KR100611360B1 - 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체 - Google Patents

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KR100611360B1
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카포루쏘알레싼드로
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씨엠엘 인터내셔널 에스. 피. 에이.
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Abstract

프레임(1) 상에 연삭 벨트(5)를 위한 한 쌍의 구동 및 성형 풀리(3, 4)를 구비한 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체(6)는, 상기 프레임(1)에 의해 지지되고 단부 브라켓(90, 91)을 갖는 C자형 몸체로 된 포크 형태의 성형 풀리 홀더부재(9)와, 상기 단부 브라켓(90, 91)의 각 하우징에 수납된 활동 센터인 고정 센터와 탈착 가능형 대향 센터와, 베이스(40, 41) 상에 각각 상기 고정 센터와 탈착 가능형 대향 센터에 대해 서로 대향하는 센터 구멍(42, 43)이 구비된 원통형 롤러 형태의 성형 풀리(4)를 구비한다.
벨트 노칭 머신, 성형 풀리 조립체, 홀더부재, 센터, 성형 풀리

Description

벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체{SHAPING PULLEY ASSEMBLY FOR BELT NOTCHING MACHINE}
도 1은 본 발명에 따른 성형 풀리 조립체를 사용하는 노칭기의 단편 사시도,
도 2는 도 1의 성형 풀리 조립체를 축방향으로 부분적으로 절단하여 확대한 평면도,
도 3은 성형 풀리가 그 성형 풀리 조립체로부터 제거된 도 2와 같은 평면도,
도 4는 센터 유지수단의 제 1 실시예로 제한된 도 3과 같은 단편 평면도,
도 5는 센터 유지수단의 제 2 실시예로 제한된 도 3과 같은 단편 평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
4 : 성형 풀리 6 : 성형 풀리 조립체
7, 8 : 센터 9 : 성형 풀리 홀더 부재
10 : 레이스 12, 13 : 받침 숄더
14 : 링 15 : 너트
16 : 중공 원통형 확대부재 18 : 키
19 : 캡 20 : 구멍
21 : 나선형 스프링 22 : 볼
31 : 와셔 32 : 내부 대향 캡
33 : 핀 34 : 볼트
70, 80 : 소형 샤프트 71, 81 : 롤러 베어링
72, 82 : 롤러 베어링
90, 91 : 단부 브라켓
본 발명은, 벨트 노칭 머신(machine)용 성형 풀리 조립체에 관한 것이다. 또한, 아래에서는 벨트 노칭 머신만을 언급할 것이지만, 본 발명의 과제는 버핑 머신, 리니셔(linisher), 호닝(honing) 머신 및 폴리싱 머신과 같은 연삭 벨트를 통해 작동하는 다른 머신에도 같은 방식이 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
노칭 머신은, 관형 가공물의 단부(end) 및/또는 고형체 부분을 성형 또는 함몰시키는 연삭 머신이다. 이 노칭 머신은, 한 쌍의 풀리와 이 풀리 둘레를 지나가는 연삭 벨트를 구비하되, 이 풀리 중 하나는 연삭 벨트용 구동 풀리이고, 나머지는 상기 연삭 벨트와 함께 작동하여 성형 함몰을 하는 성형 풀리이다. 관형 가공물 또는 몸체 부분을 클램핑하는 장치는, 그 성형 풀리 근처에 설치되어 그 성형 풀리 를 향하여 이동 가능하고 이 풀리로부터 떨어지게 이동 가능하다. 대략 상기 관형 가공물의 직경과 같거나 근접한 직경을 갖는 상기 성형 풀리는, 상호교환 가능하여 함몰부를 서로 다른 크기로 하게 한다.
종래의 노칭 머신에서는, 성형 풀리를 쉽고 신속하게 설치 및 제거하여, 수조작에 의해 서로 다른 직경을 갖는 또 다른 풀리로 대체할 풀리를 얻게 되어, 함몰부를 서로 다른 크기로 하려고 시도하였다.
