IT201900019337A1 - Macchina per disporre prodotti in set ordinati - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE
TITOLO
MACCHINA PER DISPORRE PRODOTTI IN SET ORDINATI
SETTORE TECNICO
[0001] La presente invenzione si riferisce ad una macchina capace di ricevere gruppi numerosi di prodotti e di restituire dei gruppi più piccoli, detti Set di prodotto o semplicemente Set, secondo una predeterminata disposizione reciproca.
STATO DELL’ARTE
[0002] I prodotti di serie, come oggetti in plastica, piatti, mattonelle, etc., una volta formati devono essere confezionati in quantità facilmente fruibili dal consumatore. Le esigenze di mercato richiedono dei formati, ovvero dei Set di prodotto in quantità sempre più variabile; portiamo ad esempio le confezioni di piatti per uso alimentare che devono essere offerte in confezioni di Set con quantità 6, 12, 20 e 50 pezzi. Di qui le macchine confezionatrici, sono chiamate ad essere sviluppate con sistemi sempre più complessi e personalizzati risultando poi inefficienti o molto costose.
[0003] Alcuni metodi per creare dei Set sono quelli di trasportare il prodotto con un nastro e farlo accumulare su una battuta. Uno spintore poi, che agisce ortogonalmente, ne estrae dal nastro un Set di una determinata quantità facendolo scivolare su un secondo nastro di trasporto. Di qui viene fatto avanzare per lasciare spazio all'arrivo di un secondo Set.
[0004] Nel caso i prodotti debbano essere raggruppati in colonne verticali il secondo nastro deve compiere uno spostamento verso il basso affinché dal primo nastro lo spintore riposizioni, sopra il primo gruppo, un secondo strato di prodotto e così via fino al completamento della colonna. Svantaggiosamente, come è facile intuire, il completamento di un Set richiede un tempo sempre più lungo legato agli stati da cui è composto; inoltre, ogni fase di spostamento facendo strisciare il prodotto ha un rischio di danneggiamento, ribaltamento o in traversamento del prodotto stesso, riducendo l'efficienza del processo.
[0005] Altri metodi possono prevedere l'utilizzo di un braccio robotico con un utensile di presa come una ventosa o una pinza, per prelevare il prodotto da un nastro e riposizionarlo su un secondo nastro e creare alla fine tutti i raggruppamenti desiderati. In questo caso il sistema risulta molto flessibile ma svantaggiosamente non è abbastanza veloce per comporre per esempio un Set al secondo, in quanto richiederebbe che il braccio esegua spostamenti in decimi di secondo. L'utilizzo di più bracci robotici permetterebbe di aumentare la produzione ma i costi renderebbero la soluzione fuori dai budget di mercato.
SINTESI DELL’INVENZIONE
[0006] Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina che compone Set di prodotto in modo sicuro nel determinare la quantità e raggiungendo velocità intorno ad 1 Set al secondo o comunque con altissime velocità di produzione.
[0007] Altro scopo è quello di avere una macchina che può comporre Set di prodotto con più tipologie di raggruppamento.
[0008] Altro scopo è quello di creare dei Set prodotto senza far strisciare il prodotto né su sé stesso né su altre superfici.
[0009] Altro scopo è quello di avere una macchina che possa comporre Set di prodotto di svariate forme dimensionali e nello stesso tempo sia flessibile per i tipi di raggruppamenti fornibili.
[0010] Altro scopo è quello di comporre Set di prodotto direttamente in scatole o contenitori che favoriscono il confezionamento.
[0011] Altro scopo è quello di avere una macchina con una logica di funzionamento semplice, economica e che non richieda particolari regolazioni.
