DE4023591A1 - Compact hydraulically actuated three-jaw chuck - has moving cylinder driving chuck jaws through inclined dovetail slides - Google Patents

Compact hydraulically actuated three-jaw chuck - has moving cylinder driving chuck jaws through inclined dovetail slides

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DE4023591A1
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Alois Heisel
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SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/10Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/16Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
    • B23B31/16233Jaws movement actuated by oblique surfaces of a coaxial control rod
    • B23B31/16254Jaws movement actuated by oblique surfaces of a coaxial control rod using fluid-pressure means to actuate the gripping means

Abstract

A conventional 3-jaw chuck body with sliding jaws is seated in a square base casting (2) which can be secured to the machine tool. To drive the jaws in their radial guideways the jaw carriers are linked by inclined dovetails (6,20) to a cylinder (17) which can move to and fro in the bore formed by facing recesses (9) and (10) in the base casting and chuck body. In the bore of cylinder (17) is a fixed piston and rod (12,13) When pressurized oil is admitted to either side of the piston (1), the cylinder (17) is moved to clamp or release the chuck jaws. USE/ADVANTAGE - Chuck is of compact design with short axial length. Virtually no tipping moment is exerted on chuck.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung mit einem in einem Gehäuse angeordneten Verstellglied, das über Keilhaken oder ähnliche Umlenkglieder mit radial zu diesem in dem Gehäuse verschiebbar geführten Grund- oder Spannbacken trieblich verbunden ist.The invention relates to a tensioning device with an adjusting element arranged in a housing, with wedge hooks or similar deflection links radially to this slidably guided in the housing Base or clamping jaws is driven.
Spannvorrichtungen dieser Art, die auch als stationäre Kraftspanneinheiten oder stationäre Kraftspannfutter bezeichnet werden, sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausgetaltungen bekannt und werden in der Praxis bei Serienarbeiten auf Bohr-, Fräs- und Sondermaschinen sowie in der Montage zur Halterung von Werkstücken einge­ setzt. Zur Betätigung der auf dieses einwirkenden Spann­ backen ist hierbei als Verstellglied ein in einem Zylinder verschiebbar eingesetzter Kolben vorgesehen, an dessen Kolbenstange die mit den Grund- oder Spannbacken zu­ sammenwirkenden Keilhaken als Umlenkglieder angeformt sind. Das Verstellglied ist somit axial versetzt zu dem die Grund- oder Spannbacken tragenden Teil der Spann­ vorrichtung angeordnet, so daß diese Vorrichtung nicht nur eine verhältnismäßig große axiale Erstreckung auf­ weist, sondern auch, um die durch die versetzte Anordnung des Verstellkolbens gegenüber den Umlenkgliedern be­ dingten Kippmomente abzustützen, eine zusätzliche Führung der Kolbenstange unumgänglich ist. Der Bauaufwand und somit auch die Herstellkosten dieser bekannten stationären Kraftspannfutter sind demnach erheblich.Clamps of this type, also known as stationary Power chucks or stationary power chucks are referred to in numerous different ways Developments known and are in practice at Series work on drilling, milling and special machines as well as in the assembly for holding workpieces puts. For actuating the tension acting on this Baking is an adjusting element in a cylinder slidably inserted piston provided at the Piston rod with the base or clamping jaws cooperating wedge hooks formed as deflection members are. The adjusting member is thus axially offset from the the part of the clamping which carries the base jaws or clamping jaws device arranged so that this device is not only a relatively large axial extent points, but also to the offset arrangement  of the adjusting piston opposite the deflection members supported tilting moments, an additional guide the piston rod is inevitable. The construction effort and thus the manufacturing costs of these known stationary Power chucks are therefore considerable.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die eine geringe axiale Erstreckung aufweist und somit äußerst kompakt baut und bei der das von dem Druckmittel beauf­ schlagte verstellbare Bauteil in unmittelbarer Nähe der Umlenkglieder angeordnet ist, so daß nahezu keine Kipp­ momente auftreten können. Der Bauaufwand, mit dem dies zu bewerkstelligen ist, soll gering gehalten werden, auch soll der vorhandene Bauraum gut ausgenutzt werden.The object of the invention is therefore a tensioning device to create the genus mentioned at the beginning has small axial extent and thus extremely compact and where the pressure medium acts struck adjustable component in the immediate vicinity of the Deflection members is arranged so that almost no tilt moments can occur. The construction effort with which this to be accomplished should be kept low, the existing installation space should also be used well.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zentrisch zwischen den Umlenkgliedern der Grund- oder Spannbacken etwa in einer Ebene mit diesen ein fest an dem Gehäuse abgestütztes Widerlager eingesetzt ist, und daß das mit den Umlenkgliedern zusammenwirkende Verstell­ glied als von Druckmittel beaufschlagbarer Verstell­ zylinder ausgebildet ist, der auf dem Widerlager ver­ schiebbar geführt ist und dieses auf einer oder beiden Seiten übergreift.According to the invention, this is achieved in that centrically between the deflection members of the basic or Clamping jaws in one level with these firmly on the housing supported abutment is used, and that the interacting with the deflection adjusting link as an adjustable pressure medium cylinder is formed, which ver on the abutment is slidably guided and this on one or both Overlaps sides.
