DE102011011415B4 - Überprüfung eines Entgratungswerkzeuges - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges für Bohrungen in einem Werkstück mit folgenden Schritten: a) vor oder nach Durchführung eines Entgratungsvorganges wird das Entgratungswerkzeug (6) mit dem die Schneiden (63, 64) tragenden Ende zwischen isolierte, metallische Kontaktplatten (13, 14) positioniert; b) die Schneiden (63, 64) des Entgratungswerkzeuges (6) werden ausgefahren, um in Kontakt mit den Kontaktplatten (13, 14) zu geraten; c) zwischen den Schneiden (63, 64) und den Kontaktplatten (13, 14) wird eine Prüfstrecke mit Signalgeber (70) und elektrischer Spannung (71) angelegt, um bei fehlendem Kontakt zwischen mindestens einer Schneide und einer Kontaktplatte eine Fehlermeldung abzugeben.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges für Bohrungen in einem Werkstück, insbesondere eine Welle oder Spindel. Die Erfindung bezieht sich auch auf Reinigungsvorrichtungen im Zusammenhang mit der Prüfvorrichtung.
- Hintergrund der Erfindung
- In geschmierten Lagern laufende Wellen oder Spindeln weisen zur Ölzufuhr im Bauteilkörper längs und quer laufende, sich schneidende Bohrungen auf, an deren Schnittstellen beim Bohrvorgang Grate entstehen können, die störend sind und die Gefahr in sich bergen, dass Teile dieser Grate sich als Metallspäne ablösen und mit dem Ölstrom in die Lager mitgeschleppt werden. Aus diesen und ähnlichen Gründen werden Bauteile mit aufeinandertreffenden Bohrungen im Schnittbereich mit einem Entgratungswerkzeug entgratet. Ein solches Entgratungswerkzeug (
DE 102 15 004 A1 ) ist aus einem dünnen metallischen Rohr, das eine Rundstange bildet, und einem Schneidkopf aufgebaut, der in der Regel zwei sich gegenüberstehende ausfahrbare Schneiden umfasst, die durch zugeführten Luftdruck ausgefahren werden, um gegen die Wandung der zu entgratenden Bohrung zu drücken und dadurch bei der Rotation des Entgratungswerkzeuges eventuelle Schnittgrate abzuschneiden und zu entfernen. - Die Bohrungen in den Bauteilen sind häufig sehr schmal, weswegen die Schneiden des Entgratungswerkzeuges noch dünner sein müssen und Lamellenform annehmen, die der Bruchgefahr unterliegen. Deswegen wird gewöhnlich nach einer festgelegten Anzahl von Entgratungsvorgängen das Entgratungswerkzeug ausgetauscht. Diese vorbeugende Maßnahme kann jedoch nicht den Schneidenbruch vermeiden, was bedeutet, dass in der Praxis keine Sicherheit über die Entfernung der Schnittgrate besteht.
- Die Entfernung von Graten ist auch durch Hochdruckluft möglicht (
DE 10 2009 017 784 A1 ). - Zur Feststellung des Bruches eines Werkzeuges ist es bekannt (
JP S63-288647 A DE 10 2006 003 761 A1 ) den Fahrweg des Werkzeuges zu überwachen, und wenn das Werkzeug zu spät am Werkstück eintrifft, was durch elektrische Kontaktgabe feststellbar ist, Alarm zu geben. - Allgemeine Beschreibung der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Unversehrtheit des Entgratungswerkzeuges feststellbar ist. Die Überprüfung soll automatisch während des Werkstückswechsels erfolgen können, so dass keine Prozesszeit verloren geht.
- Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
- Mit der Erfindung wird nach Durchführung eines Entgratungsprozesses, der eine Tiefbohrung mit mehreren Querbohrungen umfassen kann, das Entgratungswerkzeug auf Vollständigkeit der Entgratschneiden überprüft. Fehlt eine Schneide, erfolgt eine Fehlermeldung und die Bedienungsperson wird aufgefordert, das fehlerhafte Entgratungswerkzeug gegen ein frisches zu tauschen.
- Im Einzelnen wird vor oder nach Durchführung eines Entgratungsvorganges mit dem die Schneiden tragenden Ende zwischen isolierte, metallische Kontaktplatten positioniert. Die Schneiden des Entgratungswerkzeuges werden ausgefahren, um in Kontakt mit den Kontaktplatten zu geraten. Zwischen den Schneiden und den Kontaktplatten wird eine Prüfstrecke mit Signalgeber und elektrischer Spannung angelegt, um bei fehlendem Kontakt zwischen mindestens einer Schneide und einer Kontaktplatte eine Fehlermeldung abzugeben. Die Überprüfung der Schneiden erfolgt zwischen den Entgratungsvorgängen nacheinander folgender Werkstücke, also entweder nachdem das Entgratungswerkzeug aus der Bohrung eines Werkstücks herausgezogen wird oder bevor es in die Bohrung des nächsten Werkstücks eingeführt wird.
