DE2903691A1

DE2903691A1 - Indirekte steckervorrichtung sowie verfahren zum positionieren von kontaktelementen bzw. -stiften

Info

Publication number: DE2903691A1
Application number: DE19792903691
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Burndy Corp
Current assignee: FCI USA LLC
Priority date: 1978-02-02
Filing date: 1979-01-31
Publication date: 1979-08-09
Also published as: NL7900702A; IT7919675A0; GB2014803A; IT1109499B; FR2416569A1; ES477398A1; GB2014803B; FR2416569B1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, D:pl.-Phys. Dr. K. Fincke

• Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

D*.iNG.H.LisKA ^ 2903691

DXIIIH 8000 MÜNCHEN 86, DEN Q «

POSTFACH 860820 ³

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Burndy Corporation, Norwalk, Connecticut 06856, V.St.A,

Indirekte Steckervorrichtung sowie Verfahren zum Positionieren von Kontaktelementen bzw. -stiften

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine indirekte Steckervorrichtung zur Positionierung von Kontaktelementen bzw. -stiften in einer mit Löchern zur Aufnahme der Kontaktelemenge versehenen Platte mit einem Gehäuse, das so geformt ist, daß es einen entsprechenden Teil der Steckervorrichtung aufnehmen kann, und das eine Basis mit öffnungen aufweist, welche die Kontaktelemente aufnehmen und im Gehäuse positionieren.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Positionieren von Kontaktelementen bzw. -stiften in einer Platte mit einer indirekten Steckervorrichtüng der vorgenannten Art.

Der Begriff "Platte" bezeichnet im.Rahmen vorliegender Erfindung allgemein mit Verdrahtungen versehene Platten sowie Platten für gedruckte Schaltungen.

Vorrichtungen der in Rede stehenden Art werden hauptsächlich in Nachrichtenvermittlungssystemen und elektronischen Informationsverarbeitungssystemen verwendet.

Die vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, daß es hinsichtlich des Abstandes von Mitte zu Mitte von verschiedenen zusammenzusetzenden Teilen schwierig ist, eine korrekte Ausrichtung zwischen den öffnungen des Steckergehäuses und den Löchern in der Platte zu realisieren, so daß Toleranzabweichungen kompensiert werden müssen.

Eine Form derartiger Toleranzen besteht in möglichen Abweichungen in der Länge zwischen den genannten öffnungen und Löchern.

Derartige Längenabweichungen sind in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellt.

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In dieser Figur eingetragene Längen L- und L- sind niemals gleich, so daß auch Längenabweichungen ^L₁ und AL, unterschiedlich sind.

Bei derzeit verwendeten automatischen Werkzeugmaschinen zum Bohren von Löchern in Metallplatten kann eine Endtoleranz von etwa 0,05 mm in Rechnung gestellt werden. Andererseits muß für durch Spritzguß oder Formguß hergestellte Kunststoffteile eine Endtoleranz von etwa 0,1 mm in Rechnung gestellt werden.

Für eine Steckervorrichtung mit einer oder mehreren Zeilen ergibt sich damit eine Gesamttoleranz von 0,3 mm zwischen den Stiftstellen.

Diese Toleranzen widersprechen den Anforderungen, welche an automatische lötfreie Miniverdrahtungen zu stellen sind.

Ein weiterer Faktor, der zu einer ungenauen Ausrichtung der Kontaktstifte beiträgt, kann die ungleiche Ausdehnung des Kunststoffgehäuses und der Metallplatte aufgrund von Temperaturänderungen sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Anpassung von geringfügigen Änderungen in der Gesamtlänge des Steckergehäuses an Toleranzabweichungen und ungleiche thermische Ausdehnungen anzugeben, welche den Abstand von Mitte zu Mitte der verschiedenen zusammenzusetzenden Teile beeinflussen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer indirekten Steckervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß Einrichtungen vorgesehen, welche dem Gehäuse eine ausreichende Flexibilität bzw. Federfähigkeit verleihen, um die genannten Toleranzabweichurtgen auszugleichen.

