MX2008014022A - Herramienta cortante y metodo de montaje de la herramienta cortante. - Google Patents
Herramienta cortante y metodo de montaje de la herramienta cortante.Info
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Abstract
Un montaje de herramienta cortante (10) incluye un cuerpo de herramienta (16) que tiene una posición de diámetro de abertura mayor (24) colocada adyacente al extremo cortante (22) de la herramienta cortante (12) y una ranura de extractor (26) colocado debajo de la porción de diámetro de abertura mayor (24). Un manguito compresible (34) se coloca alrededor de la porción de ajuste (30) de la herramienta cortante (12), la cual se monta a un portaherramientas (14). Una arandela (36) se coloca alrededor del manguito compresible (34), y actúa como uno de los lados de la ranura de extractor (26). La ubicación de la ranura de extractor (26) debajo de la porción de diámetro de abertura mayor (24) permite que la herramienta cortante (12) sea hecha por formación en frío, o similar.
Description
HERRAMIENTA CORTANTE Y METODO DE MONTAJE DE LA HERRAMIENTA CORTANTE
CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona de manera general, con una herramienta cortante y un método de montaje de la herramienta cortante. De manera más particular, la presente invención pertenece a una herramienta cortante y un método de montaje de la herramienta cortante en un portaherramientas de la herramienta cortante.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los montajes de herramienta usados para cortar superficies duras, como roca y asfalto, típicamente incluyen una rueda o tambor giratorio con una pluralidad de herramientas cortantes montadas alrededor de la circunferencia de la rueda o tambor. Cada herramienta cortante se monta de manera giratoria dentro de un orificio cilindrico del tambor giratorio. Si embargo, el material cortado por tales herramientas es tan abrasivo que las herramientas cortantes se desgastan en solo un día de uso, y con frecuencia necesitan ser reemplazadas. Por lo tanto, el reemplazo de esas herramientas debe ser relativamente fácil de efectuar.
Cada herramienta cortante típicamente incluye un extremo cortante delantero ahusado con una punta de carburo, y una porción de diámetro de abertura mayor separada de la punta de carburo. Colocada entre la punta de carburo y la porción del diámetro de la abertura mayor se encuentra una ranura de extractor. La ranura de extractor es usada para extraer la herramienta del portaherramientas vía una herramienta extractora. Cuando no existe suficiente acceso a la parte posterior de la herramienta para empujarlas hacia afuera, éste es el método más deseable. Esta ranura es maquinada típicamente en la herramienta cortante, lo cual es muy costoso. Además, debido a que la ranura es maquinada cerca de la punta de la herramienta cortante, es susceptible al desgaste. La herramienta cortante también incluye un cuerpo o fuste en su extremo posterior. Un manguito compresible está colocado alrededor del cuerpo o fuste para colocar la herramienta dentro del orificio del portaherramientas. Puede ser usada una arandela para ayudar a comprimir el manguito cuando éste se monte en el portaherramientas. Cuando se monte, la porción de diámetro de abertura mayor de la herramienta cortante se coloca adyacente a la arandela. En uso, la herramienta cortante gira dentro del manguito de resorte o muelle compresible. Por lo tanto, la
porción de diámetro de abertura mayor roza contra la arandela. Debido a que la porción más grande de la herramienta cortante se coloca adyacente a la arandela, la superficie de contacto se maximiza produciendo un exceso de fricción entre la arandela y la herramienta cortante . En consecuencia existe la necesidad en la técnica de una herramienta cortante con superficie de contacto mínima entre la arandela y la herramienta cortante. Además existe la . necesidad en la técnica de un cuerpo de herramienta cortante que pueda -ser hecho por forjado.
LA INVENCION Un aspecto de la presente invención pertenece a una herramienta cortante para insertarse en un portaherramientas. Un cuerpo de herramienta incluye un primer extremo para recibir una punta cortante y un segundo extremo para montarse en el portaherramientas. El cuerpo de la herramienta incluye un extremo cortante delantero ahusado. Una porción de diámetro de abertura mayor se coloca adyacente al extremo cortante delantero. La porción de diámetro reducido se coloca adyacente a la porción de diámetro de abertura mayor. Un cuerpo o fuste se coloca adyacente a la porción de diámetro reducido. El manguito compresible se coloca alrededor del cuerpo o fuste. Una
arandela se coloca adyacente a la porción de diámetro reducido cuando la herramienta cortante es retenida dentro del portaherramientas. Otro aspecto de la presente invención pertenece a un método para montar una herramienta cortante. Se proporciona una herramienta cortante que tiene un cuerpo de herramienta con un primer extremo para recibir una herramienta cortante y un segundo extremo para montarse en un portaherramientas. El cuerpo de la herramienta incluye un extremo cortante delantero ahusado, una porción de diámetro de abertura mayor colocada adyacente al extremo cortante delantero, una porción de diámetro reducido colocada adyacente a la porción de diámetro de abertura mayor, y un cuerpo o fuste colocado adyacente a la porción de diámetro reducido. Un manguito compresible se coloca alrededor del cuerpo o fuste de la herramienta cortante. Una arandela se coloca alrededor de la herramienta cortante . Otro aspecto de la presente invención pertenece a una herramienta cortante y un portaherramientas. Un cuerpo de herramienta incluye un primer extremo para recibir una punta cortante y un segundo extremo montado en un portaherramientas. El cuerpo de la herramienta incluye un extremo cortante delantero ahusado. La punta cortante se coloca en el primer extremo del cuerpo de la herramienta.