Zweckmäßig ist es hierbei, das Widerlager als ein mit einer Kolbenstange versehener Kolben auszubilden, mittels der dieser auf der den Grund- oder Spannbacken gegenüber­ liegenden Seite an dem Boden des Gehäuses abgestützt ist, das Druckmittel zu einem oder beiden der durch das Wider­ lager und den Verstellzylinder gebildeten Druckräumen durch in die Kolbenstange des Kolbens eingearbeitete Druckmittelkanäle zuzuführen und die Kolbenstange mittels einer zweiteiligen mit dem Boden des Gehäuses verschraubten und in eine in die Kolbenstange eingearbeiteten Nut ein­ greifenden Scheibe fest mit dem Gehäuse zu verbinden.It is useful here to have the abutment as a to form a piston rod provided by means of the one on the opposite of the base or clamping jaws lying side is supported on the bottom of the housing, the pressure medium to one or both of the through the contra bearing and the adjusting cylinder formed pressure rooms by working into the piston rod of the piston  Supply pressure medium channels and the piston rod by means of a two-part screwed to the bottom of the case and into a groove machined into the piston rod gripping disc firmly to the housing.
Vorteilhaft ist es ferner, das Gehäuse aus einer aufspann­ baren Konsole und einem die Grund- oder Spannbacken und deren Umlenkglieder tragenden Futterkörper zu bilden, in denen in Ausnehmungen das Widerlager und der Verstell­ zylinder angeordnet sind. Die vorschlagsgemäße Aufspann­ vorrichtung kann somit durch einen entsprechenden Umbau eines herkömmlichen Kraftspannfutters auf wirtschaftliche Weise erstellt werden.It is also advantageous to clamp the housing from one bar console and one the base or clamping jaws and to form the chuck bodies carrying the deflection members, in which the abutment and the adjustment in recesses cylinders are arranged. The proposed opening device can thus be converted accordingly of a conventional power chuck to economic Way to be created.
Angebracht ist es des weiteren, um eine vielseitige Aufspannung zu bewerkstelligen, wenn die Konsole eine quadratische Querschnittsfläche aufweist und zumindest eine der Seitenflächen der Konsole als Aufspannfläche ausgebildet ist.It is also attached to a versatile Clamping to accomplish when the console is one has square cross-sectional area and at least one of the side surfaces of the console as a clamping surface is trained.
Wird eine Spannvorrichtung gemäß der Erfindung ausgebildet, in dem zwischen den Umlenkgliedern ein ortsfestes Wider­ lager angeordnet wird, auf dem ein mit diesem zusammen­ wirkender Verstellzylinder als Verstellglied verschiebbar geführt ist, so ist nicht nur eine äußerst kompakte Bau­ weise gegeben, sondern es ist auch gewährleistet, daß durch Kippmomente bedingte Verkantungen in den Umlenk­ gliedern weitgehend ausgeschlossen sind. Der das in der Ebene der Umlenkglieder zwischen diesen angeordnete Wider­ lager übergreifende Verstellzylinder kann somit nämlich ebenfalls nahe den Umlenkgliedern vorgesehen werden und greift unmittelbar in diese ein, besondere Führungen sind demnach nicht erforderlich, vielmehr wird der Verstell­ zylinder zentrisch zwischen den Umlenkgliedern gehalten. Verformungen im Bereich der Umlenkglieder treten demnach nicht auf, vielmehr sind die Grundbacken insbesondere in Spannstellung exakt zentriert. Und da die vorschlagsge­ mäße Spannvorrichtung aus einem auf einer Konsole und einem auf dieser aufgesetzten herkömmlichen Kraftspann­ futter zusammengebaut werden kann, sind auch eine wirt­ schaftliche Herstellung sowie eine zuverlässige Betriebs­ weise bei hoher Standzeit gegeben. Ein vielseitiger Einsatz,insbesondere wegen der geringen Bauhöhe, ist demnach gewährleistet.If a tensioning device is designed according to the invention, in which a fixed contradiction between the deflection members Bearing is arranged on the one with this Acting adjustment cylinder can be moved as an adjustment element is not only an extremely compact construction given wisely, but it is also guaranteed that tilting in the deflection due to tilting moments are largely excluded. The one in the Level of the deflection members arranged between them cross-bearing adjustment cylinder can namely also be provided near the deflection members and intervenes directly in these, special tours are therefore not necessary, rather the adjustment  cylinder held centrally between the deflection members. Deformations in the area of the deflection members occur accordingly not on, rather the base jaws are particularly in Clamping position exactly centered. And there the suggestion moderate clamping device from one on a console and a conventional power clamp placed on this feed can be assembled are also a host economical production and reliable operation given with a long service life. A versatile Use, especially because of the low height therefore guaranteed.