FR2465642A1 - JOINT JOINT FOR SAWRACK MECHANISM - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN JOINT ARTICULE POUR MECANISME ENROULEUR DE VOILE. CE JOINT COMPREND UN AXE CENTRAL 10 DONT UN TRONCON EXTREME PRESENTE DES GORGES 24 ET EST LOGE DANS UN ELEMENT TUBULAIRE 12 DONT LA SURFACE INTERIEURE PRESENTE EGALEMENT DES GORGES 28 ALIGNEES AVEC LES GORGES 24. DES BILLES 31 D'APPUI SONT LOGEES DANS CES GORGES AFIN DE SUPPORTER LES CHARGES IMPORTANTES APPARAISSANT ENTRE LES DEUX ELEMENTS 10, 12 TOUT EN PERMETTANT A CES DERNIERS DE TOURNER L'UN PAR RAPPORT A L'AUTRE. DOMAINE D'APPLICATION: ENROULEURS DE FOC POUR VOILIERS.THE INVENTION RELATES TO AN ARTICULATED JOINT FOR A SAIL WINDING MECHANISM. THIS JOINT INCLUDES A CENTRAL AXIS 10 OF WHICH AN EXTREME TRUNK SHOWS THROATS 24 AND IS LODGED IN A TUBULAR ELEMENT 12 WHOSE INTERIOR SURFACE ALSO SHOWS THROATS 28 ALIGNED WITH THE THROATS 24. SUPPORT BALLS 31 ARE LOCATED IN THESE THROATS. TO SUPPORT THE SIGNIFICANT LOADS APPEARING BETWEEN THE TWO ELEMENTS 10, 12 WHILE ALLOWING THE LATTERS TO ROTATE WITH RESPECT TO THE OTHER. FIELD OF APPLICATION: JIB REELS FOR SAILBOATS.
Description
L'invention concerne un dispositif enrouleur de foc comportant des jointsThe invention relates to a jib furling device comprising seals
rotatifs peu volumineux et légers,small, lightweight rotary machines,
utilisant un système d'appui à billes superposées. using a superimposed ball bearing system.
L'enrouleur de foc est un mécanisme bien connu équipant les voiliers et destiné à enrouler un foc sur son étai alors que ce foc est hissé. Chaque extrémité de l'étai de foc, qui s'étend entre le mât et l'avant, comporte un joint articulé ou émerillon lui permettant de tourner autour de son axe pour enrouler le foc. Un tambour d'enroulement est fixé au joint articulé inférieur, à proximité de l'amure de la voile, et un câble est enroulé sur le tambour lorsque la voile est déroulée. Pour enrouler la voile, on fait tourner le tambour en tirant sur le câble pour le dérouler, ce qui entraîne une rotation de l'étai. Pour dérouler la voile, l'écoute du foc reliée à la pointe d'écoute de la voile est détachée alors que le câble du tambour est détendu ou relâché. Un enrouleur de foc classique, bien qu'extrêmement commode et utile, utilise des joints articulés lourds et encombrants qui, en raison de leur position, offrent une prise The jib furler is a well known mechanism fitted to sailboats and intended to wind a jib on its stay while this jib is hoisted. Each end of the jib stay, which extends between the mast and the front, has an articulated joint or swivel allowing it to rotate about its axis to wind the jib. A winding drum is attached to the lower hinged joint near the tack of the sail, and a tow is wound on the drum when the sail is unwound. To wind the sail, the drum is rotated by pulling on the cable to unroll it, which causes the forestay to rotate. To unwind the sail, the listening of the foc connected to the tip of the sail is detached while the drum cable is relaxed or released. A conventional jib furler, while extremely convenient and useful, uses heavy and bulky articulated joints which, because of their position, provide a convenient grip.
au vent indésirable et pèsent de manière également indé- unwanted wind and also weigh independently
sirable sur le mât et sur l'avant, ce qui réduit les performances à la voile du bateau. De plus, étant donné que l'étai de foc supporte des charges très importantes sous les conditions de navigation à la voile, des joints articulés classiques ne permettent pas des manoeuvres suffisamment sirable on the mast and on the front, which reduces the sailing performance of the boat. In addition, since the jib stay supports very large loads under the conditions of sailing, conventional articulated joints do not allow maneuvers sufficiently
faciles sous une forte tension.easy under a strong tension.
