DE2712201A1

DE2712201A1 - Vorrichtung zur anzeige eines auf eine druckaenderung zurueckgehenden zustands

Info

Publication number: DE2712201A1
Application number: DE19772712201
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kurz
Original assignee: Individual
Current assignee: INTERLAVA AG LUGANO CH
Priority date: 1977-03-19
Filing date: 1977-03-19
Publication date: 1978-09-21
Also published as: JPS53140080A; JPH0117214B2; DE2712201C3; US4233597A; DE7708646U1; DE2712201B2

Description

Dipl. Ing. Peter Otte " 7033 Herrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt Eifelstraße 7

Telefon (0 70 32)319

Herr Gerhard Kurz
Industriestraße
72M Althcngstett

Vorrichtung zur Anzeige eines auf eine Druckänderung zurückgehenden Zustande

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige eines auf eine Druckänderung zurückgehenden Zustands, insbesondere zur Anzeige des Staubbeutelfüllungsgrades bei Haushalts- und Industriestaubsaugern, mit einer auf einer Seite von dem sich ändernden Druck beaufschlagten Membran und einer durch eine Membranbewegung bewirkten Kontaktgabe zweier Kontaktelemente.

Es ist bekannt, eintretende Druckänderungen durch eine federvorgespannte Membran kenntlich zu machen; solche Anzeigevorrichtungen werden in mannigfaltiger Weise auf vielen Gebieten der Technik eingesetzt und verwendet.

Eine solche Anwendungsmöglichkeit liegt auf dem Gebiet der Anzeige des Füllungsgrades eines Industrie- oder Haushaltsstaubsaugers. Die Erfindung bezieht sich speziell auf eine solche Anzeigevorrichtung, ist aber selbstverständlich auch auf vergleichbaren Gebieten verwendbar, nämlich überall dort, wo eine einen bestimmten Schwellenwert erreichende Druckänderung nach außen angezeigt oder im Sinne einer Steuerung oder Regelung zur Bewirkung von sonstigen Arbeitsabläufen vorgenommen werden soll.

Bei der Anzeige des Füllungsgrades von Staubbeuteln oder Staubsaugern, allgemein, wenn diese beispielsweise nicht über ein beutelartiges Auffangsystem verfügen, ist es bekannt, den mit größer werdendem Füllungsgrad größer werdenden Unterdruck des Staubsaugers dadurch auszunutzen, daß im Sinne einer mechanischen Anzeige ein in einer in etwa abdichtenden Führung gelagertes Schauelement von dem einwirkenden Druck gegen die Haltekraft einer Feder immer stärker aus seiner Ursprungsposition ausgelenkt wird. Diese Auslenkung des bevorzugt auffällig gefärbten Schauelements ist von der Bedienungsperson durch ein Fenster beobachtbar, so daß eine Entleerung des Staub-

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saugers bei Erreichen eines bestimmten Auslenkungsgrades des Schauelementes und damit eines bestimmten maximalen Füllungsgrades, oberhalb welchen der Staubsauger nur noch unwirtschaftlich arbeitet, vorgenommen werden kann.

Es ist auch bekannt, eine solche mechanische Anzeige durch eine elektrische KOntaktgabe zu ersetzen, wozu eine in geeigneter Weise gelagerte Membran verwendet wird, die einen Raum abschließt, der mit dem den Unterdruck bzw. allgemein die Druckänderung erzeugenden System verbunden ist. Die Membran ist im wesentlichen schlaff, jedoch durch eine geeignete Feder so vorgespannt, daß es der Einwirkung eines bestimmten Druckschwellwerts bedarf, damit bei gegebener Auslenkung ein von der Membran mitgeführtes Köntaktelement ein stationär angeordnetes Gegenkontaktelement berührt. Es kommt zur Schließung eines elektrischen Kreises und damit zur Auslösung der Anzeige oder der sonstigen Schaltvorgänge. Nachteilig bei diesem bekannten System ist jedoch, daß die Justierung auf einen gewünschten vorgegebenen Druckschwellwert verhältnismäßig umständlich und kompliziert ist, denn es muß durch geeignete Einwirkung auf die die Membranvorspannung erzeugenden Feder diese Vorspannung so geändert werden, daß die Kontaktgabe bei dem gewünschten Schwellwert erfolgt. Dies kann durch Änderung des Federangriffspunkts geschehen, wozu jedoch das System praktisch nach der Endmontage der anderen Komponenten nochmals demontiert und ein bestimmter Unterdruck erzeugt wird, auf den durch die Justierung das System dann anspricht.