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten Aufspannvorrichtung darge­ stellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigt:In the drawing, an embodiment of the according of the invention trained clamping device Darge provides, which is explained in detail below. Here shows:
Fig. 1 die Aufspannvorrichtung in Vorderansicht und Fig. 1 shows the jig in front view
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. Fig. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte und mit 1 be­ zeichnete stationäre Aufspannvorrichtung dient zur Halte­ rung von Werkstücken auf Bohr-, Fräs- und Sondermaschinen insbesondere bei Serienarbeiten und besteht aus einer z. B. auf einer Werkzeugmaschine aufspannbaren Konsole 2 und einem mit diesem mittels Schrauben 35 fest verbundenen Futterkörper 3, in dem in radial gerichteten Nuten 4 verstellbare Grundbacken 5 eingesetzt sind. Mittels Schrauben 8 sind an den Grundbacken 5 Spannbacken 7 be­ festigt, zwischen denen ein nicht gezeigtes Werkstück einspannbar ist. Die Konsole 2 sowie der Futterkörper 3 bilden das Gehäuse der Aufspanneinrichtung 1.The BE in Figs. 1 and 2 shown with 1 recorded stationary jig is used for holding tion of workpieces on drilling, milling and special machines, in particular in series work and consists of a z. B. on a machine tool can be clamped console 2 and a chuck body 3 firmly connected to it by means of screws 35 , in which 4 adjustable base jaws 5 are inserted in radially directed grooves. By means of screws 8 5 clamping jaws 7 are fastened to the base jaws, between which a workpiece, not shown, can be clamped. The console 2 and the chuck body 3 form the housing of the clamping device 1 .
Zur Betätigung der Grundbacken 5 und somit auch der Spann­ backen 7 dient ein in Ausnehmungen 9 und 10 der Konsole 2 sowie des Futterkörpers 3 eingesetztes als Verstellzylinder 17 ausgebildetes Verstellglied, an dem Keilhaken 20 ange­ formt sind, die in an den Grundbacken 5 angebrachte Keil­ haken 6 eingreifen. Eine axiale Verstellbewegung des Verstellzylinders 17 wird somit in eine radiale Verstell­ bewegung der Grund- und Spannbacken 5 und 7 umgelenkt.To actuate the base jaws 5 and thus also the clamping jaw 7 is used in recesses 9 and 10 of the console 2 and the chuck body 3 used as an adjusting cylinder 17 formed adjusting member, on which wedge hooks 20 are formed, which hook into wedges attached to the base jaws 5 6 intervene. An axial adjustment movement of the adjusting cylinder 17 is thus deflected into a radial adjustment movement of the base and clamping jaws 5 and 7 .
Um den Verstellzylinder 17 bei einer Beaufschlagung durch Druckmittel axial zu verschieben, ist in der Ebene der Keilhaken 6 und 20 zwischen diesen ein Widerlager 11 ortsfest angeordnet, das in Form eines Kolbens 12 ausge­ bildet ist. Mittels einer Kolbenstange 13 ist der Kolben 12 am Boden der Konsola 2 abgestützt. Um dies zu bewerk­ stelligen, ist in die Kolbenstange 13 eine umlaufende Ring­ nut 14 eingearbeitet, und an der Konsole 2 ist eine zwei­ teilige Scheibe 15, 15′ mittels Schrauben 16 befestigt, die in die Ringnut 14 eingreift. Die Kolbenstange 13 und der Kolben 12 sind somit unverrückbar mit der Konsole 2 ver­ bunden.In order to axially shift the adjusting cylinder 17 when it is acted upon by pressure medium, an abutment 11 is arranged in the plane of the wedge hooks 6 and 20 between them, which abutment is formed in the form of a piston 12 . The piston 12 is supported on the bottom of the console 2 by means of a piston rod 13 . To accomplish this, a circumferential ring groove 14 is incorporated in the piston rod 13 , and on the bracket 2 a two-part disc 15 , 15 'is fastened by means of screws 16 which engage in the annular groove 14 . The piston rod 13 and the piston 12 are thus immovably connected to the console 2 a related party.