Il est donc souhaitable, d'après les considéra- It is therefore desirable, from the
tions précédentes, de disposer de joints articulés pour enrouleur de foc, extrêmement légers et peu volumineux, tout en pouvant tourner librement sous une forte tension. Divers accessoires de voilier utilisent des paliers à billes facilitant le fonctionnement, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NI 3 528 645, NI 4 074 892 et NO 4 160 541, et d'autres types de systèmes à paliers à billes sont décrits dans les références citées dans le présent mémoire. L'invention concerne un joint articulé et un ensemble à joint articulé et bobine destiné à un mécanisme enrouleur. Chaque joint articulé comprend un assemblage constitué de deux pièces télescopiques allongées comportant des organes de fixation à leurs extrémités opposées. Les pièces télescopiques intérieure et extérieure sont espacées l'une de l'autre et présentent des paires de gorges opposées, de forme particulière, délimitant plusieurs espaces annulaires adjacents le long et autour de l'axe longitudinal de l'assemblage. Plusieurs billes d'appui, constituées d'un polymère léger, sont disposées dans les espaces annulaires, les pièces intérieure et extérieure servant, respectivement, Previously, they have articulated joints for furling jib furlers, which are extremely lightweight and bulky, while being able to turn freely under high tension. Various sailboat accessories utilize easy-to-operate ball bearings as described in US Patent Nos. 3,528,645, 4,074,892 and 4,160,541, and other types of bearing systems. beads are described in references cited herein. The invention relates to an articulated joint and an articulated joint and coil assembly for a reel mechanism. Each articulated joint comprises an assembly consisting of two elongate telescopic parts including fasteners at their opposite ends. The inner and outer telescoping parts are spaced from each other and have opposing pairs of grooves of particular shape defining a plurality of adjacent annular spaces along and about the longitudinal axis of the assembly. Several support balls, made of a light polymer, are arranged in the annular spaces, the inner and outer parts serving, respectively,
de bagues intérieure et extérieure pour les billes d'appui. inner and outer rings for the support balls.
Ces billes d'appui ou de portée maintiennent les pièces intérieure et extérieure à une certaine distance l'une de l'autre afin que la totalité des poussées ou charges axiales These bearing or bearing balls hold the inner and outer parts at a distance from each other so that all thrusts or axial loads
s'exerçant entre les pièces soit portée par les billes. exercising between the pieces is carried by the balls.
Etant donné que les bagues du palier font partie intégrante de l'assemblage, il est possible d'utiliser un grand nombre de bagues d'appui et de jeux de billes rapprochés les uns des autres le long de l'axe du joint pour assurer un support maximal. La conception du joint selon l'invention permet également de maintenir le diamètre des bagues à une valeur minimale par rapport à l'axe, ce qui Since the bearing rings are an integral part of the assembly, it is possible to use a large number of bearing rings and sets of balls close together along the axis of the joint to ensure a maximum support. The design of the seal according to the invention also makes it possible to maintain the diameter of the rings at a minimum value with respect to the axis, which
permet un encombrement minimal sans nuire aux caractéris- allows a minimal bulk without compromising the characteristics
tiques de résistance à la poussée de l'assemblage, en particulier en ce qui concerne la traction se produisant entre les pièces télescopiques. Les pièces formant les bagues de l'assemblage peuvent être réalisées en métaux à faible densité, et des billes peuvent être constituées d'une matière plastique légère et durable afin de réduire le poids sans nuire inconsidérément à la résistance. Des ouvertures peuvent être ménagées dans la pièce extérieure, en communication avec les bagues, afin de permettre la mise en place et le retrait des billes, et un manchon est placé autour de l'assemblage resistance to the thrust of the assembly, particularly with regard to traction occurring between the telescopic parts. The pieces forming the rings of the assembly can be made of low density metals, and beads can be made of a lightweight and durable plastic material to reduce the weight without unduly harming the resistance. Openings may be provided in the outer part, in communication with the rings, to allow the placement and removal of the balls, and a sleeve is placed around the assembly
afin d'en accroître l'intégrité.to increase its integrity.
