程中有益的是用敲弯法或敲弯的TOX法防护材料。在底架或标准件底盘的情况下，例如通过在凸片的衔接区中设置水平零件的双重折合的正面边缘区，并牢固地支撑印刷电路板，则完成了特别稳定的设计。

建议用特定尺寸的平板材料往复多次地弯折而构成垂直柱，有利于构成容纳空腔，背后和自前开口的四分之一处。

本发明的另一实施例中，水平柱的至少特征是，有三分之一的连接区构成为制成有特定尺寸的平板材料部件中的螺孔，它有单个圆孔并有材料挤压结构，并完全形成螺纹，特别要构成梳状互锁结构，要符合相应的质量标准。攻丝螺钉能在各螺孔中固紧，例如，将印刷电路板固定在前面板处，在制成有特定尺寸的部件中预先构成螺孔，特别是有许多这样的螺孔的垂直和水平柱，有利于进一步减少零件的制造成本。

本发明的优选实施例中，结构系统的特征是，后嵌板连接到侧边部件和顶部部件和底部部件，构成EMC屏蔽。按类似于侧边部件的制造方式，将冲压成的单张材料板经弯折构成后嵌板。若需要，将凸肋和呈指状衔接件的边缘区以梳状互锁方式衔接到相邻平板部件的相应位置中，特别是侧边部件的相应位置中，构成EMC屏蔽。更详细地说是，用衔接件上的连接件，将各部件与相应的位置连接在一起。

除了后嵌板与相邻的平板部件的这种自对准连接之外，在进一步的实施例中，后盖板还用锁紧装置固紧。这些锁定装置最好设置在紧靠侧边部件处，例如，在后嵌板的上下区中，还至少有一个锁销或锁钩，特别是后嵌板上，锁销制动装置与锁销或锁钩连接在一起，特别是与相邻侧边上的锁销制动装置连在一起。

最佳锁定装置的特征是，在有两个锁销面对相邻侧边板的后嵌板的内表面上有定向的锁定板。在后嵌板关闭中，用有夹紧件的定位销使锁定板定位，并可在移动线中，例如，在螺栓导轨中，由未锁定位置移到锁定位置。在简单的设计配置中，在后嵌板制造中切出适合作螺栓导轨的位置。当用滚花螺钉作螺栓定位器时，其优点是同时设置了紧固件，该紧固件在后嵌板的装配和拆卸中使用。用钩状锁销或直角断开来完成位置锁定，其中，滚花螺钉或带紧固件的螺栓可水平定向然后垂直向下。

构成锁销制动装置与锁定板的锁定销或锁钩或类似锁定板的锁定件互补，并最好在侧边部件的垂直柱内形成。例如，象槽形关断器。在最佳实施例中，也可直接在侧边部件的表面中构成锁销。实质上，固定后嵌板的锁定装置也可用来固定顶部部件和/或底部部件。

本发明的结构系统的特殊优点是，可用标准的平板材料，如镍铬钢板，并可用冲压出的材料预先制造，用滚压等制造方法，并能多次重复不同的装配和重复变化的优势。用具有良好的防腐性和屏蔽特性的标准材料。而且，由于减少零件数量，加在零件之间的小运输力，使结构安装有良好的EMC特性。

获得的最根本的优点是，用标准的一致的材料，采用经折弯，经敲弯的TOX法和标准的敲弯加工处理框架、支柱、外壳、底架和机柜。由于对各种材料分等分级，因而避免了折卸。由于对材料的特征加以区分，并进行简单的分级。因而简化了工艺和减少了重复加工，因而使造价极低。