특히, 1994년 10월 25일에 Landhuis에게 양도된 미국특허번호 제 5,357,714호에서는, 함몰부를 연삭하는 장치가 개시되어 있는데, 이때의 성형 풀리는, 볼 베어링을 위한 레이스(race)를 갖는 관통 샤프트를 갖는다. 이 성형 풀리의 관통 샤프트의 일단은 구멍에 삽입되고, 그 구멍과 포크는 상기 장치 각 측벽에 형성된다. 이 측벽에는, 내부적으로 2쌍의 볼 베어링이 선회축으로 회전 가능하게 각각 설치되어 있고, 이것은 상기 성형 풀리의 샤프트에 상기 레이스가 맞물리도록 설계되어 있다. 그 연삭 머신의 이러한 성형 풀리의 장치는, 상기 한 쌍의 볼 베어링과 샤프트에 레이스와의 결합을 위해 정확히 기계가공된 표면을 필요로 한다. 또한, 아주 많은 수의 구성요소를 필요로 한다.
또한, 1995년 8월 1일에 Landhuis에게 양도된 미국특허번호 제 5,437,570호에서도 함몰부를 연삭하는 장치가 개시되어 있는데, 이때의 성형 풀리는, 그 양측면에 샤프트 부분을 갖는다. 각 샤프트 부분은, 이 장치의 각 측벽에 내부적으로 형성된 테이퍼형 하우징 내에 수납되어 잠기도록 설계된 동축 베어링 부재로 구성된다. 상기 언급된 구성은, 샤프트 부분의 직경에 대응한 내경을 갖는 한 쌍의 볼 베어링을 각 성형 풀리가 구비하는 것을 필요로 한다는 것을 알아야 한다.
아울러, 동일 발명자가 이전에 특허출원한 PCT 제 01/00469호에 따르면 그 성형 풀리의 준비된 대체물을 갖는 함몰부 연삭장치 또는 노칭 머신에서, 대향 단부에 샤프트 부분을 갖는 성형 풀리용 지지장치는, 상기 성형 풀리의 상기 샤프트 부분의 각 샤프트 부분을 수용한 롤러 베어링을 수납하는 레스트(rest) 부싱을 구비하고, 이때의 레스트 부싱은 이 장치의 프레임에 대해 클램핑 부재에 의해 상기 노칭 머신의 프레임에 접속된 이동 가능형 조립체 상에 장착한다.
종래기술의 노칭 머신에서는, 성형 풀리용 지지장치가 개방 롤러 베어링 상에, 즉 어떠한 보호없이 장착되어 있다. 따라서, 고속으로 발생된 진동과, 동작시에 연삭 벨트의 마모로 인한 칩의 오염 작용 및 쓰레기가 더 생기는 상기 개방 롤러 베어링에 의해, 쉽게 손상되고, 그 머신 조작자에 의한 비용과 시간 낭비의 상승으로 수명이 단축된다. 따라서, 상기 성형 풀리 단부의 각 롤러 베어링은, 특히 상당한 방법에 있어서 동일한 연삭 벨트와 구동 풀리의 동일한 수의 분당 회전속도에 영향을 미치고, 아이들(idle) 성형 풀리가 대응 함몰부를 연삭하기 위해서 매우 작은 직경을 가질 경우, 이 성형 풀리의 회전속도는 그 직경의 감소에 반비례하여 증가한다.
본 발명의 목적은, 지지 롤러 베어링의 고장으로 인한 어떠한 차단 위험도 없이 노칭 머신 내부에 성형 풀리를 위치시키도록 하는데 있다.