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble à bobine et joint articulé selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective du joint articulé selon l'invention; la figure 3 est une coupe axiale de l'ensemble montré sur la figure 1; la figure 4 est une vue schématique montrant l'avant d'un voilier équipé du mécanisme enrouleur selon l'invention; et la figure 5 est une élévation schématique d'un The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting example and in which: FIG. 1 is a perspective view of an assembly with an articulated coil and joint according to the invention; Figure 2 is a perspective view of the articulated joint according to the invention; Figure 3 is an axial section of the assembly shown in Figure 1; Figure 4 is a schematic view showing the front of a sailboat equipped with the winding mechanism according to the invention; and Figure 5 is a schematic elevation of a
voilier, montrant l'enroulement partiel du foc. sailboat, showing the partial winding of the jib.
Les figures 1 et 2 représentent, respectivement, les parties extrêmes inférieure et supérieure du mécanisme enrouleur de foc selon l'invention. Etant donné que les dispositifs à paliers des deux parties sont identiques, seul Figures 1 and 2 show, respectively, the lower and upper end parts of the jib furling mechanism according to the invention. Since the bearing devices of both parts are identical, only
le dispositif montré sur la figure 1 sera décrit en détail. the device shown in Figure 1 will be described in detail.
Comme représenté sur les figures 1 et 3, le dispositif fondamental à palier comprend un axe cylindrique allongé 10 dont une première extrémité est logée dans une extrémité ouverte d'un tube cylindrique 12, à une certaine distance de la paroi de ce tube. L'autre extrémité du tube 12 est fermée et se termine par un organe convenable de fixation, par exemple une chape 14, présentant deux trous alignés 16 destinés à recevoir une broche amovible 18 pour la réalisation d'une liaison avec un support ou avec une partie appropriée de l'ensemble. L'extrémité extérieure de l'axe 10 se termine par une chape analogue 20 présentant le même type As shown in FIGS. 1 and 3, the basic bearing device comprises an elongated cylindrical axis 10, a first end of which is housed in an open end of a cylindrical tube 12, at a distance from the wall of this tube. The other end of the tube 12 is closed and terminated by a suitable fixing member, for example a yoke 14, having two aligned holes 16 for receiving a removable pin 18 for making a connection with a support or with a appropriate part of the whole. The outer end of the axis 10 ends with a similar clevis 20 having the same type
de trous 22 et de broche amovible 23. of holes 22 and removable pin 23.
Comme représenté sur la figure 3, le tronçon de l'axe 10 entouré par le tube 12 présente plusieurs gorges annulaires 24, rapprochées les unes des autres, tournées vers l'extérieur et ayant de préférence les mêmes dimensions et orientées perpendiculairement à l'axe. Chaque gorge 24 comprend des parois latérales telles que celles indiquées en 26, divergeant l'une de l'autre du fond de la gorge vers l'extérieur. La paroi intérieure du tube 12 entourant l'axe 10 présente plusieurs gorges annulaires 28 tournées vers l'intérieur et dont les dimensions, le profil et le nombre correspondent à ceux des gorges 24 de l'axe. Les gorges 28 As represented in FIG. 3, the section of the axis 10 surrounded by the tube 12 has several annular grooves 24, which are close together, facing outwards and preferably having the same dimensions and oriented perpendicular to the axis. . Each groove 24 comprises side walls such as those indicated at 26, diverging from each other from the bottom of the groove to the outside. The inner wall of the tube 12 surrounding the axis 10 has a plurality of annular grooves 28 facing inwards and whose dimensions, profile and number correspond to those of the grooves 24 of the axis. The throats 28
comportent également des parois latérales divergentes 30. also have diverging sidewalls 30.
