DD210234A1 - TUBE OF FIBER-REINFORCED PLASTIC, ESPECIALLY INSULATING TUBE FOR HIGH-VOLTAGE DEVICES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungsgeraete, insbesondere auf Hochspannungsschalter und -transformatoren, jedoch auch auf Gebiete des Maschinenbaues, bei denen die Uebertragung von Kraeften und Drehmomenten mittels Wellen und dergleichen erfolgt. Ziel und Aufgabe der Erfindung sind,ein kostenguenstiges Rohr mit textiler Verstaerkung unter Verwendung von aromatischem Polyamid und gesaettigtem Polyester als zu textilen Flaechengebilden verarb.Fasermaterial zu entwickeln,bei d.ein Optimum des Verhaeltnisses von Zug-u.Schubfestigk.erzielt wird,bei d.negative Einfluesse d.UV-Strahlung vernachlaessigbar sind u.das mechanisch gut bearbeitbar ist.Bei dem erfindungsgemaessen Rohr wird d.dadurch erreicht, dass die Verstaerkung des Rohres aus abwechselnden Schichtungen von textilen Flaechengebilden, z.B. Geweben, aus Fasern eines aromatischen Polyamides mit solchen aus Fasern eines gesaettigten Polyesters besteht und dass auf der Innen- und der Aussenseite des Rohres diese Verstaerkung mit mindestens einer Schicht des textilen Flaechengebildes aus Fasern des gesaettigten Polyesters abgeschlossen ist.The invention relates to high-voltage devices, in particular high-voltage switches and transformers, but also in areas of mechanical engineering, in which the transmission of forces and torques by means of shafts and the like. The object and the object of the invention are to develop a cost-effective tube with textile reinforcement using aromatic polyamide and saturated polyester as fiber surface fabricated fiber material, at which the optimum of the ratio of tensile strength and ultimate strength is achieved Negative effects of UV radiation are negligible and that is mechanically machinable. In the pipe according to the invention, the result is that the reinforcement of the pipe consists of alternating layers of textile surface formations, eg Woven fabrics consisting of fibers of an aromatic polyamide with those made of fibers of a saturated polyester and that on the inner and the outer side of the tube this Verstaerkung is completed with at least one layer of the fabric fabric made of fibers of gesaettigten polyester.
Description
Dia Erfindung ist besonders anwendbar für Eochspannungs— gesäte, insbesondere bei Hochspannungsschaltern und -transformatoren. Sie ist jedoch auch, geeignet in den Gebieten des Maschinenbaues, bei denen die übertragung von Kräften mittels Y/ellen und dergleichen gefordert wird .The invention is particularly applicable to Eoch voltage seeders, especially high voltage switches and transformers. However, it is also suitable in the fields of mechanical engineering in which the transmission of forces by means of yells and the like is required.
3s ist bekannt, Bohre aus einem durch Polyaddition aushärtbaren Gie£harss z*B.'Epoxidharz, und einem Gewebe au fertigen, das in mehreren Lagen in aas Gießharz eingebettet ist. (Wende, Moebes, Harten) "Glasfaserverstärkte Plaste", YSB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1969? 3. 193-210), Das Gewebe, das zwei quer zueinander verlaufende ladenreihen (Eett- und Schußfäden) enthält, hat dabei eine Versteifungsfunktion.3s is known to manufacture Drill from a curable by polyaddition Gie £ hars s z * B.'Epoxidharz, and a tissue au, which is embedded in multiple layers in aas casting resin. (Wende, Moebes, Harten) "Glass Fiber Reinforced Plastic", YSB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1969? 3. 193-210), The fabric, which contains two transverse load rows (Eett- and weft threads), it has a stiffening function.
