ES2836728T3 - Sistema de estampado - Google Patents

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Abstract

Sistema de estampado que comprende: - una unidad de estampado con al menos un rodillo de estampado (G1; G2) dispuesto para estampar una banda de papel (VI; V2) destinada a unirse con otra banda (V2, V1) mediante encolado; y - una unidad de encolado asociada con la unidad de estampado, con un depósito (T) que contiene la cola utilizada para realizar dicho encolado y un dispositivo dispensador de cola (GD) que comprende un rodillo de cliché (CR) adaptado distribuir por contacto la cola contenida en el depósito (T) sobre una de dichas bandas (VI, V2) mientras se realiza el estampado, girando dicho rodillo de cliché (CR) a una velocidad angular prefijada alrededor de un eje (x) paralelo a dicho al menos un rodillo de estampado (G1; G2); - un sensor (2) apto para producir señales eléctricas con una amplitud y/o frecuencia relacionada con las vibraciones a las se ve expuesto instantáneamente dicho rodillo de cliché (CR), mientras que éste gira alrededor de dicho eje (x); - una unidad de control (1) que durante el funcionamiento del sistema recibe datos instantáneos de la amplitud y/o frecuencia de las señales producidas por dicho sensor (2) y los compara con datos de referencia; caracterizado por que los datos de referencia están contenidos en un archivo (DB) previamente adquirido al probar la unidad de estampado y la unidad de encolado en condiciones de distribución regular y respectivamente no regular de la cola en el rodillo de cliché (CR), estando dichos datos de referencia constituidos respectivamente por un primer conjunto de datos de amplitud y/o datos de frecuencia representativos de vibraciones normales y un segundo conjunto de datos amplitud y/o frecuencia representativos de vibraciones anormales, estando la unidad de control (1) programada para generar una señal de alarma si al menos un dato instantáneo de amplitud y/o frecuencia de las señales producidas por dicho sensor (2) corresponde al menos a un dato de amplitud y/o frecuencia del segundo conjunto.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de estampado
La presente invención se refiere a un sistema de estampado.
Más en concreto, la presente invención se refiere a un sistema de estampado en el que se utiliza cola para unir entre sí dos o más bandas de material de papel para producir rollos de papel, normalmente denominados «logs», a partir de los cuales se obtienen rollos de papel higiénico, rollos de papel de cocina, etc.
Se sabe que la producción de logs de material de papel, a partir de los cuales se obtienen, por ejemplo, rollos de papel higiénico o rollos de papel de cocina, implica la alimentación de una banda de papel, formada por una o más capas superpuestas, en una trayectoria predeterminada a lo largo de la cual se realizan varias operaciones antes de proceder a la formación de los logs, incluida una preincisión transversal de la banda para formar líneas precortadas que la dividen en hojas desprendibles que se pueden separar. La formación de logs implica el uso de tubos de cartón, normalmente denominados «núcleos» por cuya superficie se distribuye una cantidad predeterminada de cola para permitir que la banda de papel se adhiera a los núcleos introducidos gradualmente en la máquina que produce los logs, máquina normalmente denominada «rebobinadora». La formación de los logs también implica el uso de rodillos de bobinado dispuestos en la cuna, que fuerzan cada núcleo para que gire alrededor de su eje longitudinal determinando así el bobinado de la banda en el mismo núcleo. Uno de los rodillos se encuentra debajo de la cuna, mientras que otros rodillos están colocados por encima de la cuna. El proceso termina cuando se enrolla un número predeterminado de hojas en el núcleo y se pega una solapa de la última hoja en la hoja subyacente del rollo así formado (operación denominada «solapa de cierre»). Al alcanzarse el número predeterminado de hojas enrolladas en el núcleo, la última hoja del log completo se separa de la primera hoja del siguiente log, por ejemplo, mediante un chorro de aire comprimido dirigido hacia una línea de precorte correspondiente. En ese punto, se descarga el log de la rebobinadora. La patente EP1700805 describe una máquina rebobinadora que funciona de acuerdo con el esquema de funcionamiento anterior.