따라서, 본 발명은, 프레임상에 연삭 벨트를 이송하는 한 쌍의 풀리를 구비하고, 상기 풀리 중 하나의 풀리는 연삭 벨트 용 구동 풀리이고, 다른 풀리는 상기 프레임상에 교환 가능하게 장착되어 관형 가공물 및/또는 고형체 부분에 서로 다른 크기의 함몰부를 형성하도록 상기 연삭 벨트와 함께 작동하는 성형 풀리인 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체에 있어서,
- 상기 프레임에 의해 지지되고, C자형 몸체로 된 단부 브라켓을 가지며, 상기 단부 브라켓 중 하나의 단부 브라켓은 다른 단부 브라켓의 다른 하우징과 동축에 있는 하우징에 설치되는 포크 형태의 성형 풀리 홀더 부재와,
- 상기 하우징에 수납되어 고정되는 고정 센터 및 상기 하우징에 수납되어 고정되는 한편 탈착 가능한 대향 센터를 구비하고,
- 상기 성형 풀리는 롤러 형태를 가지며, 그의 베이스에 고정센터 및 탈착 가능한 대향 센터에 대해 서로 대향하는 센터 구멍이 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 풀리 조립체에 의해 노칭 머신의 성형 풀리를 쉽고 신속한 방법으로 설치하게 된다는 것을 알 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 풀리 조립체는, 활동 센터(회전체를 지지하는 센터)가 대향하는 시스템의 전형적인 특징, 즉 자체 센터링(self-centering) 특징을 갖는다. 또한, 상기 활동 센터가 대향하는 시스템은, 종래 기술과는 달리, 한 쌍의 롤러 베어링 위에 상기 성형 풀리를 지지되게 하므로, 종래 기술에 비해 보다 소형 샤프트가 사용되게 한다. 이에 따라서, 상기 한 쌍의 롤러 베어링을 갖는 장치에 의해 종래 기술에 비해서 진동이 덜하고 더 내구성을 가지면서 보다 고속으로 동작하게 된다.
또한, 모든 풀리가 동일한 센터 구멍을 갖도록 구성된 동일한 대향된 활동 센터 상에 직경이 서로 다른 각 풀리가 장착되기 때문에, 상기 성형 풀리를 지지하는 부품의 수가 감소된다.
아울러, 풀리를 바람직하게는 일체형 롤러 형태로 제조하므로, 성형 풀리 조립체 전체는 강성이 크다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하겠다.
먼저, 도 1을 참조하면, 여기에는 본 발명에 따른 성형 풀리 조립체를 구비한 노칭 머신의 단편 사시도가 도시되어 있다. 도 1에서, 프레임은 도면부호 1로 나타내고, 프레임(1) 상에 지지 베이스 없이 도시된 관형 가공물을 위한 바이스(vice)는 도면부호 2로 나타내었다.
한 쌍의 풀리(3, 4)는, 연삭 벨트(5)를 이송한다. 그 구동 풀리(3)는 연삭 벨트(5)용 구동 풀리이고, 성형 풀리(4)는 상기 연삭 벨트(5)와 함께 작동하여 미도시된 관형 가공물에 판에 박은 듯이 함몰부(미도시됨)가 제조되게 한다.
상기 성형 풀리(4)는, 서로 다른 직경을 갖는 다른 풀리(미도시됨)와 상호교환 가능하여 크기가 서로 다른 함몰을 수행할 수 있도록 한다.
상기 성형 풀리 조립체의 단편 평면도인 도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명에 따르면, 상기 성형 풀리(4)는, 도면부호 6으로서 나타낸 성형 풀리 조립체의 일부이다. 또한, 그 성형 풀리(4)는, (도 3에 도시된 것처럼) 대향 센터 구멍(42, 43)이 형성된 베이스(40, 41)를 갖는 바람직하게는 일체형 원통형 롤러 형태이다. 머신 기구 상에 가공 동작시에 지지되도록 설계된 가공물의 헤드 상에서 행해진 센터 구멍처럼, 상기 센터 구멍은, 표준 형태를 갖는다. 도시된 실시예에서는, 상기 센터 구멍이, 내부적으로 원통형 부분으로 끝나는 60도의 경사를 갖는 테이퍼가 절두 원추형(frustoconical) 부분의 작은 베이스의 직경과 같은 직경인 절두 원추형 부분을 갖는다.