Diese Justierung ist erforderlich, weil die Druckdaten auch sonst identischer Geräte innerhalb bestimmter Grenzwerte unterschiedlich sein können.

Bei solchen Anzeigevorrichtungen ist es insbesondere erwünscht, den Zeitpunkt des Erreichens des vorgegebenen Druckschwell-

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werts durch eine optische Leuchtanzeige anzugeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Anzeigevorrichtung für das Erreichen eines bestimmten, einstellbaren Druckschwellwertes zu schaffen, die kompakt ist und preisgünstig hergestellt werden kann und die das Erreichen des Druckschwellwertes mit für die angestrebten Zwecke erheblicher Genauigkeit anzuzeigen im Stande ist. Besonders von Bedeutung ist auch eine möglichst einfache Justierung, bevorzugt nach dem Einbau der Anzeigevorrichtung und der Gesamtmontage des zugeordneten Geräts.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs genannten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß innerhalb eines . Gehäuses eine Führung für einen Kontaktstift angeordnet ist, an dessen einem Ende die Membran angreift, daß die Membran endseitig an das Gehäuse angesetzt ist und zwischen ihr und dem Gehäuse ein über eine Leitung mit der DruckqueE <=> verbundener Raum gebildet ist, in welchem die Membran vorspannende Federmittel angeordnet sind, und daß am anderen Ende der Kontaktstiftführung ein Gegenkontaktelement angeordnet ist.

Bei dieser Anzeigevorrichtung ist besonders vorteilhaft, daß nur verhältnismäßig wenig Bauelemente verwendet werden müssen und dennoch die gesamte Anzeigevorrichtung auf kleinstem Raum kompakt und montagefreundlich angeordnet ist, so daß sie mit einem Griff in eine vorbereitete öffnung an dem Gerät, dem sie zuzuordnen ist, eingesetzt werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung ist das den Kontaktstift berührende Gegenkontaktelernent verschiebbar gelagert und so angeordnet, daß es nach Einsetzen

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des die Anzeigevorrichtung aufnehmenden Gehäuses im zugeordneten Gerät von außen zugänglich ist. Es ist daher nicht mehr erforderlich, zur Justierung auf die die Membran vorspannende Feder einzuwirken, sondern man verändert unter Prüfbedingungen, d.h. bei einwirkendem Druckschwellwert den Abstand des Gegenkontaktelementes zum Kontaktstift so lange, bis die Kontaktgabe erfolgt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer in sich abgeschlossenen Anzeigevorrichtung für eine Druckänderung und

Fig. 2 eine mögliche Ausführungsform eines Stromlaufplans, der bei der Anzeigevorrichtung der Fig. 1 eingesetzt werden kann.

Die in Fig. 1 gezeigte und mit 1 bezeichnete Anzeigevorrichtung umfaßt ein vorzugsweise aus einem Stück bestehendes Gehäuse 2, welches sämtliche erforderlichen Bauelemente und Schaltkontakte zur Bewirkung einer Signalgabe und/oder eines Schaltvorgangs umfaßt, wenn ein bestimmter Druckschwellwert erreicht ist. Das Gehäuse verfügt über einen oberen Leuchtenbereich 3, einen mittleren Bereich 4 für die Führung des Kontaktstiftes 5 und über einen unteren Membranbereich 6. Es versteht sich, daß die dargestellte Gehäuseform lediglich als mögliches Ausführungsbeispiel anzusehen ist und im Grunde in beliebiger, gegebenenfalls den Erfordernissen bei der Gieß- und Formtechnik angepaßter Form ausgebildet sein kann. Wesentlich ist, daß die drei Haupt-

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elemente Leuchtenbereich 3, Führungsbereich 4 für den Kontaktstift und vorteilhafterweise gleichzeitig Lagerung für den
durch die Kontaktelemente gebildeten Schalter und Membranbereich 6 vorhanden sind, wobei der Membranbereich gehäuseendseitig so ausgebildet ist, daß die Membran 7 an einer geeigneten Ringflanschfläche 8 abdichtend befestigt werden kann.
Der Ringflansch 8 kann über eine Einschnürung 9 verfügen zur Sicherung der Membran 7 gegen ein Abrutschen; zu diesem Zweck kann über die am Ringflansch anliegenden Membranteile eine
Ringklemme oder ein sonstiges Sicherungselement gespannt sein. Die Membran bildet so mit dem Ringflansch 8 einen Raum 10, der über geeignete Verbindungskanäle 11 und 12 zu einem Anschlußnippel 13 führt, an welchem der von der Druckquelle erzeugte Druck, beispielsweise mittels eines auf den Nippel 13 aufgeschobenen Schlauches, zugeführt wird.

