DE60209800T2 - Bewegungssystem für schiebetor - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schiebetorbewegungssystem.
- Ein Schiebetor umfasst normalerweise ein Tor, das eigentlich auf Rädern mit Kugel- oder Rollenlagern montiert ist, um sich translatorisch auf einer Führungsschiene oder einem Gleis entlang einer geraden Strecke zu bewegen, um einen Durchgang zu öffnen und zu schließen.
- Bewegungsvorrichtungen, die das Schiebetor bewegen und einen Getriebemechanismus umfassen, der aus einer Kupplung zwischen einer Zahnstange und einem Zahnkranz besteht, sind bekannt. Die Zahnstange ist integral mit dem Tor ausgebildet und horizontal angeordnet über fast die gesamte Länge des Tores, und der Zahnkranz ist mit einem Untersetzungsgetriebe eines Elektromotors verbunden, der an einem Träger befestigt ist, der im Boden integriert ist. Die Achse des Zahnkranzes liegt im Wesentlichen im rechten Winkel zu der horizontalen Torbewegungsrichtung. Die US-A-4610109 offenbart ein derartiges Schiebetor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
- Auf diese Weise treibt der Motor das Untersetzungsgetriebe an, wodurch der Zahnkranz zur Drehung und dessen Zähne zum Eingreifen in die Ausnehmungen der Zahnstange veranlasst werden, wobei die Zahnstangenzähne angestoßen werden. Als Ergebnis der drehenden Zahnkranzbewegung beginnt die Zahnstange, sich horizontal zu bewegen und, wegen der integralen Ausbildung mit dem Tor, zieht sie das Tor in die horizontale Bewegung.
- Schiebetore sind im Allgemeinen sehr schwer. Einige Tore können ein Gewicht von 1500 kg erreichen. Aus diesem Grund, und weil die Zähne des Zahnkranzes direkt durch einen Frontaldruck auf die Zähne der Zahnstange wirken, ist ein sehr hohes Drehmoment erforderlich, um drehend die Zahnstange zu bewegen. Dementsprechend muss die Zwischenschaltung von Untersetzungsgetrieben zwischen der Antriebswelle und dem Zahnkranz vorgesehen sein.
- Es sind andere Schiebetorbewegungssysteme bekannt, bei denen das Tor von einer Kette oder einem Riemen gezogen wird, der von einer Riemenscheibe oder einem motorisiertem Zahnkranz angetrieben ist. Auch in diesem Fall sollten Untersetzungsgetriebe zwischen der Antriebswelle und der Riemenantriebsscheibe vorgesehen sein.
- Schiebetorbewegungssysteme entsprechend dem Stand der Technik haben eine Anzahl von Nachteilen.
- Diese Bewegungssysteme sind zu kostspielig und schwerfällig, da ein Untersetzungsmechanismus zwischen der Antriebswelle und dem Zahnkranz, der die Torzahnstange oder -kette antreibt, vorgesehen ist. Des Weiteren ist der Untersetzungsmechanismus häufig Gegenstand der Abnutzung durch Reibung und erfordert eine Wartung und regelmäßigen Austausch.
- Aus diesem Grund, um den Untersetzungsmechanismus nicht überzudimensionieren, werden bei Schiebetoren entsprechend dem Stand der Technik Hochleistungs-Elektromotoren verwendet, wie zum Beispiel Drehstrommotoren, die direkt aus dem Netz versorgt werden.
- Jedoch setzt die Anwendung eines Drehstrommotors eine Versorgung des Motors über Stromkabel voraus, die durch das Tor hindurchführen und die Netzspannung übertragen (220–230 Volt). Dementsprechend, für den Fall, dass eines der Stromkabel nicht isoliert ist, würde sich diese auf das Tor entladen, das normalerweise aus Metall ist und ein guter Leiter werden würde, mit gefährlichen Folgen für jeden, der zufällig das Tor berührt.
- Des Weiteren würde jede Unterbrechung in der Netzversorgung den Motorbetrieb und somit auch die Torbewegung verhindern.
- Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der Nachteile der bekannten Technik durch Bereitstellung einer kostengünstigen und einfachen Vorrichtung für die Schiebetorbewegung.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer derartigen Vorrichtung für die Schiebetorbewegung, die zuverlässiger und sicherer für den Nutzer ist.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer derartigen Vorrichtung für die Schiebetorbewegung, die sowohl vielseitig einsetzbar als auch anpassbar zur Montage an Schiebtore ist, die gegenwärtig auf dem Markt sind.