[0012] Gli scopi sopra esposti ed altri ancora sono raggiunti per mezzo di un dispositivo per la creazione di Set di prodotto, in cui prodotti da suddividere in gruppi di numero e posizione reciproca predeterminata sono predisposti da un gruppo di alimentazione in corrispondenza di una stazione di prelievo di detto dispositivo che comprende un gruppo di movimentazione adatto ad operare con sistemi di presa per prelevare detti prodotti da detta stazione di prelievo e disporli ordinatamente su una stazione di deposito realizzata da un gruppo di trasporto. Secondo un aspetto peculiare dell’invenzione il gruppo di trasporto del dispositivo comprende un trasportatore a nastro adatto a ricevere prodotti su almeno una fila in corrispondenza di una pluralità di stazioni di deposito disposte distanziate nella direzione di avanzamento di un determinato passo lungo detto trasportatore a nastro, e organi di motorizzazione adatti a far avanzare detto trasportatore a nastro a passi discreti di entità pari a detto determinato passo; detto gruppo di alimentazione è adatto a disporre detti prodotti in corrispondenza di una prima pluralità di stazioni di prelievo dette stazioni di prelievo essendo disposte a lato di detto trasportatore a nastro allineate e distanziate tra loro di detto determinato passo; che detto gruppo di movimentazione è posto superiormente al gruppo di trasporto ed è provvisto di una pluralità di sistemi di presa distanziati tra loro di detto determinato passo per prelevare una pluralità di prodotti contemporaneamente da detta pluralità di stazioni di prelievo e rilasciarli in corrispondenza di detta pluralità di stazioni di deposito; detto dispositivo comprendendo una unità di controllo configurata per sincronizzare i movimenti di detto gruppo di trasporto e di detto gruppo di movimentazione.
[0013] In una macchina come sopra delineate l’apparato di composizione Set di prodotto si caratterizza per il fatto che la fila di prodotti caricati sul gruppo di alimentazione sono introdotti nella macchina della presente invenzione in una stazione di prelievo affinché un gruppo di movimentazione ne possa prelevare almeno due e posizionare su un nastro di trasporto il quale avanzando di passi predeterminati può comporre più tipologie di Set prodotto in più fasi contemporaneamente.
[0014] Vantaggiosamente il gruppo nastro di trasporto ha posizionato ai suoi lati, un gruppo di alimentazione destro e un gruppo di alimentazione sinistro, rispettivamente alla stessa distanza.
[0015] Vantaggiosamente il gruppo di movimentazione, posto superiormente ed in asse al gruppo nastro di trasporto, ha un telaio mosso tramite dei bracci motorizzati, che supporta due serie, disposte in linea di sistemi di presa, in questo esempio di ventose. Queste possono essere così posizionate in tempi diversi sul primo gruppo di alimentazione e sul gruppo nastro di trasporto e sul secondo gruppo di alimentazione ed il gruppo nastro di trasporto.
[0016] Vantaggiosamente il gruppo di movimentazione è mosso da una motorizzazione attraverso un sistema di doppi bracci fulcrati per ogni lato del telaio, i quali formano una geometria a parallelogramma. I bracci, rispetto ad un fulcro posto superiormente ed in asse al gruppo nastro di trasporto possono così spostare il telaio porta ventose, con velocità e fluidità, sia a destra che a sinistra sopra i gruppi di alimentazione.
[0017] Vantaggiosamente il gruppo di movimentazione prodotto ha un sistema di aggancio multiplo, compatibile con le dimensioni senza limiti di quantità, di più prodotti contemporaneamente per ottenere una composizione dei Set prodotto in più fasi, guadagnando sulla velocità di produzione. E’ inoltre possibile in questo modo ottenere delle colonne di prodotti sovrapposti di un numero uguale o multipli al numero di agganci multipli.
[0018] Vantaggiosamente il gruppo di movimentazione ha delle ventose con supporto telescopico per compensare differenze di altezze dei prodotti.
[0019] Vantaggiosamente, il gruppo di movimentazione comprende: un telaio mobile provvisto di almeno due file di detti sistemi di presa, una prima fila di sistemi di presa essendo disposta specularmente ad una seconda fila di sistemi di presa rispetto alla direzione di spostamento di detto gruppo di trasporto, detto telaio mobile essendo collegato ad una struttura fissa tramite un meccanismo a parallelogramma articolato adatto a far muovere senza ruotare detto telaio mobile lungo una traiettoria ad arco di cerchio contenuta in un piano ortogonale alla direzione di spostamento di detto gruppo di trasporto.