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In Weiterbildung der Erfindung sind zu diesem Zweck im Steckergehäuse Schlitze vorgesehen, welche den die Kontaktstifte aufnehmenden Öffnungen die notwendige Federfähigkeit zur Anpassung dieser Teile an die Löcher der Platte verleihen, so daß lediglich die Endtoleranzen der letzteren verbleiben, wodurch eine automatische Verdrahtung der Kontaktstifte möglich wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines Vergleichs mit dem Stand der Technik erläutert:

A. Verwendung in Verbindung mit Metallplatten

In bekannten Vorrichtungen gemäß Fig. 2 der Zeichnung, in der eine Platte mit 1, Löcher in dieser Platte mit 2 und ein Gehäuse 4 bezeichnet ist, werden signalübertragende Kontaktstifte 3 zunächst in getrennt vorgesehene isolierende Hülsen 9 eingepreßt und sodann mit einem Stift führenden Gehäuse 4 verbunden.

Es ist sehr zeitaufwendig und bedarf komplizierter Vorrichtungen, um die kleinen Kunststoffhülsen einzeln einzusetzen.

Um eine derartige Vorrichtung zu vereinfachen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Basis an den Stellen der Öffnungen für die signalübertragenden Stifte mit als Hülsen ausgebildeten Ansätzen versehen ist, welche sich vom unteren Teil des Steckergehäuses nach unten erstrecken und in die Löcher der Platte eingreifen, um die signalübertragenden Kontaktstifte zu isolieren.

Auf diese Weise ergibt sich ein einstückiges Kunststoffgehäuse, das an entsprechende Teile von vorhandenen Steckern angepaßt ist.

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Eine derartige Vorrichtung gewährleistet neben der elektrischen Isolierung zwischen der Platte und den Stiften auch die notwendige Halterung für die Stifte und für Leiter des entsprechenden Teils des einzusetzenden Steckers.

Darüber hinaus sind in derartigen Platten weiterhin Erdungsstifte 3 vorgesehen, welche in Löcher 2 (Fig. 2) der Metallplatte eingesetzt werden, wonach getrennte Metallhülsen 3 zur Bildung eines Erdungskontaktes zwischen die Stifte 3 und die Löcher 2 gepreßt werden.

B. Stecker für gedruckte Schaltungen (Fig. 3A und 3B)

Die Kontaktstifte sind in die Platte für gedruckte Schaltungen gelötet oder eingepreßt.

Wie die Fig. 3A und 3B zeigen, werden Stifte 3 , welche an einem Band 3 befestigt sind, in die gedruckte Schaltungsplatte 1 eingepreßt, wobei keine Isolation vorhanden

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ist. Der Trägerstreifen 3 wird sodann von den Kontaktstif-

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ten 3 entfernt, wonach ein Kunststoffgehäuse 4 als Führung über die Stifte geschoben wird.

1 1 Bei bisher bekannten Steckerelementen (3 und 4 ) ist ein Einpressen auf Maß aufgrund der oben erläuterten Toleranzanforderungen nicht möglich.

Erfindungsgemäß können Erdungsstifte, welche durch Hülsen nicht isoliert sind, vorher von der Unterseite bis zu einer Schulter eines verbreiterten Teils dieser Erdungsstifte in den Stecker eingepreßt werden, wobei bei der Montage in die Platte automatisch eine gasdichte Verbindung mit dieser realisiert wird.

Die genannten Ergebnisse werden aufgrund der Steckerflexibilität erreicht, wodurch es möglich wird, die Erdungsstifte

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zusammen mit den signalübertragenden Stiften oder anderen Verbindungselementen vorher mit dem Steckergehäuse zu verbinden und die daraus resultierende Vorrichtung in einem einzigen Arbeitsschritt in die Platte einzusetzen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen gemäß den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, aus der u.a. ein Gehäuse einer erfindungsgemäßen indirekten Steckervorrichtung ersichtlich ist;

Fig. 5 einen Querschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 nach der Montage;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6A eine Vorderansicht eines Teils des Gehäuses gemäß Fig. 6;

Fig. 7 einen Querschnitt nach Fig. 6 nach der Montage;

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine Unteransicht des Gehäuses gemäß Fig. 8 mit zwei (linksseitiger Teil) oder 3 (rechtsseitiger Teil) Zeilen von Hülsen;