In der Elektrotechnik finden derartige Bohre namentlich bei der Konstruktion "/on Hochspannungsschalter η und -transformatoren Verwendung, bei denen zwischen leitenden Teilen unterschiedlichen Potentiales Druck- oder Zugkräfte zu übertragen sind. Haben den geforderten mechanischen und dielektrischen Festigkeiten sollen diese Hohre auch .günstige räumliche Abmessungen haben, insbesondere ^rird ein hohes Wandstärkenverhältπis (Verhältnis von Wandstärke zu Dur china s s er) angestrebt. Mit Glasfasergewebe!! verstärkte Sohre lassen sich nur bis zu einem bestimmten Wandstärksnverhältüis fertigen, oberhalb dessen Wert bei der Aushärtung des GiaBharzes Fugen und Spalten zwischen den Gewebelagen entstehen} die die mechanische und auch die elektrische Festigkeit beeinträchtigen. In Längsrichtung beanspruchte Hohra neisen oberhalb eines bestimmtenIn electrical engineering, such drills are used in particular in the construction of high-voltage switches and transformers in which compressive or tensile forces are to be transmitted between conductive parts of different potential In particular, a high wall thickness ratio (ratio of wall thickness to major china) is desired, but reinforced glass fiber mesh can only be manufactured to a certain wall thickness ratio, above which value joints and gaps between the fabric layers during the curing of the resin which hinder both mechanical and electrical strength
30.StR 193? -0HS13330.StR 193? -0HS133
Wandstärken'verhältnissas zu in Umf angsrichtung verlaufenden Fugen» Bei SFg-gasisclierten Hochspannungsgeräten ist su "beachten, daß infolge fluorhaltiger Median (chemisch äußerst reaktive Zersetsungsprodukte des SjüV-Isolier gas es) der Einsatz üblicher Terstärkungsiaaterialisn* wie Glasfase2gewebe j ni^ht in Betracht kommen säen» 3s macht sich somit die Anwendung 70ll37ntb.atisc-h.ei! organisches Faser-.stoffe in Form textiler Fläehengebilda t wie Gewebe. Matten, Yl ie se, Siähgewirken, erforderlich^ dis ausreichende chemische Dauerresistena gegen SFr-Zer3at2ungsprodukte aufweisenj wobei die mechanischen Festigkeiten denen dei1 Glas— fasern analog odex hohes liegen sollen«Wall thicknesses in relation to fugitive joints "For SFg gas-insulated high-voltage equipment, it is important to note that the use of conventional reinforcing materials such as glass-fiber fabric is not considered due to the fluorine-containing median (chemically extremely reactive decomposition products of the SjüV insulating gas) sow "thus 3s makes the application 70ll37ntb.atisc-h.ei! organic fiber .stoffe in the form of textile Fläehengebilda t like tissue. mats, YI ie se, Siähgewirken required ^ dis sufficient chemical Dauerresistena against SF r -Zer3at2ungsprodukte aufweisenj where the mechanical strengths of which 1 glass fiber should be analogous or high
Die Verwendung eines reinen Polyesterfaser-Verstärkung als Gewebe oder als Fadanwicksl hergestellt3 ist ebenfalls bekannt5 obwohl infolge des hohen Dehn^erhaltens kaine sehr großen Festigkeiten erreichbar sind, ' Aus der DE-AS 2264341 (H OI B, 3/00) ist ein Isolierstoffrohr bekannt^ daß ein Gewebe enthält5 dessen Schußfäden aus eines Material höherer Zügfestigkeit und geringerei: Dehnung und mit höherer Martenstemperatur bestehen als die. Settfäden«. Dabei sind dis Schußfäden bei in Richtung der Bohrlängsachse verlaufender Beanspruchungsrichtung mantellinienparallel geführt. Die Schußfäden kennen aus Glasfasern oder einem aromatischen Polyamid (Arasid) und die Kettfäden aus Fasern eines gesättigten Polyester bestehen"» Das Gewebe ist in mehreren Lagen gewickelt, un es wird ein hohes Wandstärksn^erhältnis erzielt, ohne daß beim Aushärten des Gießharzes Fugen