本发明的一个实施例中，设置有“黑盒子”，作为安装或连接到或安装或连接在外壳和底架上的盒子，用于安装附加零件，如，非标准组件、开关、插头等。

下面将结合附图更详细地说明本发明。

图1是按本发明的底架或标准件底座的零件分解图；

图2是图1中II部分的有衔接的连接区的第1配置的放大图；

图3是有构成为一个整体的水平柱的水平设置的零件示意图；

图4是按图1中IV部分的构成为连接区的第2配置的凸片连接件的放大示意图；

图5是按图1中V部分的构成单个螺纹的放大示意图；

图6是水平零件的侧边缘结构示意图；

图7是按本发明构成的设备机柜局部透视图；

图8是按图7的设备机柜的顶部部件的垂直剖切的局部示意图，但它带有固定螺钉；

图9是通过按图7的设备机柜的侧剖的水平截面，有垂直柱和衔接；

图10是按图7和9的设备机柜的侧边部分的垂直柱的局部透视图；

图11是有水平对准凸片连接的设备机柜的嵌板部件的局部透视图；和

图12在有锁紧装置的顶区域内的后嵌板的极简单的示意图；

图1中描绘的是按本发明的结构配置的第1设计变形的底架1的零件分解图。

底架1的特征是，有水平安装的底部部件2和顶部部件4，前面板水平柱12和后面板水平柱14，它们被安装成一个整体结构。安装成一个整体的底部部件2和顶部部件4，以及水平柱12、14由平板材料，最好用铬-镍钢板按尺寸裁切制成。用多次折弯加工构成水平柱，在本例中折弯180°和90°，并用模压成的或敲弯成的接头11将其在内部边缘区固紧。

图3是一极简单的示意图，底部部件2有连接成一个整体的水平柱12、14，其中水平柱12、14用多次弯折或敲弯加工构成，并用敲弯的接头11固定在折迭凸缘的内表面上。

水平柱12、14，在该设计例中有矩形横截面，并限定端面紧固件36用的定位槽15。用紧固件36，将连接成一个整体的水平柱12、14，侧边部件6、8的连接区5的第1配置，作为底架1的嵌板部件，并与底部部件2和顶部部件4连接。

图2中用部分II所表示的是连接区5的第1配置设计。连接区5的第1装配构成为衔接或凹槽34，按直角或径向应用于构成为一个整体的水平柱12、14的纵轴上。更具体地说，折迭的水平柱12、14和直角衔接34邻接水平柱12，14的端面区保证螺钉36正确长期可靠地固紧并无滑动能抗震地固紧。用凹槽34夹紧便于用作连接区5的第1装配的固定件的这种螺钉36，以保证侧边部件6、8和顶部部件4和底部部件2或类似的水平安装的零件的正确固定。

这类装配结构也可用于水平柱、垂直柱或横柱。这种装配方法对有构成为整体的支柱的并在其中构成有凹槽的零件特别有利。正如图1所示，底架、外壳或设备机柜可以用最少的零件数按这种方式制造。每种情况下，用单张平板材料、经弯折、冲压和/或模压工艺加工使用特别有利，其结果是，能获得极快的工艺时间，由于零件数量减少和较好的效益，特别是迅速装配，因而使计算成本大大下降。

用连接区5的第1配置，不仅能迅速装配，而且，更具体地说用在底架、外壳和设备机箱制造中的连接区第2装配也能迅速进行。连接区10的该第2配置包括凸片连接件，它们按梳装形式并相互连接构成定位件25和衔接件22。

凸片连接可预先固定在待固着的零件上，在适当设计的情况下，侧边部件6、8自我调节地固定到底部部件2，顶部部件4上，并将后嵌板7固定到侧边部件6、8和/或固定到底部部件2和/或固定到顶部部件4上。

图4中描绘了图1中部分IV的放大的最佳实施例。定位件25直角构成的底部部件2和顶部部件4的侧边缘16、18上。并容纳例如由切掉城堡形的材料后构成的侧边部件6、8的顶和底边缘区上形成的指状衔接件22。为保证EMC屏蔽，特别在指状衔接件22上构成连接件26，它从上面插入定位件25并使材料从该位置中排出。为配合隆起的点状连接件24的装配，将指状衔接件22相应地设计成较长是有利的，这样，它们能用作梳状互锁嵌板构件2、4、6、8的互锁件同时起作用。

在连接区5的第1配置用螺钉接头26是有利的，而且，在底架1的接收腔方向形成的连接区的第2配置的凸片连接10上用螺钉固定也是有利的，这样，在通常外部振动不会有有害作用。从图4和图11中的连接区10的第2配置图可以推断出，衔接件22和定位件25均能按梳状互锁方式构成。衔接件22对于定位件25按2∶1的比例构成梳状，点状凸起连接件24的另一种构成作为衔接件22的内或外表面上的模压变形而提供特别有效的EMC屏蔽。

制成凸片接头后，制造螺钉接头26。若“L”形的垂直安置的固定突缘38垂直安装到侧边部件6、8外表面上并用螺钉接头26同时固定是有利的。本例中，顶部部件4和底部部件2构成为穿孔板。