Les groupes de gorges 24 et 28 délimitent plusieurs espaces annulaires et constituent les bagues fendues intérieure et extérieure, respectivement, de l'ensemble à palier. Plusieurs billes 31 d'appui sont disposées en cercle dans chacun des espaces annulaires afin de remplir sensiblement ces espaces et d'établir un support entre l'axe et le tube. Il convient de noter que les billes séparent l'axe 10 et le tube 12 et les supportent afin qu'ils soient totalement séparés l'un de l'autre, et que la profondeur des gorges est inférieure à la moitié du diamètre des billes. Les parois latérales divergentes 26 et 30 des gorges respectives 24 et 28 améliorent sensiblement la résistance aux charges de poussée de l'assemblage. On peut voir que dans le cas o l'axe 10 et le tube sont placés sous une certaine traction axiale, dans des sens opposés, les gorges de l'axe tendent à pousser les billes vers l'extérieur alors que les gorges du tube tendent à pousser les billes vers l'intérieur, de sorte que les billes sont comprimées entre les deux pièces plutôt que soumises-à un effort de cisaillement s'exerçant suivant la ligne de séparation entre l'axe et le tube. Quelle que soit la poussée ou la traction exercée entre l'axe 10 et le tube-12, ces pièces peuvent tourner librement autour de leur axe commun, l'une par rapport à l'autre, en raison du caractère universel des The groove groups 24 and 28 define a plurality of annular spaces and constitute the inner and outer split rings, respectively, of the bearing assembly. Several bearing balls 31 are arranged in a circle in each of the annular spaces to substantially fill these spaces and establish a support between the axis and the tube. It should be noted that the balls separate the shaft 10 and the tube 12 and support them so that they are completely separated from each other, and that the depth of the grooves is less than half the diameter of the balls. The diverging sidewalls 26 and 30 of the respective grooves 24 and 28 substantially improve the resistance to thrust loads of the assembly. It can be seen that in the case where the axis 10 and the tube are placed under a certain axial tension, in opposite directions, the grooves of the axis tend to push the balls outwards while the grooves of the tube tend pushing the balls inwards, so that the balls are compressed between the two parts rather than subjected to a shearing force exerted along the line of separation between the axis and the tube. Whatever the thrust or the tension exerted between the axis 10 and the tube-12, these parts can rotate freely about their common axis, one with respect to the other, because of the universal nature of the
billes d'appui.supporting balls.
On peut voir que le dispositif à palier tel que représenté présente de nombreux avantages distincts. Tout d'abord, les bagues sont formées à l'intérieur et font partie intégrante des deux pièces de liaison devant tourner sous un effort de traction, ce qui évite l'utilisation des pièces supplémentaires communes telles que les cages de paliers, les organes de retenue, les entretoises, les éléments emmanchés à la presse, etc. Ensuite, il est possible d'utiliser n'importe quel nombre de groupes de billes d'appui, simplement par l'emploi d'un axe et d'un tube plus longs et par la réalisation de gorges supplémentaires dans cet axe et dans ce tube, ce qui permet d'augmenter ou de diminuer autant que nécessaire la capacité de poussée, suivant les nécessités particulières. Enfin, l'assemblage est optimisé pour ménager une surface d'appui maximale dans un montage très peu volumineux, autour d'un axe, ce qui réduit l'encombrement et It can be seen that the bearing device as shown has many distinct advantages. First, the rings are formed internally and form an integral part of the two connecting pieces to be rotated under a tensile stress, which avoids the use of additional common parts such as bearing cages, restraint, spacers, press-fitted elements, etc. Then, it is possible to use any number of groups of support balls, simply by the use of a longer axis and a tube and by the realization of additional grooves in this axis and in this tube, which increases or decreases as much as necessary the thrust capacity, according to the particular needs. Finally, the assembly is optimized to provide a maximum support surface in a very small assembly, about an axis, which reduces the size and
la prise au vent indésirables sur un voilier. unwanted wind resistance on a sailboat.
De plus, le dispositif à palier peut être très léger tout en pouvant supporter des charges extrêmement lourdes en raison des groupes multiples d'organes d'appui qui coopèrent les uns avec les autres. L'axe 10 et le tube 12 peuvent être réalisés en métal ou en alliage léger, par exemple en magnésium, en aluminium ou autre. Les billes 31 peuvent être réalisées en polymère léger ou en matière plastique légère. Des polymères convenables comprennent, par exemple, des homopolymères ou des copolymères d'acétal présentant de bonnes caractéristiques de charge et des In addition, the bearing device can be very light while being able to withstand extremely heavy loads because of the multiple groups of support members that cooperate with each other. The axis 10 and the tube 12 may be made of metal or light alloy, for example magnesium, aluminum or other. The balls 31 may be made of lightweight polymer or light plastic material. Suitable polymers include, for example, homopolymers or copolymers of acetal having good filler characteristics and
surfaces à faible frottement.low friction surfaces.