oder Spalten im Schichtaufbau auftreten, Nachteilig ist jedoch, daß das Gewebe aus 2^?ei verschiedenen Materialien hergestellt wird und bsi der Yerarbeitung darauf geachtet werden muß, daß das Gewebe auch entsprechend der Beanspruchungssichtung richtig eingesetzt wird. In der DS-O-S 2631401 (B 29 D, 3/02) ist ein Kunststoffbauteil mit iextilverstärkung beschrieben, bei dem das VerstärkungsgewebeThe use of a pure polyester fiber reinforcement fabricated as a fabric or Fadanwicksl 3 is also known5 although kaine very large strengths can be achieved due to the high Dehn ^ receive, 'From DE-AS 2264341 (H OI B, 3/00) is an insulating tube known ^ that contains a fabric 5 whose wefts of a material of higher tensile strength and lighter: elongation and with a higher Martenstemperatur than those. Settfäden ". In this case, the weft threads are guided parallel to the surface line in the direction of the drill longitudinal axis extending stress direction. The wefts are made of glass fibers or an aromatic polyamide (araside) and the warp threads are made of fibers of a saturated polyester. The fabric is wound in several layers and a high wall thickness ratio is achieved without gaps or crevices during curing of the casting resin However, it is disadvantageous that the fabric is made from 2 different materials and that care must be taken during processing to ensure that the fabric is also used correctly in accordance with the stress classifications DS-OS 2631401 (B 29 D , 3/02) a plastic component is described with iextilverstärkung, wherein the reinforcing fabric
ain Mischgewebe aus Polyester^aden und Fäden aus einem aromatischen Polyamid ist, wobei das Gewebe in beiden Fadensystenien (Sette und Schuß) hinsichtlich der Anteils beiden Fade η at tan und in der ladenfolge gleich aufgebaut ist, Ss sollen hervorragende I'sstigkaitswerte erzielt wer-is a mixed fabric of polyester fibers and threads of an aromatic polyamide, wherein the tissue in both suture systems (calf and weft) is constructed identically in terms of the proportion of both fade at tan and in the loading sequence, in order to achieve excellent sterilization values.
Die Anwendung von ausschließlich Arainidfasem als Flächangebilde erbringt zwar höchste Festigkeit bei Zugbeanspruchung sowie gute chemische Beständigkeit gegen fluoridhaltige aggressive Gase und Flüssigkeiten. Als Mangel müssen jedoch die schlechte Schubfestigkeit (Druckfestigkeit) und die schlechte mechanische Bearbeitbarkeit, die u,a, die Verwendung von Spezialwerkzeuge?! und -teoixnologien bedingen, herausgestellt werden. Sin weiterer wesentlicher Mangel ist die relative !"-Lichtempfindlichkeit5 die einen Abbau der Festigkeit im Verbund bewirkt (DS-OS 2927653. B 29 D, 3/02),The use of exclusively Arainidfasem as a flat surface provides highest tensile strength and good chemical resistance to fluoride-containing aggressive gases and liquids. However, the poor shear strength (compressive strength) and the poor machinability, the u, a, the use of special tools? and -tooixnologies. Sin another essential defect is the relative! "- Sensitivity 5 which causes a degradation of the strength in the composite (DS-OS 2927653. B 29 D, 3/02),
Der Nachteil der W-Lieht—Espfindlichkeit tritt zwangsläufig auch bei dein Isolier stoff rohr nach der DE-AS 2264341 bzw, Kunststoff bauteil nach der DS-OS ' 263'14OI auf und erfordert entsprechende Abdeckungen und/oder Anstrichsysteme.The disadvantage of W-Lieht-Espfindlichkeit occurs inevitably even with your insulating material tube according to DE-AS 2264341 or, plastic component according to the DS-OS '263'14OI and requires appropriate covers and / or paint systems.