用按本发明的结构装配成底架，作外壳或作设备机柜，建议在水平柱12、14中制造连接区30的第3配置，以致于可以安插印刷电路板的前代表板附件(图6)。

与现有技术相比，制造大量的连接区30作为构成为一个整体的前水平柱12中的挤压螺孔28，这样可避免用通常方式生产螺孔而造成的昂贵造价。结果，能降低生产消耗。

用挤压或其它方式构成的这种螺孔28几乎是一圆形小孔，并且有半个全螺纹结构33作为螺钉拧入的螺纹起始区。就实际的螺孔28而言，结构33围绕镰刀形区31和切口32，其中至少镰刀形区31突入小孔并向外或向里弯曲。

所构成的螺孔的优点是便于预先制造和正确固定和螺钉定位(见图5)。这种连接区30的第3配置对支架，外壳和设备机柜也是有利的，并能设置在垂直柱和/或水平柱中。

另一优选实施例是一斜撑杆19，示于图6中。这种斜撑杆19给侧边缘16，18辅助加固，使侧边缘16、18按直角并彼此相对地形成在底部部件2或顶部部件4上。侧边部件6、8的相邻区设置附加切口，以保证特别好的密封和有效的EMC屏蔽。这些斜撑杆特别提高了设备机柜，支架或外壳的稳定性和强度。

图7至11是按本发明的结构系统的另一变形的设备机柜的局部透视图。

图7中是设备机柜3的局部图，以透视形式展示出垂直侧边部件8和顶部部件4的区域。

以有利的方式，合适的制造和装配技术，设计出在垂直柱17中的衔接34的构形的连接区5的第1配置，和具有在侧边部件8上的衔接件22和在顶部部件4的侧边边缘18上的定位件25的连接区10的第2配置。衔接件22设计成附加到定位件25并确保密封(紧配合)连接，点状凸起连接件24通常构成在衔接件24的内面上和外面上，确定良好的EMC屏蔽。

用凸片连接件10预先固定的嵌板部件4、8用设置在拐角区内的螺钉接头26将其互锁在一起。为此，衔接34或凹槽作为连接区5的第1配置，形成在面对内腔的边缘区中，形成在用单块制作成特定尺寸的金属板部件经弯折和折迭而制成的垂直柱17中(见图9和10)。在本例中，两个自锁螺钉36拧入并固定在些凹形螺槽中以将顶部部件4固定在拐角区内。

图8展示了顶部部件4的可能安装。该顶部部件也用折迭法用制作成特定尺寸的部件构成。图7的顶部部件4用两个螺钉36固定在拐角区内，图8的顶部部件4用的每个螺钉连接件26只用一个螺钉36。

图11是水平对准的凸片连接件10，例如它可以按图1构成，用于制造“黑盒子”40或类似的外壳。定位件25与有凸起接头24的衔接件22形成在相应零件的水平折迭边缘区上，并相互密封衔接、互锁。在凸片连接件10的区域内可设置辅助密封，以达到良好密封，符合密封IP(国际保护)标准。用凸起接点24能实现有效的EMC屏蔽，确定定位件25中的相互插入的边缘区18中嵌板部分的有效接触。

设备机柜的后嵌板7和侧边部件8示于图12中的有锁紧装置9的局部视图中。在后嵌板7上按约90°的弯折突缘构成衔接件22，它与定位件25自行调节，它们作为连接区的第2配置只画在侧边部件图上。凸起接点(未画出)可形成在衔接件22和/或形成在定位件25的空腔中，使其在该外壳或机柜区中实现有效的EMC屏蔽。

锁紧装置9包括内表面上安置的可移动锁板23上的锁闩27。锁板23至少可用向外引导的锁闩定位器35水平移动，它包括一个销子，一个夹紧件和一个金属壳，例如，设计成滚花螺钉。由于可水平移动，在该例中锁闩27形成矩形，与在相邻侧边部件8上的锁扣21衔接。

若锁闩27构成为钩形或按一个角度弯折，能产生特别正确的锁紧效果。若将锁闩定位器或切口29规定为几乎是直角，则可进一步改善锁紧效果。用滚花螺钉或锁闩定位器35特别有利于以外部操作后嵌板7的安装和拆卸。

Claims (13)

1.一种结构系统，适用于框架、支架和外壳、底架和机柜。例如，可容纳电气和电子组件、单元和有垂直和水平安置的元件的印刷电路板的设备机柜。它们用连接区相互连接，其中第1连接区设计为固定元件的位置，和能牢固地锁紧固定元件的衔接件。