[0020] Vantaggiosamente, tramite un processore atto programmare le motorizzazioni, il nastro di trasporto esegue un avanzamento di un passo predeterminato e sincronizzato rispetto al gruppo di movimentazione affinché si possano creare più tipologie di Set.
[0021] Vantaggiosamente, il nastro di trasporto centrale, oltre ad estendersi a valle del gruppo di movimentazione, dove esce il Set prodotto appena composto, si estende anche a monte per consentire il carico di parti utili al confezionamento, come ad esempio scatole, nelle quali sono rilasciati i prodotti stessi durante la formazione del Set.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
[0022] Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione saranno meglio compresi da ogni tecnico del ramo dalla descrizione che segue e con l'aiuto degli annessi disegni, forniti a titolo esemplificativo, ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:
- la FIG. 1 rappresenta una vista assonometrica del dispositivo della presente invenzione;
- la FIG.2 rappresenta una vista in pianta del dispositivo della presente invenzione; - la FIG. 3 rappresenta una sezione del dispositivo che mostra fasi di posizionamento del gruppo di movimentazione;
- la FIG. 4 rappresenta una variante realizzativa del dispositivo dell’invenzione per comporre una diversa tipologia di Set prodotto;
- le FIGG. 5 e 6 rappresentano le fasi di composizione Set nella variante della Fig. 4.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI FORME DI REALIZZAZIONE PREFERITE
[0023] Con riferimento alle sopra elencate figure viene di seguito descritto un esempio realizzativo di una macchina 1 per comporre Set di prodotto, in questo esempio particolare di piatti per uso alimentare, destinato a successivi processi di impacchettamento, come ad esempio il confezionamento del Set con film plastico. La macchina della presente invenzione 1 è composta, come mostrato in Fig. 1 e Fig. 2 da una struttura 2, composta da due fiancate, 2a e 2b unite dai distanziali 2c. Essa supporta centralmente il gruppo nastro di trasporto 5 realizzato con una trave portante 5a, sulla quale scorre un nastro 5c chiuso ad anello su due pulegge 5b di cui una motorizzata con il motore 5d. Alla struttura sono collegati, simmetricamente al gruppo nastro centrale 5, i gruppi di alimentazione 6 e 7, in cui si distinguono stazioni di prelevamento prodotti R mentre sul gruppo nastro centrale sono previste stazioni di deposito F.
[0024] I gruppi di alimentazione sono qui realizzati preferibilmente con due nastri motorizzati 6a e 7a ma possono essere previste altre forme realizzative come ad esempio dei piani sui quali viene fatto scorrere il prodotto per mezzo di uno spintore.
[0025] Infine, la struttura 2 collega, superiormente, ed in asse al gruppo nastro di trasporto 5, il gruppo di movimentazione 4. Quest’ultimo può essere realizzato con un sistema di robot cartesiano a 2 assi con spostamenti in senso orizzontale e verticale ma nella presente invenzione privilegiamo un’esecuzione di un sistema di spostamento tramite bracci fulcrati come è mostrato in Fig.1. Esso è realizzato, da un telaio 10 composto dalle stecche 8 e 9. Sulle suddette stecche 8 e 9 sono montate, tramite supporti telescopici 13, rispettivamente due file, in questo esempio di numero di sei ventose 11 e 12. I supporti telescopici 13 sono dispositivi che, in senso verticale sono capaci di compensare differenze di altezze, permettendo alle ventose 11 e 12 di operare quando le pile di piatti sovrapposti PI sono di altezza massima e sia quanto pile di piatti sovrapposti PI sono esaurite fino a rimanere con un solo piatto.
[0026] Il telaio 10 ha collegato, simmetricamente ad ogni estremità nei punti 14 e 15, tramite cuscinetti, i bracci 3a e 3b che a sua volta sono collegati sulla struttura 2, tramite cuscinetti nei punti 16 e 17. I due bracci 3a e 3b sono in questo modo i due lati paralleli del parallelogramma con in vertici 14, 15, 16 e 17, e tramite una motorizzazione con il motore 4a possono eseguire rotazioni intorno ai fulcri 16 e 17, spostando il gruppo di movimentazione 4 tramite il motore 4a e mantenendolo sempre con la stessa posizione angolare rispetto all’orizzontale. In questo caso la lunghezza dei bracci 3a e 3b misurata sui punti di fulcro, è uguale alla distanza tra il centro della fila dei prodotti nelle stazioni di prelievo R ed il centro della fila dei prodotti nella stazione di deposito F.