La banda de papel utilizada por la máquina rebobinadora puede estar compuesta por varias capas que previamente se han estampado y unido entre sí mediante encolado en una unidad que comprende un número predeterminado de rodillos de estampado con los que está asociada una unidad de encolado para distribuir cola sobre al menos una de las capas sometida a estampado. En general, la unidad de encolado comprende un rodillo anilox que recoge la cola de un depósito de entrada especial y un rodillo de cliché que recibe por contacto la cola del rodillo anilox y la distribuye sobre el velo que se ha de pegar. Si la cola del depósito es insuficiente o no se distribuye correctamente por el rodillo anilox, el contacto entre este último y el rodillo de cliché (los rodillos en cuestión giran a diferentes velocidades) provoca sobrecalentamiento que, en particular, puede dañar el rodillo de cliché. Los sistemas basados en el control de temperatura del rodillo de cliché no son adecuados porque van con retraso ya que la detección de sobrecalentamiento se produce cuando este fenómeno ya ha ocurrido.
El documento US5876530A da a conocer un rodillo de aplicación de cola que al girar a una velocidad circunferencial dada se mueve para tocar un rodillo de corrugación del lado aguas abajo o un rodillo de corrugación superior que gira a otra velocidad circunferencial a través de un papel central y, en respuesta a una variación de vibración, ruido, par de accionamiento o fuerza de reacción de presión del rodillo de aplicación de cola resultante, se ajusta una posición de corrección del rodillo de aplicación de cola en el rodillo de corrugación del lado aguas abajo, por lo que se mantiene un espacio entre el rodillo de aplicación de cola y el rodillo de corrugación del lado aguas abajo aproximadamente con el grosor del papel central.
El documento US6470294B1 da a conocer un sistema y un método para determinar la dosis de aplicación de cola líquida en cartón corrugado en una corrugadora. Un sensor que emplea el principio de absorción infrarroja mide la cantidad de agua en la superficie del rodillo de encolado aguas arriba del punto de aplicación de la cola en el medio de cartón corrugado. Un segundo sensor que emplea el principio de absorción infrarroja mide la cantidad de agua en la superficie del rodillo de encolado aguas abajo del punto de aplicación de la cola en el medio de cartón corrugado. Al utilizar coeficientes de calibración, las señales de salida de los dos sensores se convierten después en mediciones de espesor de película. La medición de espesor de película aguas abajo se resta después de la medición de espesor de película aguas arriba para calcular la reducción del espesor de película causada por la aplicación intermedia de la cola en el medio. El documento WO2004/096684 da a conocer un aparato para hacer que bandas de papel se desprendan dentro de máquinas rebobinadoras, estando las bandas provistas, a intervalos regulares, de una perforación transversal que subdivide las bandas en hojas unidas entre sí, aunque capaces de separarse en correspondencia con dichas líneas de perforación. El aparato comprende medios para hacer que las bandas se desprendan al pasar por una línea de perforación que separa la última hoja de un log, en el transcurso de la formación, de la primera hoja del siguiente log que se ha de formar. Los medios de desprendimiento son de tipo neumático capaces de dirigir un chorro de aire comprimido hacia la línea de perforación.
El documento US2001/047850 se refiere a un dispositivo para fabricar una hoja compuesta que comprende al menos una hoja corrugada y al menos una hoja plana que se pega a los picos de onda de la hoja corrugada, comprendiendo dicho dispositivo al menos un rodillo estriado para dar forma y/o mantener la forma de la hoja corrugada, estando dicho rodillo cubierto con la hoja corrugada alrededor de una parte de su circunferencia durante el funcionamiento, y una unidad de encolado para aplicar una cola líquida utilizada para unir la hoja corrugada a la hoja plana, teniendo dicha unidad de encolado un rodillo de encolado cuya superficie exterior se recubre continuamente con una película de cola y cuyo eje es sustancialmente paralelo al del rodillo estriado, siendo accionado dicho rodillo de encolado aproximadamente a la misma velocidad periférica que la del rodillo estriado, y siendo posible utilizar medios para acercar más los rodillos entre sí, para mover dicho rodillo de encolado con su superficie exterior contra la parte de la circunferencia del rodillo estriado que está cubierta con la hoja corrugada, a una posición en primer plano que permita que la cola sea transmitida a los picos de onda de la hoja corrugada, formando así un espacio de pegado.