센터 구멍(42, 43)에는, 변경한 경우도 전체 도면에서 도면부호 7 및 8로 각각 나타낸 고정 센터와 대향 센터가 삽입되어 있다. 상기 고정 센터(7) 및 대향 센터(8)는, 활동 센터이고, 상기 성형 풀리 조립체(6)에서 포크 형태의 성형 풀리 홀더 부재(9)에 의해 지지된다. 종래의 방법으로 상기 프레임(1)에 의해 지지된 성형 풀리 홀더 부재(9)는, 단부 브라켓(90, 91)을 갖는 C자형 몸체를 갖는다. 각 단부 브라켓(90, 91)은, 상기 센터가 서로 대향되게 구성된 반경방향 및 축방향 하중을 견디도록 선택된 롤러 베어링용 하우징이 구비된다. 상기 단부 브라켓(90, 91)의 2개의 하우징은, 서로 축방향이다. 특히 센터 측에 상기 고정 센터(7)가 고정 장착된 하우징(10)은 단부 브라켓(90)상에 설치되고, 대향 센터 측의 상기 단부 브라켓 (91)상에 상기 대향 센터(8)를 탈착 가능하게 장착된 하우징(11)이 삽입된다.
도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 상기 성형 풀리(4)와 상기 고정 센터(7) 및 대향 센터(8) 중 적어도 하나 사이에 구동 풀리(3)에 의해 구동된 연삭 벨트(5)에 의해 상기 성형 풀리(4)를 회전할 때, 그 고정 센터와 대향 센터를 회전시키는 유지수단이 설치된다.
특히 도 2에 도시된 것처럼, 나선형 스프링(21)의 시이트로서 센터 구멍(42, 43)의 절두 원추면에 직각으로 형성된 구멍(20)은, 상기 유지수단에 대해 성형 풀리(4)를 형성한다. 상기 나선형 스프링(21)은, 고정 센터(7) 및 대향 센터(8)의 절두 원추면에 대응되게 형성된 함몰부에 스프링 장입 볼(22)이 장입된다.
도 3을 참조하면, 상기 성형 풀리(4)의 축에 평행한 구멍 23은, 상기 고정 센터(7)와 대응한 방법으로 일체로 된 핀(24)에 대해 성형 풀리(4)의 구멍 42 내에 형성된다.
도 3의 동일한 핀 유지수단은, 대향 센터(8) 내의 대향 위치에 도시되어 있고(도 5), 도 4에는 반대의 위치(나선형 스프링과 볼에 대한 시이트가 성형 풀리(4)의 내부가 아닌 대향 센터(8) 내에 제조된다)에서 스프링 장입 볼을 갖는 상기 유지수단이 도시되어 있다.
또한, 상기 유지수단은, 서로 다르지만 기계적으로 같을 수 있거나 고정 센터 및 대향 센터의 접촉면과 상기 유휴 성형 풀리 내에서 실행된 각 구멍의 표면간의 마찰이 상기 고정 센터와 대향 센터를 상기 성형 풀리와 함께 회전할 만큼 충분하면 필요하지 않은 것이 명백하다.
상기 센터링을 향상시키기 위해서는, 고정 센터(7)와 대향 센터(8)는, 공통 절두 원추형 부분과 아울러, 그들의 개방(free) 단부 내에, 각 센터 구멍에서 지지를 위해 도면부호 25로 원통부를 구비하는 것이 바람직하다. 이 원통부(25)는, 고정 센터 및 대향 센터의 외력(thrust)이 뜻하지 않게 감소될 경우에, 이 원통부의 절두 원추형 부분이 각 센터 구멍과 더 이상 접촉하지 않으면 사용 가능하다.