- Diese Ziele werden entsprechend mit der Erfindung mit den Merkmalen erreicht, die in dem anhängenden Anspruch 1 aufgelistet sind.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Das Bewegungssystem gemäß der Erfindung ist geeignet zur Bewegung eines Schiebetors, wobei das Tor auf Rädern montiert ist, die auf einer geraden Schiene laufen. Das Bewegungssystem umfasst:
- – eine gerade Schiene, die integral mit dem Tor ausgebildet ist
- – Eingriffnahmemittel zur Eingriffnahme der Schiene, um eine horizontale Verschiebung des Tores zu bewirken, und
- – Aktivierungsmittel zum Bewegen der Eingriffnahmemittel.
- Die besondere Charakteristik der vorliegenden Erfindung wird dadurch verkörpert, dass die genannten Eingriffnahmemittel ein Rad mit einer Drehachse umfassen, die im Wesentlichen parallel zur horizontalen Richtung der Torbewegung verläuft. Ein derartiges Rad hat an seiner seitlichen umfänglichen Außenfläche Eingriffnahmeelemente, die die Schiene in Eingriff nehmen können, um die Schiene zu verschieben.
- Die Eingriffnahmelemente werden vorzugsweise verkörpert durch einen Gewindegang oder radiale Stifte, die schraubenförmig angeordnet sind. Auf diese Weise wird ein ausgezeichnetes Untersetzungsverhältnis zwischen dem Rad und der Schiene erzielt. Daher wird nur ein sehr kleines Drehmoment zum Start der Drehung des Rades benötigt, das die Schiene in Eingriff nimmt. Aus diesem Grund kann das Rad für die Drehung durch eine Antriebswelle angetrieben werden, die direkt mit dem Rad in Eingriff steht, ohne dass ein Untersetzungsmechanismus zwischengeschaltet sein muss.
- Außerdem kann bei diesem Bewegungssystem ein Gleichstrommotor eingesetzt werden mit großen Vorteilen bezüglich der Kosten, der Größe und der Sicherheit.
- Weitere Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die sich lediglich auf beispielhafte und daher nicht beschränkende Ausführungsformen bezieht, die in den Zeichnungen dargestellt sind, von denen:
-
1 eine Ansicht von oben ist, die schematisch das Schiebtorbewegungssystem entsprechend der Erfindung zeigt; -
2 eine axiale Schnittansicht einer Schnecke zeigt, die ein Teil des Bewegungssystems gemäß der Erfindung ist; -
3 eine Seitenansicht von rechts der2 ist; -
4 eine axiale Teilschnittansicht ist, die die Schnecke zeigt, an ihrem Träger befestigt und mit der Antriebswelle gekoppelt; -
5 eine Perspektivansicht ist, die schematisch eine zweite Ausführungsform des Schiebetorbewegungssystems entsprechend der Erfindung zeigt; -
6 eine Radialschnittansicht ist, die entlang eines Stiftes des Rades der Bewegungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung aufgenommen ist; -
7 eine Schnittansicht ist, die eine andere Ausführungsform der Torschiene zeigt, die mit dem Torbewegungssystem entsprechend der Erfindung verwendet wird; -
8 eine axiale Teilschnittansicht ist, die eine andere Ausführungsform des Motors zeigt, der das Torbewegungssystem entsprechend der Erfindung antreibt. - Mit Hilfe der Darstellungen wird das Schiebtorbewegungssystem gemäß der Erfindung beschrieben.
