DE102009000934A1 - Verfahren und Presse zur gleichzeitigen Fertigung Umform- und/oder Stanzteilen - Google Patents

Verfahren und Presse zur gleichzeitigen Fertigung Umform- und/oder Stanzteilen Download PDF

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Abstract

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Presse (1) mit wenigstens einem weiteren Werkzeugsatz (4, 6) zur Fertigung von Umform- und/oder Stanzteilen (8, 14) vorgeschlagen. Der weitere Werkzeugsatz (12, 13) wird zwischen einem ersten Werkzeugsatz (4, 6) übereinanderliegend angeordnet. Durch den weiteren Werkzeugsatz (12, 13) können somit zwei Umform- und/oder Stanzteile (8, 14) bei einem Arbeitstakt der Presse (1) gleichzeitig gefertigt werden. Des Weiteren kann durch die vertikale Anordnung der Werkzeugsätze (4, 6, 12, 13) die Hubhöhe der Presse (1) besser ausgenutzt werden. Dadurch werden in einer Fertigungsstraße weniger Pressen benötigt und es verringern sich in vorteilhafter Weise die benötigten Arbeitsflächen und Investitionskosten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren beziehungsweise eine Presse mit einem Werkzeugsatz zur Fertigung von Umform und/oder Stanzteilen nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 5. Es ist bereits bekannt, dass zur Fertigung von Umform- und/oder Stanzteilen einzelne Pressen oder Pressentransferstrassen mit jeweils einem Werkzeugsatz verwendet werden. Das bedeutet in der Praxis, dass die konstruktiv verfügbare Hubhöhe nur für einen einzigen Werkzeugsatz, der eine Matrize und eine Patrize umfasst, genutzt wird, um die beiden Werkzeugteile zu öffnen beziehungsweise zu schließen und um das gefertigte Werkstück aus dem Werkzeugsatz herauszunehmen. In der Regel ist jedoch die konstruktiv verfügbare Hubhöhe der Presse wesentlich höher als die tatsächlich genutzte Hubhöhe.
  • Aus der DE1752066A ist bereits eine Vorrichtung zum Schließen und Öffnen von Etagenpressen bekannt. Bei der Etagenpresse werden einzelne Pressplatten auf stufenartig angeordneten Auflagen (Etagen) übereinanderliegend gestapelt. Zum Pressen wird auf die einzelnen stufenartig angeordneten Auflagen trockenes, faseriges Material aus Holzfasern oder Holzspänen aufgebracht, das dann zwischen zwei benachbarten Pressplatten in den einzelnen Etagen beispielsweise zu einer Holzspanplatte oder einer Holzfaserplatte gepresst wird. Bei diesem Verfahren muss insbesondere darauf geachtet werden, dass der Flächendruck auf die einzelnen Etagen gleichmäßig verteilt und möglichst gleich groß ist, um nach dem Zusammenpressen des faserigen Materials eine gleichbleibende Qualität der Holzspanplatte beziehungsweise der Holzfaserplatte zu erhalten. Probleme entstehen auch, wenn die Schließgeschwindigkeit der einzelnen Etagen zu groß ist, weil dann das faserige Material teilweise herausgeblasen wird. Des weiteren treten Probleme auf, wenn die einzelnen Etagen nach dem Pressvorgang zu schnell geöffnet werden, weil sich dann sehr leicht Staub auf den einzelnen Pressplatten absetzen kann. Dadurch würden sich Unebenheiten auf der Oberfläche der Holzspanplatte beziehungsweise der Holzfaserplatte ergeben. Zur Beseitigung dieses Problems muss die Presse abgeschaltet und es müssen die einzelnen Pressplatten gereinigt werden, bevor der Arbeitsgang wieder aufgenommen werden kann.
  • Der Erfindung liebt die Aufgabe zugrunde, bei der Fertigung von Umform- und/oder Stanzteilen die Fertigungskapazität einer herkömmlichen einzelnen Presse erheblich zu steigern. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 5 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise der Presse mit einem Werkzeugsatz zur Fertigung von Umform und/oder Stanzteilen nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 5 ergibt sich der Vorteil, dass durch die Anordnung wenigstens eines weiteren Werkzeugsatzes die Fertigungskapazität der Presse erheblich gesteigert und praktisch verdoppelt beziehungsweise allgemeiner ausgedrückt vervielfacht wird, da gleichzeitig zwei oder mehrere Werkstücke umgeformt und/oder gestanzt werden können. Da die Werkzeugsätze übereinander liegend angeordnet sind und der weitere, insbesondere zweite Werkzeugsatz praktisch zwischen dem ersten Werkzeugsatz eingeschoben und angepasst wird wird der mögliche Arbeitsraum der Presse besser ausgenutzt, als es bisher der Fall ist. Die Fertigungskapazität wird bei zwei Werkzeugsätzen somit verdoppelt, ohne dass zusätzliche Investitionen in weitere Pressen oder in neue Fertigungswerkstätten benötigt werden.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüche 1 und 5 angegebenen Verfahrens beziehungsweise der Presse gegeben. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, dass die beiden Werkzeugteile des weiteren, d. h. zusätzlichen Werkzeugsatzes sehr raumsparend in einem einzigen Werkzeugteil angeordnet sind. Dadurch verringert sich gegenüber einer stapelweisen Anordnung von Werkzeugsätze die erforderliche Hubhöhe für die Presse auf ein Minimum.