Ziel dergoal of
Die Erfindung hat zum Ziel, ein P.ohr aus faserverstärktem Kunststoff zu entwickeln, das bei hohen Gebrauchswerteigenschaften kostengünstig in der Hersteilung ist»The object of the invention is to develop a fiber-reinforced plastic tube that is cost-effective to manufacture at high utility value characteristics. "
Wesen der Erfindung: Die technische AufgabeEssence of the invention: The technical task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundes ein Rohr aus faserverstärktem Kunststoff unter Verwendung von aromatischem Polyamid und gesättigtem Polyester als zu textlien Flächengebilden verarbeiteten Fasarmatarial anzugeben, bei dem ein Optimum des Verhältnisses von Zug- und Schubfestigkeit erzielt wird, bei dem die negativen Einflüsse der UV-Strahlung vernachlässigbar sind und dessen mechanische Bearbeitbarkeit als gut bezeichnet werden kann, aas insbesondere auch für den Einsatz in SFr-Hochspannungsgeräten geeignet ist.The invention is based on the object S, a pipe made of fiber-reinforced plastic using aromatic polyamide and saturated polyester as to text lien fabrics processed Fasarmatarial indicate in which an optimum of the ratio of tensile and shear strength is obtained, in which the negative influence of the UV Radiation are negligible and its mechanical workability can be described as good, aas is particularly suitable for use in SFr high-voltage equipment.
Merkmale deS- Erfindung:Features oF - Invention:
Die Aufgabe wird erfindiings gemäß dadurch gelöst, daß die innere Verstärkung des Rohres aus abwechselnden Schichtursgen von textlien Flächengebilden, z,B, Geweben, aus Pasern eines aromatischen Polyamides mit solchen aus Fasern eines gesättigten Polyesters besteht und daß auf der Innen-- und der Außenseite des Hohres die Verstärkung mit mindestens einer Schicht des textlien Flächengebildes aus den Fasern des gesättigten Polyesters abgeschlossen ist«The object is achieved erfindiings according to the fact that the inner reinforcement of the tube of alternating Schichtursgen of textlien fabrics, z, B, fabrics, made of fibers of an aromatic polyamide with those of fibers of a saturated polyester and that on the inside and the outside of the ear, the reinforcement is finished with at least one layer of the textile fabric of the fibers of the saturated polyester «
Die Anordnung der verschiedenen textlien Flächengebilde aus organischen Faserstoffen kann dabei so erfolgen, daß einfach übereinandergelegte Bahnen aus Araaid- und Polyesterfaserstoffen spiralförmig ineinanderge?7ickelt sind, so daß im Aufbau der Verstärkung ein gleichmäßiger Wechsel der einzelnen Araaid- und Polyesterlagen vorliegt»The arrangement of the various textlien fabrics made of organic fiber materials can be done so that simply superimposed sheets of Araaid and polyester fiber fabrics are spirally ineinanderge?, So that the structure of the reinforcement is a uniform change of the individual Araaid and polyester layers present »
Die Polyesterbahn muß so bemessen sein, das sie mit ein oder mehreren Lagen den äußeren Abschluß der Armierung bildet,The polyester web must be dimensioned so that it forms with one or more layers the outer end of the reinforcement,
Gemäß Festigkeits- und Dimensionierungsanforderungen kann die Variation der in der Verstärkung vorliegenden Schichtung auch so gestaltet sein, daß sich 2 oder mehr Lagen Polyester im kontinuierlichen Wechsel mit einer Lage Arainid befinden und umgekehrt sich eine Lage Polyester mit 2 oder mehr Lagen Aramid abwechselt. Sine weitere Möglichkeit zur Gestaltung des Rohres mit optimal angepaßten Festigkeitswerten besteht darin, den inneren und äußeren Abschluß mit ein oder mehreren Lagen Polyester-Flächengebilde zu versehen, während im Kernqusrschnitt des Rohres ausschließlich Aramid-Flächengebilds in mehreren kontinuierlich gewickelten Lagen angeordnet ist.According to strength and dimensioning requirements, the variation of the reinforcement present in the reinforcement may also be such that two or more layers of polyester are in continuous change with one layer of gradient and, conversely, one layer of polyester alternates with two or more layers of aramid. Another possibility for designing the tube with optimally adapted strength values is to provide the inner and outer terminations with one or more layers of polyester fabric, while in the core recess of the pipe exclusively aramid fabric is arranged in several continuously wound layers.