Un autre avantage est que le dispositif à palier est autolubrifiant et n'exige aucun lubrifiant extérieur. Il est insensible à la corrosion et à d'autres éléments étrangers tels que la poussière, le sable, le sel et autres, Another advantage is that the bearing device is self-lubricating and does not require any external lubricant. It is insensitive to corrosion and other foreign elements such as dust, sand, salt and others,
et il peut être nettoyé par lavage à l'eau claire. and it can be cleaned by washing with clear water.
Attendu que le tube est de préférence continu, des moyens sont prévus pour repousser les billes 31 dans les bagues annulaires de l'assemblage. A cet effet, plusieurs ouvertures rondes 32 peuvent être réalisées suivant une ligne, à travers la paroi du tube 12, afin de communiquer avec les gorges 28 de ce dernier, ces ouvertures étant suffisamment grandes pour permettre l'introduction ou l'enlèvement des billes. Les ouvertures 32 peuvent être réalisées dans une rainure 34 ménagée dans la paroi extérieure du tube 12, et une clavette convenable 56 ou tout autre élément analogue à une bande peut être disposé dans la rainure afin d'empêcher les billes d'en tomber. Il convient de noter qu'en raison de la configuration utilisée pour le palier, les billes ne portent normalement pas contre la Whereas the tube is preferably continuous, means are provided to push the balls 31 into the annular rings of the assembly. For this purpose, several round openings 32 may be made in a line, through the wall of the tube 12, to communicate with the grooves 28 of the latter, these openings being large enough to allow the introduction or removal of the balls . The openings 32 may be made in a groove 34 in the outer wall of the tube 12, and a suitable key 56 or other strip-like member may be disposed in the groove to prevent the balls from falling out. It should be noted that due to the configuration used for the bearing, the balls do not normally wear against the
clavette 36 qui sert principalement d'organe de retenue. key 36 which serves mainly as a retainer.
Un manchon ou un fourreau 38 (figure 2) est de préférence emmanché étroitement de manière à pouvoir coulisser sur le tube 12 sur lequel il est retenu de manière convenable, par exemple par une extrémité resserrée maintenue au moyen d'un anneau élastique 40. Le dispositif montré sur la figure 3 comporte des pièces s'ajoutant au fourreau 38 et A sleeve or sleeve 38 (FIG. 2) is preferably tightly fitted so as to slide on the tube 12 on which it is conveniently retained, for example by a constricted end held by means of an elastic ring 40. The device shown in FIG. 3 comprises parts adding to the sleeve 38 and
décrites en détail ci-dessous.described in detail below.
Comme montré sur les figures 1 et 3, le dispositif à palier peut être réalisé par l'addition des éléments d'une bobine utilisés comme l'élément inférieur d'un enrouleur de foc. Comme représenté, un organe 50 en forme de coupelle présente une ouverture 52 ménagée dans le fond 53 de la coupelle et il est fixé autour de l'axe 10, à l'extérieur du dispositif à palier. La partie supérieure de la coupelle recouvre le manchon extérieur 38 duquel elle est espacée, et elle est divisée de manière à comporter plusieurs doigts As shown in FIGS. 1 and 3, the bearing device can be made by adding the elements of a coil used as the lower element of a jib furler. As shown, a cup-shaped member 50 has an opening 52 formed in the bottom 53 of the cup and is fixed about the axis 10, outside the bearing device. The upper portion of the cup covers the outer sleeve 38 from which it is spaced, and is divided to have a plurality of fingers
espacés 54, comme représenté.spaced 54, as shown.