상기 성형 풀리의 지지 대신에, 상기 성형 풀리 홀더 부재의 지지를 대응하게 실행하는 구멍에 맞물리도록 상기 성형 풀리의 베이스 내에 절두 원추형 센터를 덜 편리하게 제조할 수 있다는 것이 명백하다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 고정 센터(7)와 탈착 가능형 대향 센터(8)를 상세히 설명한다. 상기 고정 센터와 대향 센터(8)는, 스페이서에 의해 이격된 방사상의 한 쌍의 롤러 베어링(71; 81)과 축방향의 롤러 베어링(72; 82)에 의해 지지된 소형 샤프트(70; 80)를 구비한다. 상기 롤러 베어링(71, 72; 81, 82)은, 상기 샤프트 위와, 받침 숄더(12, 13)와 축방향 삽입 시거(seeger)형 유지 링(14) 및 너트(15)에 의해, 고정 센터(7)와 대향 센터(8)의 각 시이트 내측에 유지된다.
상기 이동 가능형 대향 센터를 활주시키기 위해서는, 원통부재 형태로 제조하여, 상기 브라켓 91에 직각하는 성형 풀리 홀더 부재(9)의 단부 브라켓(91)에서 실행된 중공 원통형 확대부재(16) 내측에 활주 가능하도록 그 하우징(11)을 장착한다.
상기 하우징(11)은, 예를 들면, 상기 브라켓(91) 내에서 실행된 슬롯(17)에서 활주하는 키(18)에 의해 회전되는 것을 막는다. 내부에 나사산이 형성되어 있는 캡(19)은, 상기 캡의 내부와 내부 대향 캡(32) 사이에 끼워진 접시(Belleville) 와셔와 같은 축방향 삽입 스프링 장입수단(31)에 의해 상기 활주용 원통부재(11)의 개방 단부와 접하여 상기 중공 원통형 확대부재(16)를 나사식으로 죈다. 이 스프링 장입수단은, 상기 풀리에 작용하는 응력에도 불구하고, 고정 센터와 대향 센터 사이에서 그 풀리를 단단하게 맞물리게 한다.
상기 내부 대향 캡(32)은, 그 일측면 상의 핀(33)에 의해 하우징(11)에 고정되고, 다른 측면 상의 상기 캡(19)에 활주방법으로, 예를 들면 볼트(34)에 의해 연결된다.
이러한 방법에서, 상기 포크 형태의 성형 풀리 홀더 부재(도 3) 상에 성형 풀리(4)가 장착되면, 상기 캡(19)은, 상기 성형 풀리(4)가 고정 센터(7)와 대향 센터(8) 사이에 설치된 후, 상기 브라켓(91)의 중공 원통형 확대부재(16)에 용이하게 나사식으로 죄어진다. 상기 캡을 나사식으로 죔으로써, 그 대향 센터의 하우징으로서 상기 하우징(11)에 연결된 대향 센터(8)는 전방 이동한다. 이와 같이 나사식으로 죄는 동작 후, 스프링 장입수단(31)은, 상기 성형 풀리(4)의 센터 구멍(43) 내에 상기 대향 센터(8)가 확실하게 적절한 압력이 가해지게 한다. 이와는 반대로, 상기 성형 풀리는, 캡(19)을 죔으로써 제거된다. 내부 대향 캡(32)에 의해, 상기 캡(19)이 완전히 나사식으로 죄어져도, 상기 대향 센터(8)는, 상기 성형 풀리 홀더 부재(9) 내측에 존재하지 않지만 그 캡에 의해 인출된다. 필요한 경우, 이것은, 캡(19)과 상기 대향 센터(8)의 하우징(11) 사이에 접시 와셔를 삽입함으로써 상기 내부 대향 캡(32)을 제공하지 않고 방지될 수 있다는 것이 명백하다.