Auf der den Spannbacken 7 zugekehrten Seite umgreift der Verstellzylinder 17 das Widerlager 11, so daß ein Druckraum 30 gebildet ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist dagegen an dem Verstellzylinder 17 mittels Schrauben 19 eine Scheibe 18 befestigt, die zusammen mit dem Widerlager 11 einen weiteren Druckraum 29 einschließt. Über in der Konsole 2 und der Kolbenstange 13 eingearbeitete Kanäle 21 und 22 sowie 23 und 24 ist den Druckräumen 29 bzw. 30 wechselweise Druckmittel zuführbar. Durch in den Kolben 12, die Scheibe 18 sowie die Kolbenstange 13 eingesetzte Dichtungen 25, 26, 27 und 28 ist sichergestellt, daß der Druckraum 29 sowie die Druckmittelzuführung in die Kolbenstange 30 zuverlässig abgedichtet sind.On the side facing the clamping jaws 7 , the adjusting cylinder 17 engages around the abutment 11 , so that a pressure chamber 30 is formed. On the opposite side, on the other hand, a disk 18 is fastened to the adjusting cylinder 17 by means of screws 19 and, together with the abutment 11 , includes a further pressure chamber 29 . Pressure media can be alternately supplied to the pressure chambers 29 and 30 via channels 21 and 22 and 23 and 24 incorporated in the console 2 and the piston rod 13 . Seals 25 , 26 , 27 and 28 inserted into the piston 12 , the disk 18 and the piston rod 13 ensure that the pressure chamber 29 and the pressure medium supply to the piston rod 30 are reliably sealed.
Wird in der gezeigten Betriebsstellung dem Druckraum 29 über die Druckmittelkanäle 21 und 22 Druckmittel zugeführt, so wird die dem ortsfesten Widerlager 11 zugekehrte Stirn­ fläche der Scheibe 18 beaufschlagt und der mit dieser fest verbundene Verstellzylinder 17 wird nach links ver­ schoben. Mit Hilfe der Keilhaken 6 und 20 wird diese axiale Verstellbewegung des Verstellzylinders 17 in eine radiale Bewegung umgelenkt, die Grundbacken 5 und die mit diesen fest verbundenen Aufsatzbacken 7 werden dadurch nach außen verstellt, so daß die Spannvorrichtung 1 geöff­ net und ein Werkstück in diese eingelegt werden kann. Wird sodann bei entlüftetem Druckraum 29 dem Druckraum 30 Druckmittel zugeleitet, werden in gleicher Weise die Grund- und Spannbacken 5, 7 radial nach innen verschoben, das in die Spannvorrichtung 1 eingelegte Werkstück wird durch die Spannbacken 7 eingespannt.Is in the operating position shown the pressure chamber 29 via the pressure medium channels 21 and 22 pressure medium, so that the fixed abutment 11 facing the end face of the disc 18 is acted upon and the adjustment cylinder 17 firmly connected to this is pushed ver to the left. With the help of the wedge hooks 6 and 20 , this axial adjustment movement of the adjustment cylinder 17 is deflected into a radial movement, the base jaws 5 and the top jaws 7 firmly connected to them are thereby adjusted outwards, so that the clamping device 1 is opened and a workpiece inserted into it can be. If pressure medium 30 is then supplied to the pressure chamber 30 when the pressure chamber 29 is vented, the base and clamping jaws 5 , 7 are displaced radially inward in the same way, the workpiece inserted into the clamping device 1 is clamped by the clamping jaws 7 .
Zur horizontalen und vertikalen Aufspannung der Spannvor­ richtung 1, z. B. auf einer Werkzeugmaschine, ist die Konsole 2 mit einer achssenkrechten Aufspannfläche 31 sowie einer oder mehreren achsparallelen Aufspannflächen 33 ausgestattet. Die Konsole 2 weist dazu in Achsrichtung eine quadratische Querschnittsfläche auf und ist mit den Aufspannflächen 31 und 33 zugeordneten Ausnehmungen 32 bzw. 34 für Befestigungsschrauben bzw. Fixierbolzen ausge­ stattet. Ein vielseitiger Einsatz der kompakt bauenden Spannvorrichtung 1 ist demnach gegeben.For horizontal and vertical clamping of the Spannvor direction 1 , z. B. on a machine tool, the console 2 is equipped with an axially perpendicular clamping surface 31 and one or more axially parallel clamping surfaces 33 . For this purpose, the bracket 2 has a square cross-sectional area in the axial direction and is equipped with the clamping surfaces 31 and 33 associated recesses 32 and 34 for fastening screws and fixing bolts. A versatile use of the compact clamping device 1 is therefore given.