- Um das angegebene Verfahren durchzuführen, wird zweckmäßigerweise die übliche Entgratungsstation aufgerüstet. Hierzu werden zwei oder mehrere Kontaktplatten, deren Form eine Prüfbohrung definiert, nahe der Zentrierbuchse der Entgratungsstation elektrisch voneinander isoliert angeordnet und mit einer Prüfeinrichtung verbunden, die elektrische Prüfspannung an diese Kontaktplatten anlegt. Bei ordnungsgemäßem Werkzeug überbrücken die Schneiden in der Testsituation den Spalt zwischen dem Entgratungswerkzeug und der durch die Kontaktplatten gebildeten Prüfbohrung, während bei Bruch einer der Schneiden die betreffende Prüfstrecke stromlos bleibt, woraufhin eine Fehlermeldung erfolgt.
- Die Zufuhr der Prüfspannung von den jeweiligen Polen der elektrischen Spannungsquelle zu den Kontaktplatten kann über getrennte Zuleitungen erfolgen. Es ist auch möglich, einen Pol der elektrischen Spannungsquelle über getrennte Zuleitungen zu den Kontaktplatten und den anderen Pol als Massepol über das Futter der Bohrspindel, oder über die Zentrierbuchse mit dem Schneidkopf zu verbinden. Die Zentrierbuchse besteht zu diesem Zweck aus Metall und ist von den Kontaktplatten elektrisch isoliert. Zur Kontaktgabe mit der Rohrstange kann die Bohrung der Zentrierbuchse genügend eng sein oder Schleifkontakte umfassen.
- Die Prüfbohrung selbst sollte dem Durchmesser der zu entgratenden Bohrung des Werkstücks entsprechen und wird vorzugsweise auf der dem Werkstück zugewandten Seite der Zentrierbohrung angeordnet.
- Um beide (oder alle) Schneiden des Entgratungswerkzeuges auf Funktionsfähigkeit zu überprüfen, ergeben sich zwei (oder mehrere) Prüfstrecken, für jede Schneide jeweils eine Prüfstrecke. Einander angrenzende Kontaktplatten sind dabei vorzugsweise durch Isolierschichten elektrisch voneinander getrennt.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
- Kurzbeschreibung der Figuren
- Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch eine Prüfvorrichtung eines Entgratungswerkzeuges in schematischer Darstellung, -
2 eine vergrößerte Einzelheit aus1 , -
3 eine Ansicht von Kontaktplatten, -
4 ein Entgratungswerkzeug, und -
5 eine alternative Prüfvorrichtung. - Detaillierte Beschreibung der Erfindung Die Prüfvorrichtung ist Teil einer Entgratungsstation für Werkstücke mit sich treffenden Längs- und Querbohrungen.
- Eine solche Entgratungsstation ist im Prinzip wie ein Bohrwerk aufgebaut, d. h. umfasst einen Ständer
1 , einen längs des Ständers verfahrbaren Schlitten2 , eine mit dem Schlitten verfahrbare Bohrspindel3 und einen Halter oder Tisch4 für das zu entgratende Werkstück5 . Die Bohrspindel3 weist ein Futter30 auf, in welches ein Entgratungswerkzeug6 eingespannt ist. Das Entgratungswerkzeug besteht aus einer dünnen metallischen Rohrstange60 beträchtlicher Länge (z. B. im Bereich bis zu einem halben Meter oder mehr, in1 und4 nicht darstellbar) und einem Schneidkopf61 , der in Fortsetzung und an einem Ende der Rohrstange angebracht ist. Die Längsbohrung62 der Rohrstange60 setzt sich in den Schneidkopf61 hinein fort und bildet dort ein Sackloch65 , das über seitliche Schlitze mit dem Außenumfang der Rohrstange60 verbunden ist. In diesen Schlitzen sind lamellenartige Schneiden63 und64 in der Art von Kolben geführt, d. h. können durch Druckluft nach außen und durch Unterdruck nach innen gefahren werden. - Zur Stützung und Führung des relativ langen Entgratungswerkzeuges