  • Vorzugsweise werden mit dem beschriebenen Verfahren Gehäuseteile von Haushaltsgeräten hergestellt.
  • Der weitere Werkzeugsatz wird derart ausgebildet, dass die weitere Patrize passend, das heißt spiegelbildlich zur ersten Matrize ausgebildet ist. Des weiteren ist die weitere Matrize passend zur ersten Patrize des ersten Werkzeugsatzes ausgebildet. Durch diese Ausformung kann der weitere Werkzeugsatz ohne großen Aufwand sehr einfach zwischen der ersten Matrize und der ersten Patrize des ersten Werkzeugsatzes eingefügt werden.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind die übereinanderliegend angeordneten Werkzeugsätze zur Bearbeitung von gleichartigen Umform- und/oder Stanzteilen (Werkstücke) ausgebildet. Insbesondere bei der Bearbeitung von gleichartigen Werkstücken ergibt sich der Vorteil, dass die Bearbeitungsabläufe und Arbeitszeiten parallel abgearbeitet werden können und im Wesentlichen zeitlich gleich lang sind. Dadurch ergibt sich auch bei der Materialzuführung beziehungsweise der Entnahme der Werkstücke ein optimaler Arbeitsablauf mit kürzesten Bearbeitungszeiten.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Werkzeugsätze zur Bearbeitung von unterschiedlichen Umform- und/oder Stanzteilen ausgebildet sind. In diesem Fall kann die Presse für die Bearbeitung mehrerer unterschiedlicher Werkstücke gleichzeitig verwendet werden. Dadurch ist die Presse praktisch universell einsetzbar, so dass keine weiteren Spezialpressen verwendet werden müssen. Damit können erhebliche Investitionskosten an Maschinen, Gebäuden und Personal eingespart werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht auch darin, dass die zum Öffnen der wenigstens zwei Werkzeugsätze erforderliche Hubhöhe in Abhängigkeit von der Bauhöhe der Werkzeugsätze und den erforderlichen Zwischenräumen für das Handling einstellbar ist. Dadurch kann einerseits die erforderliche Hubhöhe auf ein Minimum reduziert und die maximale Hubhöhe der Presse optimal genutzt werden.
  • Die erfindungsgemäße Presse ist insbesondere für die Bearbeitung von Metall- oder Kunststoffteilen ausgebildet, wie sie insbesondere zur Herstellung von Gehäuseteilen von Haushaltsgeräten benötigt werden.
  • Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • 1 zeigt eine handelsübliche Presse mit einem einzelnen Werkzeugsatz, mit dem Umform- und/oder Stanzteile herstellbar sind, und
  • 2 zeigt in schematischer Darstellung eine nach dem erfindungsgemäßen Konstruktionsprinzip ausgebildete Presse, die mit zwei übereinanderliegend angeordneten Werkzeugsätzen ausgebildet ist.
  • Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, die Kapazität einer handelsüblichen Presse, die zum Umformen und/oder Stanzen von Werkstücken oder Fertigungsteilen in einer Fertigungsstraße eingesetzt wird, erheblich zu steigern. Umfangreiche Umbauten an der Presse selbst sind nicht erforderlich, wie später noch näher erläutert wird.