또한, 상기 성형 풀리와 맞물리는 대향 센터는, 예를 들면 상기 성형 풀리의 교체 속도를 증가시킬 수 있는, 레버 수단, 바요넷(bayonet) 수단 등과 같은 서로 다른 수단에 의해 구동될 수 있다는 것을 알아야 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 지지 롤러 베어링의 고장으로 인한 어떠한 차단 위험도 없이 노칭 머신 내부에 성형 풀리를 설치시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 이중 쌍의 롤러 베어링을 갖는 장치에 의해 종래 기술에 비해서 진동이 덜하고 더 내구성을 가지면서 보다 고속으로 동작할 수 있다.
또한, 본 발명은 성형 풀리를 지지하는 부품의 수를 감소할 수 있다.
아울러, 본 발명의 성형 풀리 조립체 전체는 강성이 크다.

Claims (8)

  1. 프레임(1)상에 연삭 벨트(5)를 이송하는 한 쌍의 풀리(3,4)를 구비하고, 상기 풀리(3,4) 중 하나의 풀리는 연삭 벨트(5)용 구동 풀리(3)이고, 다른 풀리는 상기 프레임(1)상에 교환 가능하게 장착되어 관형 가공물 및/또는 고형체 부분에 서로 다른 크기의 함몰부를 형성하도록 상기 연삭 벨트(5)와 함께 작동하는 성형 풀리(4)인 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체에 있어서,
    - 상기 프레임(1)에 의해 지지되고, C자형 몸체로 된 단부 브라켓(90, 91)을 가지며, 상기 단부 브라켓 중 하나의 단부 브라켓(90)은 다른 단부 브라켓(91)의 다른 하우징(11)과 동축에 있는 하우징(10)에 설치되는 포크 형태의 성형 풀리 홀더부재(9)와,
    - 상기 하우징(10)에 수납되어 고정되는 고정 센터(7) 및 상기 하우징(11)에 수납되어 고정되는 한편 탈착 가능한 대향 센터(8)를 구비하고,
    상기 성형 풀리(4)는 롤러 형태를 가지며, 그의 베이스(40,41)에 고정센터(7) 및 탈착 가능한 대향 센터(8)에 대해 서로 대향하는 센터 구멍(42, 43)이 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형 풀리(4)와 상기 고정 센터(7) 및 상기 대향 센터(8) 중 적어도 하나 사이에 유지수단이 설치된 것을 특징으로 하는 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유지수단은, 핀(24)으로 구성된 것을 특징으로 하는 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유지수단은, 스프링 장입 볼(22)로 구성된 것을 특징으로 하는 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 센터 및 대향 센터(7, 8)는 대응하는 센터 구멍(42, 43)내에 지지된 원통부(25)와 그 개방 단부에서 결합된 절두 원추형 부분을 구비한 것을 특징으로 하는 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 센터 및 대향 센터(7, 8)는 한 쌍의 롤러 베어링(71, 72; 81, 82)에 의해 지지된 소형 샤프트(70; 80)를 갖고, 상기 한 쌍의 롤러 베어링(71, 72; 81, 82)은 소형 샤프트(70; 80)상과 받침 숄더(12; 13) 및 축 방향으로 삽입되는 스프링 유지 링(14; 14)에 의해 고정 센터 및 대향 센터 하우징(10; 11)의 내측에 유지된 것을 특징으로 하는 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향 센터 하우징(11)은 탈착 가능하고, 상기 풀리 홀더 부재(9)의 상기 단부 브라켓 중 하나의 브라켓(91)상에 설치되고 외부에 나사산이 형성된 중공 원통형 확대 부재(16) 내측에 회전없이 활주하게 장착된 원통 부재의 형태로 삽입되고, 캡(19)이 동축으로 삽입된 스프링 장입수단(31)과 상기 활주 원통부재와의 접합부에서 상기 중공 원통형 확대 부재(16)에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스프링 장입수단(31)은, 상기 캡(19)과 상기 대향 센터(8)의 하우징(11)으로서 상기 원통 부재에 그의 일측이 고정되고 상기 캡(19)에 활주 방식으로 연결된 내부 대향 캡(32) 사이에 삽입된 것을 특징으로 하는 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체.
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