Mit der Membran 7 ist der schon erwähnte Kontaktstift 5 verbunden, der in einer geeigneten, als Innenbohrung des Gehäuses 2 ausgebildeten Führung 13 gleiten kann, über eine geeignete Schraubenfeder 14 ist die Membran vorgespannt, so daß der Kontaktstift 5 beispielsweise dann, wenn die Membran keiner Druckeinwirkung unterworfen ist, eine bestimmte vorgegebene Position mit Bezug auf ein Gegenkontaktelement einnimmt, welches bei 15 gezeigt ist. Das Gegenkontaktelement kann aus einem
beliebigen metallischen Glied bestehen, welches vorzugsweise koaxial zum Kontaktstift 5 so im Führungsbereich 4 des Gehäuses 2 gelagert ist, daß bei bestimmten Druckverhältnissen eine Berührung von Gegenelement und Kontaktstift zur elektrischen Signalgabe erfolgt.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Gegenkontaktelement aus einer in einen erweiterten Bohrungsteil 17 eingesetzten, beispielsweise im Preßsitz gehaltenen oder eingeklebten, metallischen Lagerkörper 18, der über ein Innengewinde

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19 verfügt, in welches eine geeignete Schraube 20 eingeschraubt ist. Die Schraube 20 kann als Madenschraube ausgebildet sein und läßt sich in dem Gewinde 19 durch tieferes oder weniger tiefes Einschrauben in ihrer Position mit Bezug auf den Kontaktstift 5, zu welchem sie das tatsächliche Gegenkontakteleraent bildet, verschieben, so daß eine feinfühlige Justierung von oben, also vom Leuchtenbereich 3 aus dann vorgenommen werden kann, wenn das Gehäuse 1 schon an seinem Platz im zugeordneten Gerät eingebaut ist.

Eine solche Justierung kann beispielsweise so erfolgen, daß bei sonst bekannten Parametern ein vorgegebener Abstand zwischen Gegenkontaktelement (Schraube 20) und Kontaktstift 5 eingestellt wird; bevorzugt erfolgt die Justierung aber so, daß im Raum 10 der vorgegebene Druckschwellwert, bei welchem eine Signalgabe erfolgen soll, zur Einwirkung gebracht wird, indem beispielsweise eine eine solche Druckgröße aufweisende Druckquelle am Nippel 13 angeschlossen wird oder am Staubsauger der durch Messung festgestellte Grenzwertdruck erzeugt wird; es wird dann die Madenschraube 2O so weit im Gewinde 19 verschoben, bis gerade die Kontaktgabe erfolgt. Es ist dann lediglich noch erforderlich, die Position der Schraube 20 mit Bezug auf ihren Lagerkörper 18 festzulegen.

Eine solche Justierung kann, wie schon erwähnt, vorzugsweise dann erfolgen, wenn die gesamte, in diesem Gehäuse zusammengefaßte Anzeigevorrichtung schon montiert und das Gehäuse in die bei 18 angedeutete Öffnung des Gerätes eingeschoben worden ist. Zur Sicherung des Gehäuses gegen ein Herausfallen können über den Umfang an einer oder mehreren Stellen verteilt keilförmige Vorsprünge 20aangeordnet werden, so daß das Gehäuse in die bündig angrerrende Öffnung sozusagen eingeklipst werden kann. Zu diesem Zweck ist der sich an den Führungsbereich 4 anschließende obere Leuchtenbereich 3 des Gehäuse verbreiternd

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ringförmig unter Bildung einer größeren Innenöffnung 21 zur Aufnahme einer Anzeigelampe 2 2 ausgebildet. Die obere Ringwandung 23 des Leuchtenbereichs 3 weist einen die Bohrung 18 des bei 24 angedeuteten zugeordneten Geräts überdeckenden Flansch 25 auf, der von einem nach unten gezogenen Randbereich 26 einer transparenten, bevorzugt farbig ausgestalteten Abdeckung 27 übergriffen ist. Diese Abdeckung läßt sich von dem Flansch 25 abziehen, so daß dann der Leuchtenraum 21 frei zugänglich ist und, gegebenenfalls nach Beiseiteschieben oder Entnahme der Leuchte 22 die Schraube 20 zur Feinjustierung des Ansprechpunktes der Anzeigevorrichtung frei zugänglich ist.