El objeto principal de la presente invención es proponer un sistema de estampado/encolado provisto de un mecanismo de control particularmente rápido y eficiente.
Este resultado se ha logrado, de acuerdo con la presente invención, adoptando la idea de implementar un sistema con las características que se indican en la reivindicación 1. Otras características de la presente invención son el asunto de las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con la presente invención, durante el funcionamiento se pretende comparar las vibraciones del rodillo de cliché con un modelo de referencia previamente formado en una fase de prueba de la unidad en la que el rodillo de cliché está instalado, observando que las vibraciones de dicho componente pueden variar dependiendo de la cantidad de cola realmente presente en su superficie. El modelo de referencia se puede construir haciendo funcionar la estampadora en diferentes regímenes, es decir, en condiciones de distribución correcta y respectivamente incorrecta de la cola en el rodillo de cliché, detectando sus vibraciones. Durante el funcionamiento del sistema, un dispositivo sensor detecta las vibraciones del rodillo de cliché y produce señales eléctricas correspondientes que, convertidas en datos numéricos, son utilizadas por una unidad de control que las compara con los datos detectados y registrados en el modelo de referencia. Si los valores instantáneos detectados durante el uso del sistema difieren de los anteriores valores de referencia adquiridos, la unidad de control genera una señal de alarma eléctrica que se puede utilizar para accionar una señal acústica y/o luminosa y/o para controlar la parada de la planta o la ralentización de las unidades que forman la propia planta hasta que se restauran las condiciones de funcionamiento correctas. En la fase de construcción del modelo de referencia, se utiliza un dispositivo sensor, preferiblemente el mismo dispositivo utilizado posteriormente cuando el sistema está en funcionamiento, adecuado para producir señales eléctricas de amplitud y frecuencia relacionadas con las vibraciones del sistema en fase de prueba.
Al detectarse las vibraciones del rodillo de cliché durante el funcionamiento y compararlas con los datos de un modelo de referencia previamente adquirido, es posible comprobar en tiempo real si el rodillo de cliché está adecuadamente lubricado con la cola o no y por tanto intervenir en tiempos extremadamente cortos para restaurar las condiciones de funcionamiento correcto, a fin de reducir significativamente el riesgo de que este componente caro de la planta se dañe debido a una distribución insuficiente, o en cualquier caso incorrecta, de la cola por su superficie.
Cualquier experto en la materia comprenderá mejor estas y otras ventajas y características de la presente invención, gracias a la siguiente descripción y a los dibujos adjuntos, que se proporcionan a modo de ejemplo, aunque no deben considerarse como una limitación, en los que:
- La figura 1 representa esquemáticamente una unidad operativa para estampar y encolar dos capas de material de papel que se puede utilizar en una planta de conversión de papel según la presente invención; - La figura 2 representa un diagrama de bloques simplificado de un sistema para controlar la unidad operativa mostrada en la figura 1;
- Las figuras 3 y 4 representan esquemáticamente un posible transcurso de tiempo de la amplitud de la señal producida por el sensor (2);
- La figura 5 representa esquemáticamente la señal producida por el sensor (2) en el dominio de la frecuencia.