[0027] Un processore 18 permette di gestire il movimento sincronizzato del motore 4a del gruppo di movimentazione 4 con il motore 5d del gruppo nastro centrale 5.
[0028] Qui di seguito una descrizione di un modo di funzionamento: i piatti P prodotti dalle macchine a monte vengono caricati in forma di pile di piatti sovrapposti PI, tramite sistemi automatici o manuali, sui gruppi di alimentazione 6 e 7 con un posizionamento rispettando un determinato passo e distanze rispetto al gruppo nastro centrale 5. I nastri 6a e 7a trasportano le pile di piatti sovrapposti PI sotto la zona del gruppo di movimentazione 4 e in particolare ogni pila PI viene posizionata in una stazione di prelievo R, sotto la zona operante delle ventose 11 e 12. Vantaggiosamente i bracci 3a e 3b partendo da una posizione parallela all’orizzontale come mostrato nella Fig.2 Sez. A fase 1, posizionano le ventose 11 e 12 rispettivamente sopra il nastro di trasporto 5c e sopra i prodotti della stazione di prelievo R posizionati sul nastro 7a. Un sistema di creazione del vuoto, non mostrato nei disegni perché noto alla tecnica, permette alle ventose 12 di agganciare i rispettivi piatti P. A questo punto, i bracci 3a e 3b ruotando in senso antiorario, passando dalla verticale, come mostrato in Fig.1 Sez. A fase 2, e continuando fino a compiere 180° posizionano le ventose 11 sui prodotti della stazione di prelievo R posizionati sul nastro 6a e le ventose 12, che hanno agganciato la serie di piatti P, sul nastro di trasporto 5c, come mostrato in Fig.2 Sez. A fase 3. In questa fase viene interrotto il vuoto alle ventose 12 che rilasciano cadere la serie di piatti P sulla stazione di deposito F ed il vuoto viene attivato alle ventose 11 che agganciano la seconda serie di piatti P dalla stazione di prelievo R del nastro 6a. Il nastro di trasporto 5c, nell’ultima fase del ciclo, compiendo un avanzamento pari al passo tra i piatti, compone una fila sulla stazione di deposito F, lasciando solo cinque piatti sotto l’area di lavoro del gruppo di movimentazione 4 in quanto il primo piatto nella posizione F1 è stato fatto avanzare verso la zona di uscita U.
[0029] Quando si effettua un secondo ciclo e il gruppo di movimentazione 4 effettua un secondo posizionamento delle ventose 11 e 12 passando da prelevare i piatti P dalla stazione di prelievo R del nastro 6a e loro riposizionamento sulla stazione di deposito F, e con un nuovo avanzamento del nastro di trasporto 5c avremo una composizione della fila sulla stazione di deposito F con nessun piatto nella posizione F6, di un piatto nella posizione di F5 e di due piatti per le rimanenti posizioni, F4, F3, F2 e F1 e avanzato un gruppo di 2 piatti verso l’uscita U. Completando un terzo ciclo si ottiene una fila sulla stazione di deposto F composta da nessun piatto nella posizione F6, da un piatto della posizione F5, di due piatti nella posizione di F4, gruppi di tre 3 piatti per le posizioni, F3, F2 ed F1, e avanzato un gruppo di 3 piatti verso l’uscita U.