über eine bei 28 angedeutete Steckverbindung oder über bei 29a und 29b gezeigte Kontaktlaschen, an denen weiterführende elektrische Leitungen angelötet, angeklemmt oder aufgeschoben werden können, wird die Versorgungsspannung zugeführt; der Darstellung der Fig. 2 läßt sich ein möglicher Stromlaufplan entnehmen. An den Anschlußklemmen 29a und 29b wird die Versorgungsspannung, beispielsweise eine Netzspannung von 220 V zugeführt; sie gelangt über einen Vorwiderstand R1 auf die bevorzugt als Gasentladungslampe ausgebildete Anzeigeleuchte L und von dieser über eine Zwischenleitung 30 zu einem Kontaktanschlußpunkt 31 am Kontaktstift 5. Es versteht sich, daß die Leitung 30 im Gehäuse 1 in geeigneter Weise von dem einen Anschlußpol der Leuchte geführt und verlegt ist, wobei der Leitungsteilbereich 30a, der am Kontaktanschlußpunkt 31 des Kontaktstiftes 5 festgemacht ist, entsprechend elastisch und nachgiebig ausgebildet ist, da er eine gewisse Hubbewegung beim Ansprechen der Membran jeweils mitzumachen hat. Die Kontaktgabe erfolgt dann im Berührungsbereich des Kontaktstiftes 5 mit dem Gegenkontaktelement 15, so daß Kontaktstift 5 und Gegenkontaktelement 15 zusammen den Schalter S bilden. Vom Gegenkontaktelement 15, beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 also vom Lagerkörper 18 der Schraube 20 führt dann eine Rück-

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leitung 33 zur anderen Anschlußklemme 29b.

Die Wirkungsweise der Anzeigevorrichtung ist so, daß bei Einwirkung eines geeigneten Unterdrucks über die Kanäle 12 und 11 auf die Membran 7 diese eine in Richtung des Pfeils A verlaufende Bewegung gegen die Kraft der Schraubenfeder 14 ausführt, so daß der Kontaktstift 5 in der Zeichenebene der Fig.1 nach oben verschoben und - nach entsprechender Justierung bei Erreichen des Druckschwellwerts das Gegenkontaktelement berührt. Dadurch ist der elektrische Kreis geschlossen und die Lampe 22 leuchtet auf und zwar so lange, bis der Zustand beseitigt bzw. der Staubbeutel gereinigt ist, der zur Bildung des Druckschwellwerts geführt hat.

Es versteht sich, daß gerade der Membranbereich auch unterschiedlichsten Gegebenheiten der Druckeinwirkung angepaßt werden kann; so ist es beispielsweise möglich, daß der Nippel 13 eine Entlüftung zur Atmosphäre bildet und durch das Einsetzen des Gehäuses 2 der Anzeigevorrichtung 1 in die Lagerausnehmung gleichzeitig über eine geeignete Ringwandung 40 des zugeordneten Geräts eine Abdichtung eines bei 41 angedeuteten Raumes unterhalb der Membran vorgenommen wird, wobei sich die Ringwandung 40 an einen erweiterten Flanschbereich 42 des Gehäusemembranteils anlegt. Es kann dann bei 41 durch die Einwirkung eines Überdrucks der Schaltvorgang ausgelöst werden; wirkt an dieser Stelle ein Unterdruck ein, dann wäre die Schraubenfeder 14 als Zugfeder auszubilden und der Schalter S müßte so umgebaut werden, daß bei einer gewissen Auslenkung des Kontaktstiftes nach unten die Kontaktgabe erfolgt; dies ist ohne weiteres möglich, indem ein nach unten gerichteter Vorsprung am Kontaktstift 5 eine zunächst am Kontaktstift 5 vorbeigeleitete und dann nach oben auf den Kontaktstiftvorsprung gerichtete Verlängerung des Gegenkontaktelementes berührt.