  • In 1 ist in schematischer Darstellung eine Presse 1 dargestellt, wie sie in heutigen Fertigungseinrichtungen als einzelne Presse oder als Pressetransferstraße bekannt ist. Die Presse 1 ist mit einer unteren Trägerplatte 3 und einer oberen Trägerplatte 5 ausgebildet. Die beiden Trägerplatten 3, 5 sind übereinanderliegend angeordnet. Die obere Trägerplatte 5 ist in vertikaler Richtung beweglich angeordnet und kann mit Hilfe einer hydraulischen Anlage von der unteren Trägerplatte 3 abgehoben werden. Zum Pressen oder Stanzen wird die obere Trägerplatte 5 in Richtung der unteren Trägerplatte 3 abgesenkt und gegebenenfalls mit hohem Druck auf die untere Trägerplatte 3 gepresst. Zwischen den beiden Trägerplatten 3, 5 ist ein Werkzeugsatz angeordnet, der aus einer Matrize 4 und einer Patrize 6 gebildet ist. Die Matrize 4 ist auf der unteren Trägerplatte 3 angeordnet und enthält je nach Anwendung Vertiefungen, Aussparungen und/oder Durchbrüche. Die Patrize 6 ist auf der oberen Trägerplatte 5 angeordnet und ist spiegelbildlich zur Matrize 4 mit entsprechenden erhabenen Strukturen ausgebildet. Beispielsweise ist die Matrize 4 zur Fertigung z. B. einer Gehäusewand oder Tür eines Haushaltsgeräts wie z. B. einer Geschirrspülmaschine oder eines Kühlgeräts mit einer Negativform ausgebildet, die der gewünschten Form des Rohlings entspricht. Die Patrize 6 ist dagegen als Positivform ausgebildet und an der Unterseite der oberen Trägerplatte 5 in Richtung der Matrize 4 angeordnet. Um eine genaue Passung beim Umformen oder Stanzen zu erreichen, sind in der Regel Führungsstifte zwischen den beiden Trägerplatten 3, 5 angeordnet, um ein seitliches Weggleiten oder Verkanten der beiden Trägerplatten 3, 5 beim Zusammenpressen zu vermeiden. Wie 1 weiter entnehmbar ist, wird von links ein Rohling 7 in das geöffnete Werkzeug 4, 6 eingeführt. Der Rohling 7 ist vorzugsweise eine Blechplatte oder ein Blechstreifen, der in entsprechender Größe ausgebildet ist. Als Material können Stahlbleche oder nicht magnetische Werkstoffe wie Kupfer, Aluminium oder dergleichen verwendet werden. Auch ist vorsehbar, dass Kunststoffplatten verwendet werden. Nach dem Einlegen des Rohlings 7 in die geöffnete Presse 1 wird durch hydraulischen Druck die obere Trägerplatte 5 mit der Patrize 6 in Richtung auf die untere Trägerplatte 3 mit der Matrize 4 zusammengepresst. Durch das Zusammenpressen wird der Rohling 7 entsprechend der ausgeformten Struktur in der Matrize 4 und der Patrize 6 geformt. Anschließend kann nach dem Öffnen der Presse das umgeformte Werkstück 8 entnommen. Das umgeformte Werkstück 8 kann nun weiter verarbeitet werden. Beispielsweise können die Kanten noch beschnitten und umgeformt werden, usw. Ungünstig ist jedoch, dass mit jedem Hub der Presse 1 bzw. mit jedem Arbeitstakt nur ein einziges Werkstück 8 hergestellt werden kann.
  • Ergänzend wird noch darauf hingewiesen, dass anstelle des Umformens der Werkzeugsatz mit der Matrize 4 und Patrize 6 auch als Stanzwerkzeug ausgebildet sein kann. In diesem Fall können dann bei jedem Arbeitstakt der Presse 1 am Rohling 7 entsprechende Durchbrüche ausgestanzt werden. Der Werkzeugsatz kann auch derart ausgebildet sein, dass gleichzeitig Durchbrüche ausgestanzt und entsprechende Strukturen in den Rohling geprägt werden.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Presse 1 in schematischer Darstellung. Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel liegt die gleiche Presse 1 zugrunde, wie sie bereits zu 1 erläutert wurde. Erfindungsgemäß ist jedoch, dass in der Presse 1 wenigstens zwei übereinanderliegend angeordnete, d. h. aufeinander geschichtete Werkzeugsätze vorhanden sind. Der erste Werkzeugsatz ist mit einer ersten Matrize 4 und einer ersten Patrize 12 ausgebildet, der weitere, insbesondere zweite Werkzeugsatz hat eine weitere Matrize 13 und eine weitere Patrize 6. Zwischen den beiden Werkzeugsätzen 4, 12 und 6, 13 wird jeweils ein Rohling 7 bzw. 9 in die geöffnete Presse 1 eingeführt. Als Material für den Rohling sind z. B. Stahl-, Aluminium-, Kupfer oder Verbundwerkstoff-, oder Kunststoffplatten verwendbar. Die Presse 1 wird nun so weit geöffnet, dass beide Rohlinge 7, 9 gleichzeitig in die geöffneten Werkzeugsätze 4, 12 und 6, 13 eingeführt werden können. Es ist vorgesehen, dass der Öffnungsweg (Hubweg der Presse 1) in Abhängigkeit von der notwendigen Höhe der verwendeten Werkzeugsätze und des notwendigen Handlingraumes ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass noch weitere Werkzeugsätze zwischengeschoben werden können, um den verfügbaren Hubweg der Presse 1 optimal ausnutzen zu können. Werden beispielsweise drei Werkzeugsätze eingebaut, können somit auf diesem Weg drei Werkstücke gleichzeitig gefertigt werden.