[0030] Dopo l’esecuzione di un totale di sei cicli otteniamo in uscita U un Set di numero sei piatti e una fila sulla stazione di deposito F così composta: in F6 nessun piatto, in F5 un piatto, in F4 due piatti, in F3 tre piatti, in F2 quattro piatti, in F1 cinque piatti. Questa configurazione rispetta la rappresentazione nella Fig.1 dove è mostrata la fila della stazione di deposito F dei gruppi di piatti sul nastro di trasporto 5c con le quantità a scalare dalla posizione F1 fino alla posizione F6. Vantaggiosamente da questo momento, la macchina della presente invenzione ha la capacità di comporre Set di numero sei piatti nel tempo di un solo ciclo di movimentazione che per questo tipo di realizzazione meccanica, tramite i bracci 3a e 3b è facilmente eseguibile in un tempo inferiore ad un secondo.
[0031] Vantaggiosamente la rotazione degli elementi che compongono il parallelogramma 14, 15, 16 e 17 permettono di avere le ventose 11 e 12 che percorrono uno spostamento pressoché verticale nelle fasi di presa e deposito del prodotto P consentendo, per esempio nel caso dei piatti, una corretta sovrapposizione, e nella fase di spostamento di essere rapide nel traferirsi dalla zona nel nastro 6a al nastro 7a. Inoltre, con questo tipo di costruzione, gli elementi che compongono il parallelogramma 14, 15, 16 e 17 hanno un movimento semplice, fluido ed efficiente anche dal punto di vista energetico . Nel caso vengano richiesti Set di quantità superiore al numero di sei la macchina ha altre varianti realizzative, ovvero il gruppo di movimentazione può essere realizzato con un numero maggiore di serie di ventose pari alla quantità di prodotti nel Set, oppure possono essere eseguite più fasi di deposito dei prodotti P sulla stazione di deposito F prima di un avanzamento del nastro di trasporto 5c. Ovvero, per esempio se il Set richiesto è da numero dodici piatti ed il gruppo di movimentazione 4 è equipaggiato da numero sei ventose per lato, il nastro di trasporto 5c esegue un passo di avanzamento dopo due fasi di rilascio prodotti P sulla fila della stazione di deposito F.
[0032] La macchina 1 della presente invenzione può essere realizzata in altre varianti come ad esempio nella configurazione rappresentata nella Fig.4. Qui il nastro di trasporto 5c ha la possibilità di avere caricati, ad un determinato passo, nella zona a monte del gruppo di movimentazione 4, una serie di scatole SC le quali vengono fatte avanzare sul nastro di trasporto 5c in modo da ricevere al loro interno direttamente i prodotti PR. Inoltre, la distanza della fila dei prodotti nelle stazioni R rispetto al centro della fila dei prodotti nella stazione di deposto F ha una misura maggiore della lunghezza dei bracci 3a e 3b misurata sui punti di fulcro. Queste distanze determinano il rilascio dei prodotti P ad opera delle ventose 11 e 12 sulla stazione di deposto F, in posizioni adiacenti realizzando raggruppamenti di prodotto su due file, a differenza dell’esempio precedente dove la lunghezza dei bracci 3a e 3b misurata sui punti di fulcro era uguale alla distanza tra il centro della fila dei prodotti nelle stazioni di prelievo R ed il centro della fila dei prodotti nella stazione di deposito F ottenendo una composizione dei prodotti in modo sovrapposto.