2.按权利要求1的结构系统，其特征是、用多次弯折或折迭一平板材料构成第1连接区、作为端面定位槽，和其中按定位槽的纵轴的径向构成衔接。

3.按权利要求1的结构系统，其特征是，第1连接区构成一个整体，在水平柱或斜向柱中作为水平安装的零件，和/或在垂直柱中作为垂直安装的零件，并且其中斜向式安装的，垂直和/或水平安装的零件可用攻丝螺钉作自锁固定件固定到水平柱的端面，到斜向柱和/或到垂直柱，其中，水平柱，斜向柱和/或垂直柱有方形或矩形截面、并且，至少在一个边缘区，特别是内部、安置有衔接件或凹槽，便于用螺钉固定。

4.按权利要求3的结构系统，其特征是，水平柱、斜向柱和/或垂直柱与第1连接区构成为一个整体，第1连接区易于由端面在支柱的、外壳的、底架的、或设备机柜的平板部分中用螺钉固定，其中，特别使水平支柱在顶部和作为平板部分的底部中构成一个整体，它可以用螺钉连接固定到斜向柱。垂直柱或侧边部件上。和/或其中垂直柱在作为平板部分的侧边部件中构成一个整体，并且，其中可用螺钉连接固定作为平板部分的顶部部件和底部部件，特别在用于设备机柜处，各垂直柱的每个螺钉连接件至少用两个。

5.按权利要求1的结构系统，其特征是，在顶部部件和底部部件设置侧边缘，其中水平柱或垂直柱具有用于互锁螺钉固紧的第1连接区，并且，其中第2连接区设置在平板部件区内，特别在侧边部件区内和侧边缘上。

6.按权利要求5的结构系统，其特征是，第2连接区设置成凸片连接作用于将侧壁或侧边部件连接到顶部部件或底部部件，和/或将后壁连接到侧边部件，和/或连接到顶部部件和/或底部部件，并特别设计成自对准连接，用单块平板材料，经弯折边缘。折迭边缘，多次折弯，冲击材料和/或模压制成每个外壳中的顶部部件、底部部件、后壁和侧边部件、并设置第1和/或第2连接区。

7.按权利要求6的结构系统、其特征是，将顶部部件、底部部件和侧边部件，用凸片连接件连接和用螺钉连接片在水平柱区域内和/或垂直柱区域内将其连接，构成自支撑外壳，底架或设备机柜，由此，使设置在后壁上的锁定装置附加到凸片连接件。使后壁固定到侧边部件和/或固定到顶部部件和/或固定到底部部件。

8.按权利要求6的结构系统，其特征是，凸片连接件有定位件和与其相应设计的衔接件，它们特别设计成梳状互锁样式，和/或设计成提供EMC屏蔽形式，其中定位件特别构成在底部部件和顶部部件的侧边缘中，侧边部件中的衔接件特别构成为使侧边部件连接到底部部件和/或顶部部件，和/或其中使后壁设置衔接件，使侧边部件的定位件紧紧地衔接到顶部部件和/或顶部部件的边缘。

9.按权利要求8的结构系统，其特征是，用冲击和折弯工艺使位置构成凸片，通过冲掉侧边部件上下边缘区域中材料，和/或通过冲掉材料及折迭后壁边缘区域，形成由在定位件中作指状连接啮合的衔接件。

10.按权利要求5的结构系统，其特征是，第3连接区构成螺孔，它与攻丝螺钉同时起作用。

11.按权利要求10的结构系统，其特征是，第3连接区设计成几乎是圆环，它是在平板材料中预先构成的，它有使螺钉开始啮合的构形，特别是，经多次折迭，以适用于构成为一个整体的水平柱、斜向柱和/或垂直柱，并在其中构成螺孔或螺纹，用于连接面板。

12.按权利要求10的结构系统，其特征是，锁定装置包括一锁板，其中至少构成一锁闩，其中锁板由锁闩定位器定向，并能在各相邻平板部件的方向中移动，特别在侧边部件中的锁闩定位器构成为夹紧后壁用夹紧件的侧边部件方向中移动，其中后壁包括至少有上锁定装置，它与相邻侧边部件的锁闩共同起作用。

13.按权利要求5的结构系统，其特征是，几乎是“L”形的固定突缘可用螺钉连接固定到外边部件，其中在顶部部件上设置壳形结构，它用制作成特定尺寸的平板材料部件构成，并能用自攻螺钉固定。

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