  • Zum Umformen oder Stanzen wird nun die Presse 1 mit den beispielsweise beiden Werkzeugsätzen 4, 12 und 6, 13 zusammengefahren, so dass gleichzeitig die beiden Rohlinge 7, 9 umgeformt und/oder gestanzt werden. Nach dem Pressen werden dann die beiden Fertigungstücke 8, 14 der Presse 1 entnommen und können dann weiter bearbeitet werden.
  • In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die beiden Werkzeugsätze 4, 12 bzw. 6, 13 zur Bearbeitung von gleichartigen Werkstücken ausgebildet sind. Alternativ ist vorsehbar, dass die Werkzeugsätze unterschiedlich ausgebildet sind, so dass mit einem Arbeitstakt zwei unterschiedliche Werkstücke 8, 14 gefertigt werden können.
  • Um beide Werkzeugsätze in der Presse 1 anzubringen bzw. anzustellen, ist vorgesehen, dass zwischen der unten angeordneten Matrize 4 des ersten Werkzeugsatzes und der oben angeordneten Patrize 6 des ersten Werkzeugsatzes mindestens ein weiterer, d. h. zusätzlicher Werkzeugsatz eingefügt wird, der sowohl eine Matrize 13 als auch eine Patrize 12 aufweist. Die Matrize 13 des zweiten Werkzeugsatzes ist oberseitig angeordnet und der Patrize 6 des ersten Werkzeugsatzes zugewandt. Die Matrize 13 und die Patrize 6 bilden einen oberen Werkzeugsatz. Die Patrize 12 des zweiten Werkzeugsatzes ist der Matrize 4 des ersten Werkzeugsatzes zugewandt und unterseitig angeordnet. Sie bildet zusammen mit der Matrize 4 einen unteren Werkzeugsatz. Der eingefügte Werkzeugsatz ist derart ausgebildet, dass die Matrize 13 passend bzw. korrespondierend zur Patrize 6 des oberen Werkzeugsatzes ausgeformt ist. Des Weiteren ist die Patrize 12 passend zur Matrize 4 des unteren Werkzeugsatzes ausgeformt. Die beiden Formteile 12, 13 können je nach ihren Gegenformstücken 4 oder 6 gleichartig oder unterschiedlich ausgebildet sein.
  • Des Weiteren ist vorgesehen, dass die beiden Werkzeugteile 12, 13 übereinanderliegend an zwei sich gegenüberliegenden Flächen des Werkzeugsatzes 12, 13 angeordnet sind und vorzugsweise in einem Stück als einzelnes Werkzeugteil ausgebildet sind. Durch diese Anordnung ist die Ausbildung des zweiten Werkzeugsatzes relativ kostengünstig herstellbar. Dadurch kann die Kapazität der Presse sehr leicht verdoppelt oder bei weiteren Einschüben mehrfach erhöht werden, ohne dass eine neue Presse 1 installiert werden muss. Die Pressenkapazität kann somit bei der Herstellung von gleichen oder unterschiedlichen Werkstücken vervielfacht werden. Es ist lediglich eine Erweiterung der Handling-Einrichtung erforderlich, um die Rohlinge in die einzelnen Werkzeugsätze einführen zu können.
  • Die Anzahl der zwischengefügten Werkzeugsätze ist abhängig von der Bauart der Presse. Beispielsweise wird die Zahl der übereinanderliegend angeordneten Werkzeugsätze nur begrenzt durch die maximale Pressenkraft, durch den maximalen Hubweg der Presse, durch die erforderlichen Bauhöhen der Werkzeugsätze und durch die für das Handling erforderlichen Zwischenräume.
  • Mit dem beschriebenen Verfahren können Gehäuseteile von Haushaltsgeräten, insbesondere von Waschmaschinen, Geschirrspülern, Backöfen, Kühlschränken usw. hergestellt werden. Es kann neben der Herstellung von diesen „Weiße Ware”-Produkten auch für Produkte der Automobilindustrie, sowie zur Herstellung von „Braune Ware”-Produkten wie z. B. TV, sowie „Graue Ware”-Produkten wie z. B. PC verwendet werden.