Ss ist dabei möglich, die Gestaltung der Verstärkung nach mindestens einer Grundlage aus Polyester-Flächengebilds zu etwa 50 % der Wanddicke innenseitig kompakt mehrlagig als Aramid-Flächengabilde vorzunehmen, während die Außenseite ausschließlich aus mehreren Lagen Polyester-Flächengebilde kompakt gewickelt ist.Ss is possible to make the design of the reinforcement to at least one basis of polyester fabric to about 50 % of the wall thickness on the inside compact multilayer than Aramid-Flächengabilde, while the outside is made of several layers of polyester fabric compactly wound.
Zur Anbringung von Bünden für die Kräfte inleitung ist es vorteilhaft, wenn an den beiden Enden der Verstärkung zusätzlich sum Aramid-Poiyester-Flächengehilde während des Wickelvorganges Polyesterband entsprechender Bundbreite mit einläuft. Infolge Aufwertung an diesen Stellen durch zusätzlich eingebrachtes Bandmaterial macht sich ein Fiedern der Flächengebilde an den Kanten erforderlich.For attachment of frets for forces inleitung, it is advantageous if at the two ends of the reinforcement additionally sum aramid Poiyester Flächengehilde during the wrapping process polyester belt corresponding waistband enters with. As a result of upgrading at these points by additionally introduced strip material, a feathering of the fabric at the edges is required.
Das Rohr gemäß der Erfindung ist ausschließlich nach dem Verfahren der Vakuumimprägnierung mitteis heißhärtender durch Polyaddition vernetzender Harze (Epoxidharze) hergestellt.The tube according to the invention is produced exclusively by the process of vacuum impregnation mitteis hot curing polyaddition crosslinking resins (epoxy resins).
Durch die erfindungsgemäBe Lösung werden erhebliche Vorteile erzielt. So lassen sieb, im Gegensatz zu Spezialgeweben mit qualitativ unterschiedlichen Eett- und Schußfäden die Anteile der beteiligten Komponenten bei Kombination verschiedener Plächengebilda aus Erzielung optimales Festigteitswerte günstiger variieren»The erfindungsgemäBe solution considerable advantages are achieved. Thus, in contrast to special fabrics with qualitatively different ear and weft threads, sieves allow the proportions of the components involved to be more favorable when combined with different surface structures in order to obtain optimum fixed-value values. "
Durch, den S'insatz von Iflächaiagabiiden auf Basis von Polyesterfasern in Verbindung mit solchen aus Aramidfasern werden bei gleichbleibender Dimensionierung des Rohres gleiche Festigkeitsverhältnisse gegenüber der Verwendung von reines Αιamid als Flächengabiide im Verbund erzielt, wobei die hohe Zugfsstlgäeit und die gute chemische Beständigkeit voll wirksam bleiben,, Darübarhinaus ergeben sich durch sinnvolle Anordnung der Komponenten im Verbund erhebliche Verbesserungen des UV—Verhaltens, ina3.a als wirkungsvoller Schutz dar Aramidfasern eine odar mehrere Schichten des roiyester-Flächengebildes als .Außenlagen vosgesehen sind, Es entfällt damit der zusätzliche Arbeitsgang einer Anstrichgebung als Schutzüberzug* Weiterhin entfallen überraschenderweise-die Probleme der schwierigen Bearbeitbarkeit bei einem solcherart beschaffenen Verbundwerkstoff, so da3 Sondermaßnahnen der Technologie der Zerspanung wie -Dueben, Iräsen, Trennen .unter Berücksichtigung des hohen WerkzeugverschleiBes zugunsten erhöhter Qualität unterbleiben können»By, the S'insatz of Iflächaiagabiiden based on polyester fibers in conjunction with those made of aramid fibers with the same dimensioning of the tube equal strength ratios compared to the use of pure Αιamid achieved as Flächengabiide in the composite, the high Zugfsstlgäeit and the good chemical resistance remain fully effective ,, Darübarhinaus result from meaningful arrangement of the components in the composite considerable improvements in UV behavior, ina3.a as effective protection aramid fibers odar several layers of the roiyester sheet as .Außenlagen are seen vosgesehen, It eliminates the additional operation of a painting as Protective coating * Furthermore, surprisingly, the problems of difficult machinability in such a composite material are eliminated, so that special measures of the technology of cutting such as -Dueben, Iräsen, separating. Taking into account the high W Tool wear can be avoided in favor of increased quality »