6 weist der Ständer1 einen quer verlaufenden Träger10 mit einer daran gehaltenen Zentrierbuchse11 auf. Die Halterung umfasst eine Isolierplatte12 , die in einer passenden Aussparung des Querträgers10 eingespannt ist und die die Zentrierbuchse11 in einer Stufenaussparung aufnimmt. An der Isolierplatte12 sind zwei metallische Kontaktplatten13 ,14 angeschraubt, die eine Prüfbohrung15 (3 ) umgeben und dort unter Zwischenlage einer Isolierschicht16 eng aneinander gerückt sind. Die Kontaktplatten13 ,14 sind auch gegenüber der Zentrierbuchse11 zufolge einer Isolierschicht17 (2 ) elektrisch isoliert. Die Führungsbohrung der Zentrierbuchse11 und die Prüfbohrung15 sind gleichachsig, wobei der Durchmesser der Prüfbohrung um das Ausfahrmaß der Schneiden63 ,64 größer ist als der Durchmesser der Führungsbohrung der Zentrierbuchse11 . Die Rohrstange60 des Entgratungswerkzeuges6 kann somit während der Entgratungsarbeiten exakt geführt werden. Wenn der Schneidkopf61 mit seinen Schneiden63 und64 sich im Bereich der Kontaktplatten13 ,14 innerhalb der Prüfbohrung15 befindet, können die Schneiden63 ,64 , wenn ausgefahren, die Wandung der Prüfbohrung15 berühren. - Den Kontaktplatten
13 ,14 und der Rohrstange60 ist eine Prüfeinrichtung7 zugeordnet, die einen Signalgeber70 und eine elektrische Spannungsquelle71 umfasst und über Leitungen72 ,73 ,74 mit der Rohrstange60 bzw. den Kontaktplatten13 ,14 elektrisch verbunden ist. Die Leitung72 stellt eine Masseleitung dar, die beispielsweise über das Hauptgestell1 , die Bohrspindel3 , das Bohrfutter30 zur Rohrstange60 und damit zu den Schneiden63 und64 führt. Es ist auch möglich, die Masseleitung72 an die Zentrierbuchse11 elektrisch anzuschließen, um von dort durch Kontakt mit der Rohrstange60 den Massebezug zu den Schneiden63 und64 herzustellen. Zu diesem Zweck kann die Führungsbohrung der Zentrierbuchse11 entsprechend eng sein, oder es wird eine Schleifbürste an der Zentrierbuchse angebracht. Der Spannungführende Pol der Stromquelle71 wird über die Leitungen73 und74 an die Kontaktplatten13 und14 angeklemmt, beispielsweise über deren Befestigungsschrauben. Die Prüfeinrichtung7 bildet so zwei Prüfstrecken, für jede Schneide63 ,64 jeweils eine Prüfstrecke. - Die Betriebsweise der Prüfvorrichtung ist wie folgt:
Nach Durchführung eines Entgratungsvorganges am Werkstück5 wird das Entgratungswerkzeug6 aus der Längsbohrung des Werkstückes herausgezogen und das Werkstück5 wird entfernt. Das Herausziehen des Entgratungswerkzeuges6 erfolgt durch Verfahren der Bohrspindel3 mittels des Schlittens2 , wobei der Verfahrweg so gesteuert wird, dass das freie Ende des Entgratungswerkzeuges6 in der Prüfbohrung15 zu stehen kommt. Indem dem Schneidkopf61 des Entgratungswerkzeuges Druckluft über die Längsbohrung62 zugeführt wird, werden die lamellenartigen Schneiden63 und64 über den Umfang der Rohrstange60 hinausbewegt und drücken gegen die Wand der Prüfbohrung15 . Dadurch werden die Stromkreise über die Prüfstrecken71 ,72 ,60 ,63 ,13 ,73 bzw.71 ,72 ,60 ,64 ,14 ,74 geschlossen und die Prüfeinrichtung7 signalisiert die Unversehrtheit der Schneiden63 und64 . - Sollte eine der lamellenartigen Schneiden
63 oder64 abgebrochen sein, dann ist die über diese Schneide führende Prüfstrecke unterbrochen und die Prüfeinrichtung gibt eine Fehlermeldung ab. Dies stellt eine Aufforderung an die Bedienungsperson dar, das Entgratungswerkzeug zu wechseln. -
5 zeigt eine alternative Prüfvorrichtung. Diese unterscheidet sich von der Prüfvorrichtung nach2 darin, dass es nur eine direkte Prüfstrecke zwischen den Kontaktplatten13 ,14 über die Schneiden63 ,64 und den Schneidkopf61 gibt, d. h. ein Masseanschluss über die Zentrierbuchse11 entfällt. Die Zentrierbuchse11 besteht vorzugsweise aus nicht leitendem Material. Eine der elektrischen Anschlussleitungen der Kontaktplatten13 ,14 kann die Masseleitung darstellen, beispielsweise die Leitung74 . - Die Prüfung auf Unversehrtheit der lamellenartigen Schneiden