Fig. 1OA, 1OB, 11A und 11B jeweils eine Ansicht zur Darstellung der Flexibilität des erfindungsgemäßen Steckergehäuses;

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Fig. 12A eine schematische Schnittdarstellung eines mit Stiften versehenen Steckers, welche auf Maß in eine Platte einpreßbar sind;

Fig. 12B den Stecker nach dem Einpassen in die Platte;

Fig. 13 eine detaillierte Ansicht eines montierten isolierten signalübertragenden Kontaktstiftes und eines nicht isolierten Erdungsstiftes;

Fig. 13A einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 13; und

Fig.13B eine vergrößerte Ansicht eines Teils B nach Fig. 13A.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine metallisch verdrahtete Platte

1 mit Löchern 2 zur Aufnahme von durch ein Steckergehäuse 4 verlaufenden Kontaktstiften 3, welche sich geradlinig durch die Platte 1 erstrecken und mit mindestens einem (nicht dargestellten) Leiter verdrahtet werden sollen.

Das Gehäuse 4, bei dem es sich um einen sog. doppelzeiligen "indirekten Stecker" handelt, wird durch einen rechteckförmigen Rahmen 5 gebildet und ist an ein entsprechendes Stekkerteil (Stecker oder Buchse in Anpassung an den Typ des verwendeten Steckers) angepaßt.

An Enden 6 ist der Rahmen 5 mit einer Basis 7 verbunden und bildet einen Teil dieser Basis, welche ebenfalls Teil des Gehäuses 4 ist.

Diese Basis 7 ist auf ihrer gesamten Länge mit stiftaufnehmenden öffnungen 8 versehen, welche ebenso wie die Löcher

2 der Platte 1 zur Aufnahme der Kontaktstifte 3 dienen.

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Erfindungsgemäß ist die Basis 7 des Gehäuses mit Vertikalschlitzen 10 versehen, welche die Basis 7 in Querrichtung zwischen den öffnungen 8 bis etwa zur Längsachse des Gehäuses schneiden.

Wie Fig. 5 genauer zeigt, sind im zentralen Teil der Basis 7 Querschlitze 11 vorgesehen, welche parallel zu den Schlitzen 10 verlaufen und vor den Seitenwänden der Basis 7 enden.

Die Schlitze 10 und 11 verleihen dem Teil der Basis 7, welcher zwischen den mit dem Rahmen 5 verbundenen Enden 6 angeordnet ist, eine ausreichende Beweglichkeit.

Auf diese Weise kann die Basis 7 an den Stellen bestimmter Öffnungen 8 mit durch Hülsen 9 gebildeten Ansätzen versehen Werden, welche einstückig mit der Basis 7 ausgebildet sind und sich nach unten in die Platte 1 erstrecken, so daß sie in entsprechende Löcher 2 eingreifen und die entsprechenden Signal übertragenden Stifte isolieren.

Eine weitere Ausführungsform ist in den Fig. 6, 6A und 7 dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse einer indirekten Steckervorrichtung über die Länge seines oberen Teils mit zwei Seitenwänden 15 versehen, deren Enden 16 einen Teil der Basis 17 bilden. Zwischen den Seitenwänden 15 und der Basis 17 sind Verbindungsbrücken 14 vorgesehen.

Wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 ist die Basis mit stiftaufnehmenden öffnungen 8 für die Kontaktstifte versehen, wobei Hülsen 9 vorhanden sind, welche sich nach unten in die Platte 1 erstrecken.

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Zwischen den öffnungen 8 sind über die Höhe der Basis 17 und einen Teil der Höhe der Seitenwände 15 Querschlitze 20 vorgesehen.

Auf diese Weise wird die Basis 17 durch die Schlitze 20 derart geteilt, daß eine Vielzahl von Kreuzstücken 21 entsteht, welche jeweils zwei stiftaufnehmende öffnungen 8 und zwei Hülsen 9 für eine Doppelsteckerzeile aufweisen.

Die jeweils paarweise zugeordneten Stift aufnehmenden Öffnungen 8 können sich daher zusammen mit ihren entsprechenden Kreuzstücken 21 geringfügig bewegen, um eine Anpassung an die Löcher 2 der Platte 1 zu gewährleisten.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Gehäuse 4 lediglich an seinen Enden mit Seitenwänden 25 versehen ist, welche einen Teil der Basis 27 bilden.

Wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, besitzt die Basis 27 stiftaufnehmende Öffnungen 8 (in diesem Fall drei Zeilen) für Kontaktstifte 3, wobei an ihrer Unterseite Hülsen 9 vorgesehen sind, welche sich in die Löcher 2 der Platte 1 erstrecken.

Bei dieser Ausführungsform sind in die Basis 27 in gleichen Abständen Schlitze 30 derart eingeschnitten, daß "die dadurch gebildeten Teile lediglich durch federnde Verbindungsbrücken 24 miteinander verbunden sind.

Das dadurch gebildete Steckergehäuse ist insoweit flexibel, daß die Toleranzen dieses Elementes im wesentlichen unbedeutend sind, wobei jedoch bei einem Einbau in eine Platte die Anforderungen für eine automatische, halbautomatische Verdrahtung oder Miniverdrahtung erfüllt bleiben.

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Aufgrund seiner Flexibilität kann das Steckergehäuse Höhendeformationen (Fig. 10A), Breitendeformationen (Fig. 10B) oder Längendeformatxonen (Fig. 11A und 11B) aushalten.

Die Fig. 8 und 9 zeigen weiterhin eine Zahl von stiftaufnehmenden öffnungen 8 , welche nicht mit isolierenden Hülsen 9 versehen sind.

Diese stiftaufnehmenden öffnungen 8 können zur Montage von Erdungsstiften verwendet werden, welche nicht isoliert zu werden brauchen, sondern direkt mit der Platte verbunden werden können.

Die Fig. 12A und 12B zeigen Erdungsstifte 3 , welche erfindungsgemäß mit einem mehr oder weniger zentral angeordneten verbreiterten Teil 32 versehen sind, dessen Schultern 33 gegen die Unterseite des Gehäuses 4 gepreßt werden. Auf diese Weise können die Stifte 3 und 3 beim Zusammenbau in einem einzigen Arbeitsschritt in die Platte 1 eingepaßt werden (Fig. 12B). Die Diagonale d^ des Abschnittes des verbreiterten Teils 32 ist so gewählt, daß in den Löchern 2 eine Preßverbindung mit einem Durchmesser d in der Platte 1 gebildet wird (Fig. 13 und 13A).

Auf diese Weise ist es nicht notwendig, zusätzliche spezielle Löcher in die Platte zu bohren.

Ecken 34 des Teils 32 der Erdungsstifte 3 werden durch das Einpressen zwecks Bildung einer gasdichten Verbindung ohne Entfernen des überschüssigen Materials aus der Platte 1 abgeschliffen (Fig. 13B).

Abgesehen von den Vorteilen aufgrund der Verwendung eines einzigen durch Spritzguß hergestellten Gehäuses ist es zusätzlich möglich, Toleranzprobleme eines derartigen Ge-

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häuses dadurch zu vermeiden, daß die stiftaufnehmenden öffnungen an die entsprechenden Löcher der Metallplatte angepaßt werden.

Lediglich die Endtoleranzen der Löcher in der Platte sind dabei in Rechnung zu stellen.

Ein sehr wesentliches Merkmal besteht darin, daß indirekte Steckergehäuse gemäß der Erfindung mit signalübertragenden Stiften und Erdungsstiften versehen werden können, bevor sie in Platten eingebaut werden, und daß derartig vormontierte Stecker in eine Platte in einem einzigen Arbeitsgang eingedrückt werden können, wodurch zwischen den Erdungsstiften und der Platte automatisch eine gasdichte Verbindung entsteht.

Dies stellt einen wesentlichen Vorteil dar.