La unidad operativa (OU) representada esquemáticamente en la figura 1 comprende un par de rodillos de estampado con contrarrodillos respectivos (G1, G2) superpuestos verticalmente, es decir, con los correspondientes ejes de rotación orientados y alineados horizontalmente a lo largo del mismo eje vertical. La unidad (OU) también comprende un distribuidor de cola con un depósito (T), un rodillo anilox (AR) y un rodillo de cliché (CR) cuyos ejes son paralelos a los de los rodillos de estampado. El depósito (T) contiene la cola que se usa para pegar dos capas de material de papel (VI, V2) suministradas por bobinas respectivas colocadas en desbobinadoras (no se muestran en los dibujos) dispuestas aguas arriba de la unidad (UO) con respecto a la dirección (A) de la que proceden las mismas capas (VI, V2). Estas últimas, al pasar entre los rodillos de estampado y los respectivos contrarrodillos (G1, G2), se estampan. El rodillo anilox (AR), al girar alrededor de su propio eje, recoge la cola del depósito (T) y la transfiere al rodillo de cliché (CR) que, a su vez, la distribuye sobre la capa (V1) sometida a estampado por el rodillo y el contrarodillo respectivo (G1). Por lo tanto, la capa (V1) se pegará a la capa (V2) tratada por el rodillo y por el contrarrodillo (G2) formando la banda (W) que sale de la unidad (OU) a lo largo de la dirección (AW) para alimentar una rebobinadora (RW), predispuesta aguas abajo, que bobina la banda (W) para producir logs destinados a ser cortados transversalmente para obtener rollos de papel higiénico, de papel de cocina, etc. En general, el rodillo de cliché y el rodillo anilox tienen diferentes velocidades de rotación para permitir que la cola sea dosificada de manera diferente dependiendo del producto que se vaya a producir. La estructura y el funcionamiento de tal unidad operativa son conocidos por los expertos en la técnica. La estructura y el funcionamiento de las rebobinadoras, así como también la estructura y el funcionamiento de las desbobinadoras también son conocidos. Alternativamente, de acuerdo con un esquema también conocido por los expertos en la técnica, en la unidad (OU) una capa (V2) no está estampada. En este caso, el rodillo y el contrarrodillo de la pareja (G2) forman un dispositivo de guía para la capa (V2) que permanece lisa y se pega a la capa (V1) que en cambio está estampada. Normalmente, la unidad de encolado (T, a R, CR) está dispuesta en una estructura de soporte respectiva (S) que permite colocarla en posición operativa (configuración en la que el rodillo de cliché CR está acoplado en un rodillo de estampado) y en posición no operativa (configuración en la que el rodillo de cliché CR está separado del rodillo de estampado al que en cambio se acerca en la fase de funcionamiento.
Según la presente invención, la mencionada unidad operativa (OU) es controlada por una unidad de control programable (1) que controla los motores (M1, M2) que determinan la rotación de los rodillos de estampado y de los contrarodillos correspondientes (G1, G2), los motores (MA, MC) de los rodillos anilox (AR) y de cliché (CR), y el accionador (AS) que determina el movimiento del soporte móvil (S) de la unidad de encolado (T, AR, CR). Un sensor (2) capaz de detectar las vibraciones del rodillo de cliché (CR) está conectado a una entrada correspondiente de la unidad de control (1). Por ejemplo, dicho sensor (2) es un acelerómetro del tipo SKF CMSS2200. Por ejemplo, este sensor (2) detecta las vibraciones de un rodamiento que soporta un extremo del árbol del rodillo de cliché (CR) para detectar las vibraciones del propio árbol. El sensor (2) produce señales eléctricas representativas de las vibraciones a las que se somete el rodillo de cliché (CR) durante su funcionamiento. Es decir, las señales eléctricas producidas por el sensor (2) son señales de amplitud y frecuencia determinadas por las vibraciones del rodillo de cliché (CR).
En una etapa de realización del sistema de control objeto de la presente invención, la unidad operativa (OU) funciona en condiciones normales (es decir, en condiciones de lubricación adecuada del rodillo de cliché CR que recibe cola del rodillo anilox AR en cantidad suficiente para garantizar la lubricación), y en condiciones de mala lubricación (es decir, en condiciones de lubricación insuficiente del rodillo de cliché CR que recibe cola del rodillo anilox AR en cantidad no suficiente para garantizar una lubricación correcta), detectando las vibraciones del rodillo de cliché (CR) en cada una de estas condiciones de funcionamiento reproducidas de forma especial. Preferiblemente, dichas vibraciones se detectan con el mismo sensor (2) utilizado posteriormente durante el funcionamiento del sistema. Dichas mediciones, es decir, la amplitud y/o frecuencia de las señales producidas por el sensor utilizado para detectar las vibraciones del rodillo de cliché (CR), se registran en un archivo de datos (DB) que es utilizado por la unidad de control (1) como se indica a continuación. Por ejemplo, el archivo (DB) se puede registrar en una sección de memoria de la unidad de control (1). En la práctica, durante la formación del archivo (DB), se reproducen tanto condiciones