63 ,64 erfolgt auf analoge Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Wenn die beiden Schneiden63 ,64 ausgefahren sind und unversehrt sind, wird eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontaktplatten13 ,14 gebildet, so dass die Prüfstrecke73 ,13 ,63 ,61 ,64 ,14 und74 stromführend ist, wodurch die Unversehrtheit der Schneiden signalisiert wird. Wenn eine der Schneiden gebrochen sein sollte, wird der Stromweg unterbrochen und es wird die Fehlerhaftigkeit des Entgratungswerkzeuges angezeigt. - In
5 sind noch Zusatzeinrichtungen skizziert, um den Prüfvorgang sicherer zu machen. Diese Zusatzeinrichtungen können eine Druckluftblaseinrichtung8 umfassen, die Druckluftstrahlen auf die Prüfbohrung15 und die Verbindungslinie16 der Kontaktplatten13 ,14 richten, um evtl. Mikrospäne oder metallhaltige Emulsion, die vom Entgratungswerkzeug mitgeschleppt worden ist, von den Kontaktplatten zu entfernen. Die Drucklufteinrichtung8 kann auch dafür eingerichtet sein, die Schneiden des Entgratungswerkzeuges von solchen Mikrospänen oder metallhaltiger Emulsion zu reinigen. - Es ist auch möglich, eine Filzreinigungsbüchse (nicht dargestellt) vorzusehen, die in den Bereich des Schneidkopfes
61 zugestellt werden kann. Zu Reinigungszwecken wird der Schneidkopf in die Reinigungsbüchse gefahren und dadurch werden vor der Schneidbruchkontrolle am Schneidkopf anhaftende Späne abgestreift. - Mit der Prüfvorrichtung ist noch ein weiterer Fehler des Entgratungswerkzeuges feststellbar, nämlich Knicken oder Verbogensein der dünnen Rohrstange. In einem solchen Fall gelangen die Schneiden
63 ,64 in der Prüfsituation nicht in die Prüfbohrung, so dass eine Fehlermeldung ergeht. - Die Überprüfung des Entgratungswerkzeuges
6 auf Vollständigkeit der Schneiden63 ,64 erfolgt automatisch und ohne manuellen Eingriff. Die Überprüfung erfolgt zwischen zwei Entgratungsvorgängen, vorzugsweise gleichzeitig mit dem Wechsel des Werkstückes5 , so dass die Überprüfung keine Verlängerung der Bearbeitungszeit des Werkstückes bedingt. - Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne die Erfindung zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.
Claims (13)
- Verfahren zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges für Bohrungen in einem Werkstück mit folgenden Schritten: a) vor oder nach Durchführung eines Entgratungsvorganges wird das Entgratungswerkzeug (
6 ) mit dem die Schneiden (63 ,64 ) tragenden Ende zwischen isolierte, metallische Kontaktplatten (13 ,14 ) positioniert; b) die Schneiden (63 ,64 ) des Entgratungswerkzeuges (6 ) werden ausgefahren, um in Kontakt mit den Kontaktplatten (13 ,14 ) zu geraten; c) zwischen den Schneiden (63 ,64 ) und den Kontaktplatten (13 ,14 ) wird eine Prüfstrecke mit Signalgeber (70 ) und elektrischer Spannung (71 ) angelegt, um bei fehlendem Kontakt zwischen mindestens einer Schneide und einer Kontaktplatte eine Fehlermeldung abzugeben. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges für Bohrungen in einem Werkstück, mit folgenden Merkmalen: das Entgratungswerkzeug (
6 ) weist eine dünne, metallische Rohrstange (60 ) mit einem Schneidkopf (61 ) am Werkzeugende auf, der zwei oder mehrere bewegliche Schneiden (63 ,64 ) besitzt, die durch die Rohrstange (60 ) zugeführte Druckluft über den Umfang der Rohrstange hinaus ausgefahren werden können; zwei oder mehrere Kontaktplatten (13 ,14 ) umgeben eine Prüfbohrung (15 ) und sind mit einer elektrischen Prüfeinrichtung (7 ) verbindbar, wobei die Prüfbohrung (15 ) in der Flucht zu einer Zentrierbuchse (11 ) des Entgratungswerkzeuges (6 ) angeordnet ist; eine Bohrspindel (3 ) spannt das Entgratungswerkzeug (6 ) in ein Futter (30 ) ein und ist in der Lage, das Entgratungswerkzeug in die Bohrung des Werkstückes (5 ) einzuführen, die Scheiden (63 ,64 ) auszufahren, zu drehen und nach Durchführung des Entgratungsvorganges aus der Bohrung herauszuziehen, sowie die Schneiden (63 ,64 ) in der Prüfbohrung (15 ) zu positionieren; die Prüfeinrichtung (7 ) umfasst wenigstens eine elektrische Spannungsquelle (71 ), einen Signalgeber (70 ) zur Fehlermeldung und elektrische Leitungen (72 ,73 ,74 ) mindestens zu den Kontaktplatten (13 ,14 ), um im Falle eines fehlenden Kontaktes zwischen einer Schneide (63 ,64 ) und der zugehörigen Kontaktplatte (13 ,14 ) Fehleralarm zu geben. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach Anspruch 2, wobei. die Vorrichtung Teil einer Entgratungsstation ist, die einen Ständer (