- Zunächst wird eine erste Ausführungsform der Erfindung mit Blick auf die
1 –4 beschrieben. -
1 zeigt schematisch ein Tor, das mit der Nummer1 bezeichnet ist. Das Tor1 auf Rädern montiert, die sich entlang gerader Schienen in horizontaler Richtung des Doppelpfeils F1 drehen können. An dem Tor1 ist integral eine Schiene2 befestigt, die von gerader Form ist und sich fast über die gesamte Länge des Tors1 erstreckt. - Die Schiene
2 umfasst mehrere Zähne3 , die voneinander durch mehrere Ausnehmungen4 getrennt sind. Die Größe der Ausnehmungen4 ist beispielsweise etwa 4 mm und die Ganghöhe zwischen einem Zahn3 und dem nächsten ist etwa 12 mm und die Steigung des Schnittwinkels jedes Zahns3 ist etwa 1,094°. - Eine Schnecke
5 ist drehbar an zwei Lagerhalterungen6 ,6' drehbar befestigt, getragen von einem Rahmen7 , der integral mit dem Boden ausgebildet ist. Die Schnecke5 ist derart angeordnet, dass ihre Drehachse im Wesentlichen parallel zu der horizontalen Bewegungsrichtung des Tores1 gehalten ist. Auf diese Weise greift die Gewindegänge8 des Außengewindes der Schnecke5 in die Ausnehmungen4 der Schiene2 . - Die Schnecke
5 dreht sich um ihre eigene Achse mittels eines Elektromotors9 , der durch einen Tragrahmen10 , der im Boden integriert ist, gestützt wird. Da der Gewindegang8 der Schnecke5 in die Ausnehmungen4 der Schiene2 greift, verursacht eine Drehung der Schnecke5 in Richtung des Pfeils F2 oder in die entgegengesetzte Richtung eine Verschiebung des Tores1 in Richtung des Pfeils F1. Tatsächlich bewirkt ein Gleiten über die Seitenflächen der Gewindegänge8 an der Schnittfläche der Zähne3 , die um etwa 1° geneigt ist, eine Vorwärtsbewegung der Schiene2 . - Wie in den
2 und3 dargestellt ist, umfasst die Schnecke5 ein Rad11 mit einem im Wesentlichen zylindrischen Körper mit einem schraubenförmigen Gewindegang, der an der Seitefläche ausgebildet ist. Beispielsweise wird ein Rechtsgewinde verwendet mit einer Ganghöhe von 12 mm, derselben wie die Ganghöhe der Zähne3 der Schiene2 . Die Dicke der Gewindegänge8 beträgt etwa 3,6 mm, dies liegt leicht unter der Größe der Ausnehmungen4 der Schiene2 , so dass die Gewindegänge8 in die Ausnehmungen4 der Schiene2 eingreifen können. Der Gesamtaußendurchmesser der Schnecke5 beträgt etwa 220 mm, aber dieser kann vergrößert oder verkleinert werden in Abhängigkeit von dem gewünschten Untersetzungsverhältnis. - In der Mitte des zylindrischen Körpers des Rades
11 ist eine Durchgangsöffnung12 mit einer Längsnut13 ausgebildet, zur Aufnahme einer Antriebswelle, die sich gemeinsam mit dem Rad11 dreht. Wie4 zeigt, ist eine Welle14 innerhalb der axialen Öffnung12 befestigt, die einen hervorstehenden Bereich15 vorsieht, der in die Nut13 eingreift. Die Welle14 ist drehgelagert von Lagern16 ,16' , die in Lagerhalterungen6 ,6' entsprechend angeordnet sind. Die Welle14 kann die Welle des Motors9 sein, oder kann mit der Welle18 des Motors9 durch eine Kupplung17 verbunden sein ohne einen Untersetzungsmechanismus verwenden zu müssen. - Bei der Verwendung eine Anordnung zur Bewegung des Tores
1 wie der oben erläuterten, wird das kinematische Funktionsverhalten hauptsächlich von der Gleitreibung zwischen den Gewindegängen8 der Schnecke5 und den Zähnen3 der Schiene beeinflusst. Dennoch kann in Übereinstimmung mit der Ganghöhe des verwendeten Gewindeganges ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis erzielt werden, dass eine Verwendung des Motors für einen direkten Antrieb der Schnecke ohne Verwendung eines Untersetzungsmechanismus gestattet. - Offensichtlich kann anstelle einer Schnecke mit einem kontinuierlichen schraubenförmigen Gewindegang eine Schnecke mit einem diskontinuierlichen schraubenförmigen Gewindegang verwendet werden, was bedeutet, dass ein Gewindegangabschnitt, der schraubenförmig angeordnet ist, in die Ausnehmungen
4 der Schiene2 eingreifen kann. - Mit Bezug auf die
5 und6 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung des Schiebetorbewegungssystems entsprechend der Erfindung dargestellt, bei der Elemente, die identisch mit denen sind oder denen entsprechen, die bereits in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurden, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und ihre detaillierte Beschreibung wurde ausgelassen. -
5 zeigt eine Schiene, die integral mit dem Tor1 ausgebildet ist, und eine Antriebswelle18 , die mit einem Rad oder einer Trommel105 verkeilt ist, welche mit einer Rotationsachse im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des Tors1 angeordnet ist. Das Rad105 unterscheidet sich dabei wesentlich von dem Rad5 der ersten Ausführungsform. - Das Rad