Claims (6)

1. Spannvorrichtung mit einem in einem Gehäuse angeord­ neten Verstellglied, das über Keilhaken oder ähnliche Umlenkglieder mit radial zu diesem in dem Gehäuse verschiebbar geführten Grund- oder Spannbacken trieb­ lich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zentrisch zwischen den Umlenkgliedern (Keilhaken 6) der Grund- oder Spannbacken (5, 7) etwa in einer Ebene mit diesen ein fest an dem Gehäuse (Konsole 2) abge­ stütztes Widerlager (11) eingesetzt ist, und daß das mit den Umlenkgliedern (Keilhaken 6) zusammenwirkende Verstellglied als von Druckmittel beaufschlagbarer Verstellzylinder (17) ausgebildet ist, der auf dem Widerlager (11) verschiebbar geführt ist und dieses auf einer oder beiden Seiten übergreift. 1. Clamping device with an adjusting member arranged in a housing, which is connected via wedge hooks or similar deflecting elements with radially displaceable to the base or clamping jaws guided displaceably in the housing, characterized in that the base is centered between the deflecting elements (wedge hooks 6 ) - or clamping jaws ( 5 , 7 ) approximately in one plane with these a abutment ( 11 ) supported firmly on the housing (console 2 ) is inserted, and that the adjusting element interacting with the deflecting elements (wedge hook 6 ) as an adjusting cylinder which can be acted upon by pressure medium ( 17 ) is formed, which is guided displaceably on the abutment ( 11 ) and engages over it on one or both sides.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (11) als ein mit einer Kolbenstange (13) versehener Kolben (12) ausgebildet ist, mittels der dieser auf der den Grund- oder Spannbacken (5, 7) gegenüberliegenden Seite an dem Boden des Gehäuses (Konsole 2) abgestützt ist.2. A clamping device according to claim 1, characterized in that the abutment (11) is designed as a connection provided with a piston rod (13) piston (12), by means of the latter on the the basic or clamping jaws (5, 7) opposite side to the bottom of the housing (console 2 ) is supported.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel zu einem oder beiden der durch das Widerlager (11) und den Verstellzylinder (17) gebildeten Druckräumen (29, 30) durch in die Kolben­ stange (13) des Kolbens (12) eingearbeitete Druckmittel­ kanäle (22, 24) zuführbar ist.3. Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure medium to one or both of the pressure chambers ( 29 , 30 ) formed by the abutment ( 11 ) and the adjusting cylinder ( 17 ) by in the piston rod ( 13 ) of the piston ( 12 ) incorporated pressure medium channels ( 22 , 24 ) can be fed.
4. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (13) mittels einer zweiteiligen mit dem Boden des Gehäuses (Konsole 2) verschraubten und in eine in die Kolbenstange (13) eingearbeiteten Nut (14) eingreifenden Scheibe (15, 15′) fest mit dem Gehäuse (Konsole 2) verbunden ist.4. Clamping device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the piston rod ( 13 ) by means of a two-part screwed to the bottom of the housing (console 2 ) and engaging in a groove ( 14 ) incorporated in the piston rod ( 13 ) Washer ( 15 , 15 ') is fixed to the housing (console 2 ).
5. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einer aufspannbaren Konsole (2) und einem die Grund- oder Spannbacken (5) und deren Umlenkglieder (Keilhaken 6) tragenden Futterkörper (3) gebildet ist, in denen in Ausnehmungen (9, 10) das Widerlager (11) und der Verstellzylinder (17) angeordnet sind.5. Clamping device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the housing is formed from a clampable bracket ( 2 ) and one of the base or clamping jaws ( 5 ) and their deflection members (wedge hook 6 ) carrying chuck body ( 3 ) , in which the abutment ( 11 ) and the adjusting cylinder ( 17 ) are arranged in recesses ( 9 , 10 ).
6. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsole (2) eine quadratische Querschnittsfläche aufweist, und daß zumindest eine der Seitenflächen (33) der Konsole (2) als Aufspannfläche ausgebildet ist.6. Clamping device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the bracket ( 2 ) has a square cross-sectional area and that at least one of the side surfaces ( 33 ) of the bracket ( 2 ) is designed as a clamping surface.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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