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Claims

Patentansprüche

Indirekte Steckervorrichtung zur Positionierung von Kontaktelementen bzw. -stiften in einer mit Löchern zur Aufnahme der Kontaktelemente versehenen Platte mit einem Gehäuse, das so geformt ist, daß es einen entsprechenden Teil der Steckervorrichtung aufnehmen kann, und das eireBasis mit Öffnungen aufweist, welche die Kontaktelemente aufnehmen und im Gehäuse positionieren, gekennzeichnet durch Einrichtungen (10, 11, 20, 30), welche dem Gehäuse (4) eine ausreichende Flexibilität bzw. Federfähigkeit verleihen, durch die geringfügige Abweichungen der Gesamt-Längserstreckung des Gehäuses (4), welche den Abstand von Mitte zu Mitte von zusammenzusetzenden Teilen beeinflussen, an zulässige Toleranzen und ungleiche thermische Ausdehnungen anpaßbar sind.
2. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) mit Schlitzen (10, 11, 20, 30) versehen ist, die so gestaltet sind, daß das Gehäuse ausreichend flexibel bzw. federnd ist, so daß geringfügige Abweichungen in der Länge der Steckervorrichtung zulässig sind.
3. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (17) an den Stellen der öffnungen (8) für Signal übertragende Kontaktstifte (3) mit als Hülsen (9) ausgebildeten Ansätzen versehen sind, welche sich zur Isolation der Kontaktstifte (3) vom unteren Teil der Basis nach unten durch die Löcher

(2) in der Platte (1) erstrecken.
4. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (8) der Basis (17) zur

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Aufnahme der Kontaktstufte (3) einstückig mit den Hülsen (9) ausgebildet sind.
5. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Kontaktstifte (3) aufnehmenden öffnungen (8) in der Basis (7) Vertikalschlitze (10) vorgesehen sind, welche die Basis (7) in Querrichtung bis zu etwa der Längsachse des Gehäuses (4) schneiden.
6. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Basis (7) parallel zu den Vertikalschlitzen (10) verlaufende vor den Basisseiten endende Querschlitze (11) vorgesehen sind.
7. Indirekte Steckervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) in seinem oberen Teil Seitenwände (15) besitzt, deren Enden (16) Teil der Basis (17) sind, und daß zwischen den Seitenwänden (15) und der Basis (17) Verbindungsbrücken (14) vorgesehen sind.
8. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (17) zwischen den die Kontaktstifte (3) aufnehmenden öffnungen (8) über die Höhe der Basis (17) und einen Teil der Höhe der Seitenwände (15) verlaufende Schlitze (20) aufweist.
9. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (17) durch die Schlitze (20) in eine Vielzahl von Kreuzstücken (21) geteilt ist, die jeweils mindestens eine Kontaktstift-Aufnahmeöffnung (8) und Hülse (9) enthalten.

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10. Indirekte Steckervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) Seitenwände (25) aufweist, die an ihren Enden Teil der Basis (27) sind.
11. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (27) in gleichen Abständen durch Schlitze (30) geteilt ist, welche sich derart über deren gesamte Breite erstrecken, daß die dadurch gebildeten Teile lediglich durch federnde Brücken (24) miteinander verbunden sind.
12. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Öffnungen (8), welche keine Signal

1 übertragenden Kontaktstifte aufnehmen, Endstifte (3 ) eingeführt sind, welche ein verbreitertes Teil (32) aufweisen, und daß diese Stifte von der Unterseite bis zu einer Schulter (33) des verbreiterten Teils (32) in die Basis gepreßt sind.
13. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonale (d₁) des verbreiterten Teils (22) der Erdungsstifte (3¹) größer als der Durchmesser (d) der Löcher (2) in der Platte (1) ist.
14. Indirekte Steckervorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß Ecken (34) des verbreiterten Teils (32) der Erdungsstifte (3 ) durch das Einpressen zwecks Bildung einer gasdichten Verbindung ohne Entfernen des überschüssigen Materials aus der Platte (1) abgeschliffen sind.
15. Verfahren zum Positionieren von Kontaktelementen bzw. stiften in einer Platte mit einer indirekten Steckervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal übertragenden Stifte (3)

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und die Erdungsstifte (3 ) vor dem Einpressen in die Platte (1) im Steckergehäuse (4) montiert werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15/ dadurch gekennzeichnet, daß das Steckergehäuse (4) mit Signal übertragenden Stiften (3) und Erdungsstiften (3 ) zur Bildung auch der Erdverbindungen mit der Platte (1) in- einem einzigen Arbeitsgang in die Platte (1) gepreßt wird.

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