105 umfasst einen zylindrischen Körper111 , an dem mehrere zylindrische Stifte108 vorgesehen sind, die radial von der Seitenfläche des zylindrischen Körpers111 abstehen. Die zylindrischen Stifte108 folgen einer schraubenförmigen Bahn entlang der Seitenfläche des zylindrischen Körpers111 . Jeder Stift108 ist drehbar um seine eigene Achse an dem Radkörper mittels eines Käfigs120 von Rollen121 montiert, besser dargestellt in6 . Selbstverständlich können die Rollen121 durch Kugellager ersetzt werden. - Der äußere Durchmesser jedes Stifts
108 liegt unter der Größe der Ausnehmungen4 der Schiene2 . Folglich bewirkt eine Rotation des Rades105 in Richtung der Pfeile F2 eine Verschiebung des Tores1 in Richtung der Pfeile F1. In diesem Fall gibt es zwischen den Stiften108 des Rades105 und den Zähnen3 der Schiene2 eine Rollreibung, die bekanntlich viel geringer als Gleitreibung ist. Demzufolge ist diese Ausführungsform besonders vorteilhaft für den Fall, dass das Drehmoment, das vom Motor zu Verfügung gestellt wird, minimiert werden soll. - Durch Berechnungen und experimentelle Versuche, bei denen die beste Ganghöhe der schraubenförmigen Bahn der Stifte
108 ausgewählt wurde, und durch die Verwendung von Materialien mit geringem Reibungskoeffizienten, hat die Anmelderin erkannt, dass alles, was für das Bewegen eines Tores von etwa 1500 kg mit einem hohen Sicherheitsbereich erforderlich ist, ist ein Elektromotor mit einer Leistungsaufnahme von etwa 70 W. - Dementsprechend kann ein Gleichstrommotor verwendet werden, der mit einer Spannung in einem Bereich von 12 bis 24 V gespeist wird. Folglich wird in dem Motorsteuerungskasten ein Spannungstransformator vorgesehen sein, der die Netzspannung in eine Gleichspannung umwandelt, mit der der Motor betrieben werden kann. Außerdem wird der Motor mit einer Batterie verbunden, mit der er im Falle eines Netzausfalls betrieben werden kann.
- Dies bringt eine Reihe von Vorteilen, wie zum Beispiel:
- – höhere Energieeinsparung,
- – kleinere Außenabmaße,
- – geringere Motor- und Steuerungskosten,
- – größere Sicherheit im Falle nichtisolierter Motorstromkabel,
- – die Möglichkeit, den Motor über eine Hilfsbatterie zu betreiben.
-
7 zeigt eine verbesserte Schiene2 , die integral mit dem Tor ausgebildet ist, bei der die Reibung in dem Schneckenbewegungssystem weiter reduziert werden kann. In dieser Variante der Ausführungsform ist in jedem Zahn3 der Schiene eine Rolle204 befestigt, die sich um eine Drehachse dreht, die im rechten Winkel zu der Drehachse des Rades5 ,105 der Schnecke angeordnet ist. Die Rollen204 sind vorzugsweise aus Hartplastik wie zum Beispiel Polyamid hergestellt. - Genauer gesagt, ist jede Rolle
204 drehbar auf einem entsprechenden Stift202 montiert, der mittels Presspassung mit einer zylindrischen Öffnung201 in Eingriff steht, die in jedem Zahn3 der Schiene ausgebildet ist. Der Stift202 hat einen vergrößerten Kopf203 , um die Rolle204 während der axialen Bewegung zwischen dem Stiftkopf und dem Ende des Zahns der Schiene zurückzuhalten. - Auf diese Weise bewirkt die Drehung der Schnecke
5 eine Rollreibung der Gewindegänge8 mit den sich drehenden Rollen204 der Schiene. - Auch wenn die Darstellungen einen Motor
9 mit einer Antriebswelle18 in einer Achse mit der Schnecke5 oder dem Rad105 , wie in8 dargestellt, zeigen, kann eine Abwandelung vorgesehen sein, in der der Motor9 über der Schnecke5 oder dem Rad105 , das mit der Torschiene in Eingriff steht, angeordnet ist. - In diesem Fall sind auf einer Basis
301 zwei Halterungen302 montiert, die eine vertikale Stütze303 halten, an der zwei weitere Flansche305 ,304 befestigt sind, die eine Nabe306 tragen. An dem Flansch304 ist über der Nabe306 eine einstellbare Halterung318 montiert, die einen Motor9 trägt. Die Antriebswelle18 des Motors9 trägt ein Ritzel320 , das eine Drehung eines Zahnriemens319 bewirkt, und dieser Zahnriemen bewirkt eine Drehung einer Riemenscheibe315 . - Die Riemenscheibe
315 ist auf einer Achse311 mittels einer Passfeder314 verkeilt. Die Achse311 ist drehbar mittels eines Lagers307 in der Nabe306 gelagert. Das andere Ende der Achse311 ist mittels einer Passfeder310 mit der Schnecke5 oder dem Rad105 verkeilt. Auf diese Weise liegt der Motor9 über der Schnecke5 oder dem Rad105 . - Zahlreiche Änderungen der Einzelheiten können im Rahmen der Möglichkeiten eines Fachmannes an diesen Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen werden, die in jedem Fall unter den Schutzumfang der Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen fallen.