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Es versteht sich auch, daß die Führung der Kanäle 11 und 12 zum Nippelanschluß 13 an sich beliebig gestaltet sein kann, insbesondere kann der Nippel 13 auch unmittelbar an der horizontalen Wand 45 des Membranbereichs 6 befestigt sein, die den Raum 10 nach oben begrenzt. Durch geeignete Dimensionierung der den Unterdruck zuführenden Kanäle 11 und 12 beherrscht man gegebenenfalls längs der Führung 13 des Kontaktstiftes eindringende Falschluft sicher. Auch hier zeigt sich wieder der Vorteil, daß die Justierung in zusammengebautem Zustand der Anzeigevorrichtung vorgenommen werfen kann, denn dann kann man auch solchen Einflüssen bei der Justierung unmittelbar Rechnung tragen.

Als weiteres mögliches Anwendungsbeispiel neben vielen anderen sei hier noch genannt die Füllstandsanzeige für Kaffeemaschinen, wobei der eingeschnürte Halsteil des Gehäuses eine Verlängerung erfahren kann.

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L e e r s e i t

Claims

1250/ot/EO 17.3.1977 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anzeige eines auf eine Druckänderung zurückgehenden Zustande, insbesondere zur Anzeige des Staubbeutelfüllungsgrades bei Haushalts- und Industriestaubsaugern oder dergleichen, mit einer, auf einer Seite von den sich ändernden Druck beaufschlagten Membran und einer durch eine Membranbewegung bewirkten Kontaktgabe zweier Kontaktelernente, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Gehäuses (2) eine Führung (13) für einen Kontaktstift (5) angeordnet ist, an dessen einem Ende die Membran (7) angreift, daß die Membran (7) endseitig an das Gehäuse (2) angesetzt ist und zwischen ihr und dem Gehäuse (2) ein über eine Leitung (11,12) mit der Druckquelle verbundener Raum (10) gebildet ist, in welchem die Membran vorspannende Federmittel (14) angeordnet sind, und daß am anderen Ende der Kontaktstiftführung (13) ein Gegenkontaktelement (15;18,20) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einstückig ausgebildet ist und aus einem Kunststoff material besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Leuchtenbereich (3), einen Bereich (4) zur Führung des Kontaktstiftes (5) und zur Lagerung der den Schalter (S) bildenden Elemente (5,15;18,20) sowie einen Membranbereich (6) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtenbereich einen schalenförmig

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erweiterten Raum (21) zur Aufnahme der Leuchte (22) mit einer umgebenden Wandung (23) und einer transparenten Abdeckung (2) umfaßt und daß der Führungs- und Schalterbereich (4) sich in den die Leuchte (22) aufnehmenden Raum f!· derart öffnet, daß mindestens das Gegenkontaktelement (15) von diesem aus zugänglich ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranbereich (fi) am zum Leuchtenbereich (3) des Gehäuses (2) entgegengesetzten Ende angeordnet ist und zwischen beiden der Führungsbereich (4) unter Bildung einer Führung (13) für den an der Membran (7) befestigten Kontaktstift (5) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (7) an einem nach unten wegstehenden Ringflansch (8) des Membranbereichs (6) des Gehäuses (2) angeordnet ist und mit dem Ringflansch (8) und einer oberen Gehäusewand (45) einen Druckraum (10) bildet, der über in dem Gehäuse verlaufende Kanäle (11,12) mit einem Anschlußnippel zur Zuführung des sich ändernden Drucks in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Federmittel eine Schraubenfeder sind, die sich einerseits innen an der Membran (7) und andererseits an einer Stelle im Gehäuse (2) abstützt, die gebildet ist vom Übergangsbereich der den Druckraum (10) begrenzenden Wandung (45) in die Bohrung der Führung (13) für den Kontaktstift (5).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das im Abstand zum Kontaktstift (5) angeordnete Gegenkontaktelement (15) zur Justierung axial verschiebbar ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenkontaktelement aus einem Lagerkörper (18) besteht, der in einen erweiterten Bohrungsteil (17) oberhalb der Kontaktstiftführung (13) eingepreßt ist,und aus einer in dem Lagerkörper (18) gewindemäßig verschiebbaren Kontaktschraube (20) .

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über den Außenumfang des Leuchtenbereichs (3) verteilt allmählich ihren Abstand zu diesem vergrößernde und verringernde Vorsprünge (204 angeordnet sind, derart, daß das Gehäuse in eine bündige Bohrung (18) des zugeordneten Geräts (24) durch Druckeinwirkung zum Einschnappen gebracht werden kann.

11..Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur alternativen Druckmittelzuführung eine Abdichtung (40,42) des Raums (41) unterhalb der Membran (7) vorgesehen ist bei gleichzeitiger Entlüftung des Druckraums (1O).

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