[0033] Nelle Fig. 5 e Fig. 6 sono rappresentati i vari passi per la composizione del Set nelle scatole SC in cui nel passo 1 e passo 2 il gruppo di movimentazione 4 preleva dalle stazioni di prelievo R, e deposita la prima serie dei prodotti P, nella prima scatola SC. Il passo 3 rappresenta l’avanzamento di una nuova scatola SC nella stazione di deposito F sotto il gruppo di movimentazione 4, di un passo determinato in modo che le ventose 11 e 12 possano depositare il prodotto P in una posizione adiacente al prodotto già depositato nella prima scatola. Nella Fig. 3 è mostrato anche l’avanzamento del prodotto P nelle stazioni di prelievo R di un passo determinato in modo che le ventose 11 e 12 possano prelevare il prodotto P per depositarlo nella prima e seconda scatola SC. I passi successivi mostrati nella Fig 5 e 6 ripetono il concetto di riempimento multiplo di più scatole contemporaneamente, ripetendo i passi 1, 2 e 3 precedentemente descritti. Il passo 8 rappresenta il completamento della composizione della prima scatola SC, la composizione parziale nella misura di due terzi, della seconda scatola e della composizione parziale di un terzo della prima scatola, Da questo momento, ovvero dal passo 9 in poi si ottengono in uscita U delle composizioni di Set P6 di numero sei prodotti inseriti in una scatola e soprattutto nel tempo della durata, in questo caso, di due cicli, risultando quindi comunque veloce per la complessità del tipo di Set.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) per la creazione di Set di prodotto, in cui prodotti (P) da suddividere in gruppi di numero e posizione reciproca predeterminati sono predisposti da un gruppo di alimentazione (6) in corrispondenza di una stazione di prelievo (R) di detto dispositivo (1) che comprende un gruppo di movimentazione (4) adatto ad operare con sistemi di presa (11, 12) per prelevare detti prodotti (P) da detta stazione di prelievo (R) e disporli ordinatamente su una stazione di deposito (F) realizzata da un gruppo di trasporto (5), detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto che detto gruppo di trasporto (5) comprende un trasportatore a nastro (5c) adatto a ricevere prodotti (P) su almeno una fila in corrispondenza di una pluralità di stazioni di deposito (F) disposte distanziate nella direzione di avanzamento di un determinato passo lungo detto trasportatore a nastro (5c), e organi di motorizzazione (5d) adatti a far avanzare detto trasportatore a nastro (5c) a passi discreti di entità pari a detto determinato passo; detto gruppo di alimentazione (6) è adatto a disporre detti prodotti (P) in corrispondenza di una prima pluralità di stazioni di prelievo (R) dette stazioni di prelievo essendo disposte a lato di detto trasportatore a nastro (5c) allineate e distanziate tra loro di detto determinato passo; e dal fatto che detto gruppo di movimentazione (4) è posto superiormente al gruppo di trasporto (5) ed è provvisto di una pluralità di sistemi di presa (11, 12) distanziati tra loro di detto determinato passo per prelevare una pluralità di prodotti (P) contemporaneamente da detta pluralità di stazioni di prelievo (R) e rilasciarli in corrispondenza di detta pluralità di stazioni di deposito; detto dispositivo comprendendo una unità di controllo (18) configurata per sincronizzare i movimenti di detto gruppo di trasporto (5) e di detto gruppo di movimentazione (4).
  2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere una seconda pluralità di stazioni di prelievo (R) disposta specularmente a detta prima pluralità di stazioni di prelievo (R) rispetto alla direzione di spostamento di detto gruppo di trasporto (5).
  3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti sistemi di presa (11, 12) sono supportati da un sistema telescopico (13).
  4. 4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti sistemi di presa (11, 12) sono delle ventose che operano con il vuoto.
  5. 5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto gruppo di movimentazione (4) comprende: un telaio mobile (10) provvisto di almeno due file di detti sistemi di presa (11, 12) una prima fila di sistemi di presa (11) essendo disposta specularmente ad una seconda fila di sistemi di presa (12) rispetto alla direzione di spostamento di detto gruppo di trasporto (5), detto telaio mobile (10) essendo collegato ad una struttura fissa (2) tramite un meccanismo a parallelogramma articolato (14, 15, 3a, 4a, 16, 17) adatto a far muovere senza ruotare detto telaio mobile (10) lungo una traiettoria ad arco di cerchio contenuta in un piano ortogonale alla direzione di spostamento di detto gruppo di trasporto (5).
  6. 6. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto gruppo di trasporto (5) si estende a monte di detto gruppo di movimentazione (4) rispetto alla direzione di spostamento di detto gruppo di trasporto (5).
  7. 7. Dispositivo (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (18) è configurata per comandare detto gruppo di movimentazione (4) e detto gruppo di trasporto (5) in modo tale che vengano eseguite alternativamente una prima fase di attuazione del gruppo di movimentazione (4) con prelevamento di una pluralità di prodotti (P) da detta stazione di prelievo (R) e rilascio degli stessi su detto gruppo di trasporto (5) ed una seconda fase di attuazione di detto gruppo nastro di trasporto (5) affinché esso esegua un avanzamento di detto determinato passo.
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