de funcionamiento normales como anormales de la unidad (OU) y los datos de amplitud y/o frecuencia de señales eléctricas producidas por las vibraciones del rodillo de cliché (CR) son registrados por un transductor que convierte tales vibraciones en señales eléctricas. Los datos registrados de ese modo se utilizan después como modelo de referencia en la fase de uso productivo real de la unidad operativa (OU). De hecho, durante el funcionamiento de la unidad (OU), la unidad de control (1) recibe continuamente los datos correspondientes a las señales producidas por el sensor (2) y los compara con los datos del archivo (DB). Si los datos relacionados con las vibraciones detectadas por el sensor (2) corresponden a los datos del archivo (DB) que representan condiciones de funcionamiento anómalas, la unidad de control (1) interviene en los motores (M1, M2, MA, MC) para ralentizar la rotación de los rodillos conectados a ellos o también para detener su rotación. En este último caso, la unidad de control (1) también se puede programar para activar el accionador (AS) a fin de distanciar la unidad de encolado (T, AR, CR) de los rodillos de estampado. La figura 3 representa esquemáticamente el transcurso de tiempo de la señal eléctrica (SH) producida por el sensor (2) durante el funcionamiento (fase de uso operativo) de la unidad (OU). Las líneas de puntos (UL, Ll ) representan el límite superior (UL) e inferior (LL) de un campo dentro del cual la amplitud (y) de la señal (SH) puede variar con el tiempo (t) sin que la unidad de control (1) genere ninguna señal de alarma. Los valores (UL, LL) se determinan en la fase de prueba de la unidad (OU) y representan dos valores límite de la amplitud de señal (SH) detectada en condiciones de lubricación correcta del rodillo de cliché (CR). En el ejemplo mostrado en la figura 3, en el tiempo t1 la amplitud de señal (SH) está fuera del campo (UL-LL). Por lo tanto, en el tiempo t1, la unidad de control (1) genera la señal de alarma que determina la activación del procedimiento programado (ralentización o detención del sistema).
Alternativamente, con referencia a la figura 4, la unidad de control (1) se puede programar para generar dicha señal de alarma si la tendencia de la señal (SH) es tal que los valores límite (UL, LL) se superan durante un número predeterminado (N) de veces en un intervalo de tiempo (AT) también preestablecido. En el ejemplo de la figura 4, la señal (SH) está fuera de los límites (UL, LL) más de 2o veces en el intervalo de tiempo At = t2-t 1. Si At>AT y el valor preestablecido para el número (N) es igual a 20, entonces la unidad de control (1) genera la señal de alarma que determina la activación del procedimiento programado (ralentización o detención del sistema).
La figura 5 representa esquemáticamente los valores instantáneos (a) de la señal producida por el sensor (2) en función de las frecuencias (f). En este gráfico se muestra cualitativamente una posible distribución (DF), que muestra un valor límite (aL) asumido como referencia para la unidad de control (1), de manera similar a lo expresado anteriormente con referencia a los datos de amplitud de la señal producida por el sensor (2).
En la descripción anterior podemos apreciar que es evidente que un sistema de estampado según la presente invención comprende:
- una unidad de estampado con al menos un rodillo de estampado (G1; G2) dispuesto para estampar una banda de papel (V1; V2) destinada a unirse con una banda adicional (V2, V1) mediante encolado;
- una unidad de encolado asociada con la unidad de estampado, con un depósito (T) que contiene la cola utilizada para realizar dicho encolado y un dispositivo dispensador de cola (GD) que comprende un rodillo de cliché (CR) adaptado para distribuir por contacto la cola contenida en el depósito (T) sobre una de dichas bandas (V1, V2) mientras se realiza el estampado, girando dicho rodillo de cliché (CR) a una velocidad angular prefijada alrededor de un eje (x) paralelo a dicho al menos un rodillo de estampado (G1; G2);
- un sensor (2) apto para producir señales eléctricas con una amplitud y/o frecuencia relacionada con las vibraciones a las que se ve expuesto instantáneamente dicho rodillo de cliché (CR), mientras que éste gira alrededor de dicho eje (x);
- una unidad de control (1) que recibe datos instantáneos de la amplitud y/o frecuencia de las señales producidas por dicho sensor (2) y los compara con datos de referencia contenidos en un archivo (DB) previamente adquirido al probar la unidad de estampado y la unidad de encolado en condiciones distribución regular y respectivamente no regular de la cola sobre el rodillo de cliché (CR), estando dichos datos de referencia constituidos por un primer conjunto de datos de amplitud y/o frecuencia representativos de vibraciones normales y un segundo conjunto de datos amplitud y/o frecuencia representativos de vibraciones anormales respectivamente, estando la unidad de control (1) programada para generar una señal de alarma si al menos un dato instantáneo de amplitud y/o frecuencia de las señales producidas por dicho sensor (2) corresponde al menos a un dato de amplitud y/o frecuencia del segundo conjunto.