Un premier disque 56 est fixé au tube 12, à proximité de l'extrémité ouverte de ce dernier duquel il fait saillie radialement vers l'extérieur pour aboutir à peu de distance de la paroi cylindrique intérieure de la coupelle , ce disque étant disposé à peu près parallèlement au fond 53. Un second organe 58 en forme de disque est fixé au tube 12, à proximité de son extrémité opposée, ce second disque comportant un rebord recourbé 60 qui recouvre les extrémités A first disc 56 is fixed to the tube 12, close to the open end of the latter which projects radially outwardly to end at a short distance from the inner cylindrical wall of the cup, this disc being disposed at little close to the bottom 53. A second disc-shaped member 58 is attached to the tube 12 near its opposite end, the second disc having a curved flange 60 covering the ends.
des doigts 54 de la coupelle 50.fingers 54 of the cup 50.
Il ressort de ce qui précède que les disques 56 et 58 tournent avec le tube 12 et le manchon 38 du palier, et que la coupelle 50 tourne avec l'axe 10. Les pièces forment ensemble une bobine à demi fermée, permettant de fixer une extrémité d'un câble au manchon 38 ou dans une ouverture (non représentée) de l'un des disques. Lors d'une rotation de la chape 14 reliée au tube 12, le câble s'enroule sur la surface extérieure du manchon 38, dans les limites constituées par les disques 56 et 58 et la coupelle segmentée 50. La coupelle et l'axe associé 10 sont normalement reliés à une pièce du pont d'un voilier et ils restent en position fixe, alors que le tube tourne pendant l'enroulement. Les segments de la coupelle 50 permettent à un câble d'être dévidé et éloigné du It follows from the foregoing that the disks 56 and 58 rotate with the tube 12 and the sleeve 38 of the bearing, and that the cup 50 rotates with the axis 10. The pieces together form a half closed coil, allowing to fix a end of a cable to the sleeve 38 or in an opening (not shown) of one of the disks. During a rotation of the yoke 14 connected to the tube 12, the cable is wound on the outer surface of the sleeve 38, within the limits constituted by the disks 56 and 58 and the segmented cup 50. The cup and the associated axis 10 are normally connected to a part of the deck of a sailboat and they remain in a fixed position, while the tube rotates during winding. The segments of the cup 50 allow a cable to be unwound and away from the
dispositif vers une position appropriée. device to an appropriate position.
Les figures 4 et 5 montrent l'utilisation du dispositif selon l'invention pour l'enroulement d'un foc 70 de voilier 72. Comme représenté, l'élément supérieur 74 correspond à celui montré sur la figure 2 et il est monté entre une partie supérieure du mât 76 et la tête 77 de la voile 70. L'élément inférieur 78 est monté de manière correspondante entre l'amure 80 de la voile et le pont du bateau 72. L'étai 82 est monté rigidement entre les deux joints articulés 74 et 78 et il maintient le mât et le lof de la voile. Un câble 84 est enroulé sur la bobine du dispositif inférieur 78 lorsque la voile est déroulée en cours de navigation. Comme montré sur la figure 5, pour enrouler la voile 70, on fait tourner la bobine du joint 78 en tirant sur le câble 84, de manière à faire tourner l'étai 82 entre les joints articulés pour que la voile s'enroule sur l'étai. Pour dérouler la voile, l'écoute du foc (non représentée), qui est reliée au point d'écoute 86 de la voile, est relâchée, afin que la voile se déroule alors que le câble 84 s'enroule de FIGS. 4 and 5 show the use of the device according to the invention for the winding of a sailboat jib 72. As shown, the upper element 74 corresponds to that shown in FIG. 2 and is mounted between a upper part of the mast 76 and the head 77 of the sail 70. The lower member 78 is mounted correspondingly between the tack 80 of the sail and the boat deck 72. The strut 82 is rigidly mounted between the two joints articulated 74 and 78 and it maintains the mast and the luff of the sail. A cable 84 is wound on the coil of the lower device 78 when the sail is unwound during navigation. As shown in FIG. 5, to wind the sail 70, the spool of the joint 78 is rotated by pulling on the cable 84, so as to turn the strut 82 between the articulated joints so that the sail winds on the 'prop. To unwind the sail, the listening of the jib (not shown), which is connected to the point of listening 86 of the sail, is released, so that the sail unfolds while the cable 84 rolls up.
nouveau sur la bobine du joint 78.new on the coil of the joint 78.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au joint articulé décrit et représenté It goes without saying that many modifications can be made to the articulated joint described and shown
sans sortir du cadre de l'invention. without departing from the scope of the invention.
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