Ausführ ungsb e ispie1% From guiding ungsb e ispie1%
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungshe: spiel näher erläutert werden.. In der Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below on a Ausführungshe: game .. In the drawing show
3?ig, Λ : schematisch den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßeη Hohles ι3 ig, Λ : schematically the basic structure of an inventive Hohleta ι
Fig» 2 ί schematise!- eine Variante des Aufbaues des Bohres;Fig. 2 ί schematise - a variant of the structure of the drill;
B1Ig* 3 : scheaatisch den Aufbau, mit angewickeltea Bund im Längsschnitt,B 1 Ig * 3 : Scheaatically the construction, with wound on waistband in longitudinal section,
Das Eohr nach S1Ig, 1 besteht aus einest durch Polyaddition aus härtbar ein Impragnierhars, s,B. Spoxidharz, und den beiden als Varstäskungsmaterialian fungieranden textlien llächengebilden aus Polyester 1 und Aramid 2, die abwechselnd übeieiaandeuliegand auf einen Wickeldorn 4 gewickelt sind.The ear after S 1 Ig, 1 consists of one hardenable by polyaddition an impregnation, s, B. Spoxidharz, and the two as Varstäskungsmaterialian fungieranden textlien llächengebilden of polyester 1 and aramid 2, which are wound alternately übeieiaandeuliegand on a mandrel 4.
Bei dem Hohü nach Fige 2 ist die Yeι Stärkung innenseitig auf mindestens einer Grundlage aus Polyesterflächengebilde 1 als Flächengebilde aus Aramid 2 - mehrlagig gewickelt - ausgebildet, während außen ein Flächengebilde in mehreren Lagen aus Polyester 1 auf den Wickeldorn 4 gewickelt ist.In the Hohü of FIG e 2, the Ye ι strengthening is inside at least a base of polyester sheet 1 as the sheet of aramid 2 - wrapped in several layers - formed while outside a sheet in a plurality of layers of polyester 1 is wound on the winding mandrel. 4
Zur Herstellung eines Bundes 5 für die Kräfteinleitung ist am axialen Ende der Armierung zusätzlich ein PoIy-estergewebebaüd 3... vorgesehen, das während des Wickel-·- Vorganges zwischen die einzelnen Schichten mit einläuft, (51Ig. 3);In order to produce a collar 5 for the introduction of force, a polyester-polyester fabric 3 ... is additionally provided at the axial end of the reinforcement, which runs in between the individual layers during the winding process (5 1 Ig. 3);
Claims (4)
(Fig. 2)3 "Hohr to point 1, ge characterized by the fact that the arrangement of both components over the entire cross-section is discontinuous by zones of compact, consisting of several layers existing Flächenbailda made of fibers of aromatic polyamide with those based on ι οη saturated polyester fibers ao7? In "
(Fig. 2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD24362682A DD210234A1 (en) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | TUBE OF FIBER-REINFORCED PLASTIC, ESPECIALLY INSULATING TUBE FOR HIGH-VOLTAGE DEVICES |
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DD24362682A DD210234A1 (en) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | TUBE OF FIBER-REINFORCED PLASTIC, ESPECIALLY INSULATING TUBE FOR HIGH-VOLTAGE DEVICES |
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ID=5541489
Family Applications (1)
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DD24362682A DD210234A1 (en) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | TUBE OF FIBER-REINFORCED PLASTIC, ESPECIALLY INSULATING TUBE FOR HIGH-VOLTAGE DEVICES |
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DD (1) | DD210234A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE19610113A1 (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-18 | Reinhausen Maschf Scheubeck | Process for producing a fiber-reinforced insulating body |
-
1982
- 1982-09-30 DD DD24362682A patent/DD210234A1/en not_active IP Right Cessation
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