1 ) mit einem quer verlaufenden Halter (10 ) aufweist und wobei die Kontaktplatten (13 ,14 ) und die Zentrierbuchse (11 ) an dem Halter (10 ) befestigt sind. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach Anspruch 3, wobei der Halter (
10 ) die Zentrierbuchse (11 ) mittels einer Isolierplatte (12 ) haltert, an der die Kontaktplatten (13 ,14 ) elektrisch voneinander isoliert angeschraubt sind. - Vorrichtung zur Überprüfung der Scheiden eines Entgratungswerkzeuges nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Prüfbohrung (
15 ) dem Durchmesser der zu entgratenden Bohrung des Werkstückes (5 ) entspricht. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei einander angrenzende Kontaktplatten (
13 ,14 ) durch Isolierschichten (16 ) elektrisch voneinander getrennt sind. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei ein Pol der elektrischen Spannungsquelle (
71 ) auf Masse liegt sowie mit der Rohrstange (60 ) verbunden ist, während jede Kontaktplatte (13 ,14 ) in der Prüfsituation mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbindbar ist. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Zentrierbuchse (
11 ) metallisch ist und von den Kontaktplatten (13 ,14 ) elektrisch isoliert ist. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach Anspruch 8, wobei die Bohrung der Zentrierbuchse (
11 ) genügend eng ist, um mit der Rohrstange (60 ) des Entgratungswerkzeuges (6 ) elektrischen Kontakt aufzubauen, oder Schleifkontakte zu diesem Zweck umfasst, und wobei die Zentrierbuchse (11 ) mit dem einen Pol der elektrischen Spannungsquelle (71 ) verbindbar ist, während der andere Pol mit den Kontaktplatten (13 ,14 ) zu Prüfzwecken der Schneiden (63 ,64 ) elektrisch verbindbar ist. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der eine Pol der elektrischen Spannungsquelle (
71 ) mit einer zugehörigen Kontaktplatte (13 ) und der andere Pol mit der anderen Kontaktplatte (14 ) verbunden ist, um bei ordnungsgemäßem Werkzeug in der Testsituation eine durchgängige Prüfstrecke über die Prüfbohrung (15 ) vermittels der unversehrten Schneiden (63 ,64 ) des Entgratungswerkzeuges zu errichten. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach einem der Ansprüche 2 bis 10, umfassend eine Reinigungsvorrichtung der Kontaktplatten (
13 ,14 ), wobei Druckluftdüsen (81 ,82 ) auf die Prüfbohrung (15 ) und den Trennbereich (16 ) der Kontaktplatten (13 ,14 ) gerichtet sind. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach einem der Ansprüche 2 bis 10, umfassend eine Reinigungsvorrichtung eines Schneidkopfes (
61 ) des Entgratungswerkzeuges (6 ), die Druckluftdüsen (81 ,82 ) aufweist, welche auf eine Position des Schneidkopfes (61 ) vor Eintritt in die Prüfbohrung (15 ) gerichtet sind. - Vorrichtung zur Überprüfung der Schneiden eines Entgratungswerkzeuges nach einem der Ansprüche 2 bis 10, umfassend eine Reinigungsvorrichtung eines Schneidkopfes (
61 ) des Entgratungswerkzeuges, die eine Büchse mit Filzreinigungshohlraum aufweist, die so in den Fahrweg des Schneidkopfes positioniert werden kann, dass der Schneidkopf im Hohlraum der Büchse hin- und her bewegt werden kann.
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