Claims (13)
- Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem, wobei das Tor (
1 ) auf Rädern montiert ist und auf einer geraden Schiene gleitet, wobei das Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem Folgendes umfasst: – eine gerade Schiene (2 ), die mit dem Tor (1 ) integral ausgebildet ist und mehrere Zähne (3 ) umfasst, die durch mehrere Ausnehmungen (4 ) voneinander getrennt sind; – Eingriffnahmemittel (5 ,105 ) zur Eingriffnahme der genannten Schiene (2 ), um eine horizontale Verschiebung des Tores zu bewirken; und – Aktivierungsmittel (9 ) zum Bewegen des genannten Eingriffnahmemittel (5 ,105 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffnahmemittel (5 ,105 ) ein Rad oder eine Trommel (11 ,111 ) umfassen, das bzw. die eine Achse hat, die im Wesentlichen parallel zur horizontalen Verschiebungsrichtung des Tores verläuft, und Eingriffnahmeelemente (8 ,108 ) aufweist, die an seiner bzw. ihrer seitlichen umfänglichen Außenfläche angeordnet sind, um die genannte Schiene (2 ) in Eingriff zu nehmen. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Eingriffnahmemittel eine Schnecke (
5 ) umfassen und die genannten Eingriffnahmeelemente die Gewindegänge (8 ) des äußeren Gewindes der Schnecke sind und die Zähne (3 ) der Schiene mit einer leicht angewinkelten Schnittfläche angeordnet sind. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ganghöhe des Gewindes der Schnecke (
5 ) im Wesentlichen die gleiche ist wie die Ganghöhe der Zähne (3 ) der Schiene und die Dicke jedes Gewindeganges (8 ) der Schnecke (5 ) ein wenig kleiner ist als die Größe der Ausnehmungen (4 ) der Schiene. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffnahmeelemente zylindrische Stifte (
108 ) sind, die radial von der seitlichen Umfangsfläche des Rades (111 ) vorstehen und schraubenförmig entlang der seitlichen Umfangsfläche des Rades (111 ) angeordnet sind. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Stifte (
108 ) um ihre eigene Achse drehbar angebracht sind. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zylindrischen Stifte (
108 ) in Käfigen (120 ) von Rollen (121 ) oder Lagern angeordnet sind. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Rad (
11 ,111 ) um seine eigene Achse drehbar an Trägermitteln (6 ,6' ), die integral mit dem Boden ausgebildet sind, angebracht ist. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Kugellager (
16 ,16' ) zwischen den genannten Trägermitteln und dem genannten Rad (11 ,111 ) angeordnet sind, um das Rad (11 ,111 ) während der Drehung zu stützen. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einigen der Zähne (
3 ) der genannten Schiene Rollen (204 ) drehbar montiert sind, deren Drehachse im Wesentlichen im rechten Winkel zu dem genannten Rad (11 ) verläuft, so dass bei Eingriffnahme mit den Eingriffnahmemitteln (8 ) des Rades (11 ) eine Rollreibung entsteht. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungsmittel ein Elektromotor (
9 ) ist, dessen Welle (18 ) direkt mit dem genannten Rad (11 ,111 ) verbunden ist, um es zu drehen. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (
9 ) so angeordnet ist, dass seine Welle (18 ) parallel zur Achse (311 ) der Eingriffnahmemittel (5 ,105 ) verläuft, und dass ein Riementrieb (319 ) vorhanden ist, um eine Bewegung von dem Motor (9 ) zu der Achse zu übertragen. - Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Elektromotor ein Gleichstrommotor ist, der durch Gleichstrom im Bereich von 12 Volt bis 24 Volt aus einem Stromtransformator betrieben wird, der Netzwechselspannung in Gleichstrom umwandeln kann.
- Schiebetor mit einem Schiebetorbewegungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommotor (
9 ) an eine Batterie angeschlossen ist, so dass er auch dann mit Strom versorgt werden kann, wenn es zu einem Netzstromausfall kommt.
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Publications (2)
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