En la práctica, los detalles de ejecución pueden en cualquier caso variar de manera equivalente en lo que respecta a los elementos individuales descritos e ilustrados, sin apartarse del ámbito de aplicación de la idea de solución adoptada y por tanto permanecer dentro de los límites de la protección conferida por las siguientes reivindicaciones.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de estampado que comprende:
- una unidad de estampado con al menos un rodillo de estampado (G1; G2) dispuesto para estampar una banda de papel (VI; V2) destinada a unirse con otra banda (V2, V1) mediante encolado; y
- una unidad de encolado asociada con la unidad de estampado, con un depósito (T) que contiene la cola utilizada para realizar dicho encolado y un dispositivo dispensador de cola (GD) que comprende un rodillo de cliché (CR) adaptado distribuir por contacto la cola contenida en el depósito (T) sobre una de dichas bandas (VI, V2) mientras se realiza el estampado, girando dicho rodillo de cliché (CR) a una velocidad angular prefijada alrededor de un eje (x) paralelo a dicho al menos un rodillo de estampado (G1; G2);
- un sensor (2) apto para producir señales eléctricas con una amplitud y/o frecuencia relacionada con las vibraciones a las se ve expuesto instantáneamente dicho rodillo de cliché (CR), mientras que éste gira alrededor de dicho eje (x);
- una unidad de control (1) que durante el funcionamiento del sistema recibe datos instantáneos de la amplitud y/o frecuencia de las señales producidas por dicho sensor (2) y los compara con datos de referencia; caracterizado por que los datos de referencia están contenidos en un archivo (DB) previamente adquirido al probar la unidad de estampado y la unidad de encolado en condiciones de distribución regular y respectivamente no regular de la cola en el rodillo de cliché (CR), estando dichos datos de referencia constituidos respectivamente por un primer conjunto de datos de amplitud y/o datos de frecuencia representativos de vibraciones normales y un segundo conjunto de datos amplitud y/o frecuencia representativos de vibraciones anormales, estando la unidad de control (1) programada para generar una señal de alarma si al menos un dato instantáneo de amplitud y/o frecuencia de las señales producidas por dicho sensor (2) corresponde al menos a un dato de amplitud y/o frecuencia del segundo conjunto.
2. Sistema de estampado según la reivindicación 1, caracterizado por que los datos del primer y segundo conjunto de datos son adquiridos por el sensor (2) que produce los datos instantáneos en la fase de funcionamiento del sistema.
3. Sistema de estampado según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho sensor (2) detecta las vibraciones de un rodamiento que soporta un extremo del árbol de rodillo de cliché para detectar las vibraciones del mismo árbol, mientras el rodillo de cliché gira alrededor de dicho eje de rotación (x).
4. Sistema de estampado según la reivindicación 1, caracterizado por que dicha señal de alarma activa un procedimiento de ralentización o parada del sistema de estampado controlado por la unidad de control (1).
5. Sistema de estampado según reivindicación 1, en el que el rodillo de cliché y los rodillos de estampado son accionados por unidades de accionamiento respectivas (MC, M1, M2), caracterizado por que dicha señal de alarma activa un procedimiento de ralentización o parada de dichas unidades de accionamiento controlado por la unidad de control (1).
6. Sistema de estampado según la reivindicación 1, en el que la unidad de encolado está montada sobre un soporte correspondiente (S) que permite su retirada de la unidad de estampado mediante un accionador (AS), caracterizado por que dicha señal de alarma activa el accionador (AS) determinando así dicha retirada.
7. Sistema de estampado según la reivindicación 1 caracterizado por que la unidad de control (1) genera dicha señal de alarma si los datos instantáneos de amplitud y/o frecuencia de las señales producidas por el sensor (2) corresponden a los datos del segundo conjunto para un número predeterminado de veces en un intervalo de tiempo que también es predeterminado.
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