  • 1
    Presse
    3
    untere Trägerplatte
    4
    erste Matrize
    5
    obere Trägerplatte
    6
    erste Patrize
    7
    (erster) Rohling
    8
    (erstes) Fertigungsteil
    9
    (weiterer) Rohling
    12
    weitere Patrize (weiterer Werkzeugsatz)
    13
    weitere Matrize (weiterer Werkzeugsatz)
    14
    weiteres Fertigungsteil/weiteres Werkstück
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 1752066 A [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Fertigung von Umform- und/oder Stanzteilen (8, 14) aus einem Rohling (7), wobei in einer Presse (1) ein erster Werkzeugsatz (4, 6) mit einer ersten Matrize (4) und mit einer ersten Patrize (6) eingesetzt ist, wobei zum Einlegen des Rohlings (7) die Presse (1) die beiden Werkzeugteile (4, 6) voneinander abhebt und nach dem Einlegen des Rohlings (7) wieder zusammenpresst, dadurch gekennzeichnet, – dass in die Presse (1) wenigstens ein weiteren Werkzeugsatz (12, 13) mit einer weiteren Matrize (13) und mit einer weiteren Patrize (12) eingesetzt wird, – wobei die Werkzeugsätze (4, 6, 12, 13) vertikal übereinanderliegend angeordnet sind und die weitere Patrize (12) passend zu der ersten Matrize (4) und die weitere Matrize (13) passend zu der ersten Patrize (6) des ersten Werkzeugsatzes (4, 6) ausgebildet sind, – dass die Werkzeugsätze (4, 6, 12, 13) gemeinsam geöffnet werden, – dass bei geöffneten Werkzeugsätzen (4, 6; 12, 13) jeweils ein Rohling (7, 9) in jeden Werkzeugsatz (4, 6, 12, 13) eingelegt wird, und dass beim Zusammenpressen der Werkzeugsätze (4, 6, 12, 13) bei einem Arbeitstakt der Presse (1) gleichzeitig wenigstens zwei Umform- und/oder Stanzteile (8, 14) hergestellt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Patrize (12) und die weitere Matrize (13) zusammen in einem einzigen Werkzeugteil ausgebildet sind, wobei die weitere Patrize (12) und die weitere Matrize (13) an zwei sich gegenüberliegenden Flächen des einzigen Werkzeugteils angeordnet sind.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Umform- und/oder Stanzteile (8, 14) Metall- oder Kunststoffteile hergestellt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Umform- und/oder Stanzteile (8, 14) Gehäuseteile von Haushaltsgeräten hergestellt werden.
  5. Presse mit einem ersten Werkzeugsatz zur Fertigung von Umform- und/oder Stanzteilen (8, 14) für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Werkzeugsatz eine erste Matrize (4) und eine erste Patrize (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Presse (1) wenigstens einen weiteren Werkzeugsatz (12, 13) mit einer weiteren Matrize (13) und einer weiteren Patrize (12) aufweist, – dass die beiden Werkzeugsätze (4, 6; 12, 13) übereinanderliegend angeordnet sind, – dass bei geöffneter Presse (1) beide Werkzeugsätze (4, 6; 12, 13) mit jeweils einem Rohling (7, 9) befüllbar sind, und – dass die Werkzeugsätze (4, 6; 12, 13) derart ausgebildet sind, dass bei einem Arbeitstakt der Presse (1) gleichzeitig wenigstens zwei Umform- und/oder Stanzteile (8, 14) herstellbar sind.
  6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Werkzeugsatz (12, 13) zwischen dem ersten Werkzeugsatz (4, 6) angeordnet ist.
  7. Presse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Werkzeugsatz (12, 13) derart ausgebildet ist, dass die weitere Patrize (12) passend zur ersten Matrize (4) und dass die weitere Matrize (13) passend zur ersten Patrize (6) ausgebildet sind.
  8. Presse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugsätze (4, 6, 12, 13) zur Bearbeitung von gleichartigen Umform- und/oder Stanzteilen (8, 14) ausgebildet sind.
  9. Presse nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugsätze (4, 6, 12, 13) zur Bearbeitung von unterschiedlichen Umform- und/oder Stanzteilen (8, 14) ausgebildet sind.
  10. Presse nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Presse (1) eine Vorrichtung aufweist, mit der der Hubweg zum Öffnen der wenigstens zwei Werkzeugsätze (4, 6, 12, 13) in Abhängigkeit von der Bauhöhe der Werkzeugsätze (4, 6, 12, 13) und/oder den erforderlichen Zwischenräumen für das Handling einstellbar ist.
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