Una porción de diámetro de abertura mayor se coloca adyacente al extremo cortante delantero ahusado. La porción de diámetro reducido se coloca adyacente a la porción de diámetro de abertura mayor. Un cuerpo o eje se coloca adyacente a la porción de diámetro reducido. Un manguito compresible se coloca alrededor del fuste o cuerpo. Una arandela se coloca adyacente a la porción de diámetro reducido cuando la herramienta cortante es retenida dentro del portaherramientas.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Los dibujos acompañantes proporcionan representaciones visuales las cuales serán usadas para describir de manera más completa las modalidades representativas descritas aquí y ' pueden ser usados por aquellos expertos en la técnica para comprenderlas mejor y sus ventajas inherentes. En esos dibujos, números de referencia similares identifican elementos correspondientes. La Figura 1 ilustra una vista en elevación lateral, parcialmente en corte transversal de una herramienta cortante ejemplar de la presente invención y un portaherramientas . La Figura 2 ilustra una vista en elevación lateral de una herramienta cortante ejemplar de la presente invención .
La Figura 3 ilustra una vista en elevación lateral de una herramienta cortante ejemplar de acuerdo a la técnica anterior. La Figura 4 ilustra una vista en elevación lateral de un cuerpo de herramienta ejemplar de la presente invención . La Figura 5 ilustra una vista en elevación lateral de un manguito compresible ejemplar de acuerdo a la presente invención. La Figura 5A es una vista en corte transversal del manguito compresible de la Figura 5 tomada a lo largo de la linea 5A-5A. La Figura 6 ilustra una vista en planta desde arriba de una arandela ejemplar de acuerdo a la presente invención . La Figura 6A es una vista en corte transversal de la arandela de la Figura 6 tomada a lo largo de la linea 6A-6A. ^ La Figura 7 ilustra una vista en elevación lateral de una herramienta extractora estándar. La Figura 8 ilustra una vista en elevación lateral de la herramienta cortante de la presente invención con la arandela colocada a la mitad a lo largo del manguito compresible. La Figura 9 ilustra una vista en elevación lateral
de la herramienta cortante de la presente invención con la arandela colocada adyacente a la porción de diámetro reducido.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Las Figuras 1 y 2 muestran una modalidad ejemplar de un montaje de herramienta cortante 10 y herramienta cortante 12 de la presente invención. Aunque el montaje de herramienta cortante 10 es descrito de manera general como adecuado para usarse como herramientas para fresar caminos, deberá comprenderse que el montaje de herramienta cortante 10 de acuerdo a la presente invención es aplicable a herramientas cortantes diferentes a las herramientas para fresar caminos. Por ejemplo, herramientas de minería y surcadoras. El montaje de herramienta cortante 10 incluye una herramienta cortante 12 montada dentro de un portaherramientas 14. Cuando se usa como una herramienta para fresar caminos, una pluralidad de herramientas cortantes se montan alrededor de la circunferencia de un tambor, y. giran alrededor de un eje longitudinal para cortar por lo tanto una superficie dura (no mostrada) . La estructura de esa herramienta es bien conocida en la técnica, y se muestra por ejemplo, en la Patente Estadounidense No. 6,113,195 y la Patente Estadounidense No. 6,481,803, las descripciones de las cuales se
incorporan aquí como referencia. La herramienta cortante 12 incluye un cuerpo de herramienta 16 que tiene un primer extremo 18 para recibir una punta cortante 20. Preferiblemente, la punta cortante 20 es una punta cortante de carburo de tungsteno. Sin embargo, deberá comprenderse que la punta cortante 20 puede ser hecha de cualquier material duro, dependiendo de la aplicación y diseño de preferencia. Un cuerpo de la herramienta 16 incluye un extremo cortante delantero ahusado 22 y una porción de diámetro de abertura mayor 24 adyacente al extremo cortante delantero 22. Una porción de diámetro reducido o ranura de extractor 26 está colocada adyacente a la porción de diámetro de abertura mayor 24, y está dimensionada para recibir las mordazas de una herramienta extractora estándar (véase la Figura 7), la cual será descrita con mayor detalle más adelante. La herramienta cortante 12 incluye un segundo extremo 28 para montar la herramienta cortante 12 en el portaherramientas 14. El segundo extremo 28 de la herramienta cortante 12 incluye una porción de cuerpo o fuste 30 a ser recibida dentro de un orificio 32 del portaherramientas 14. Colocado alrededor de la porción de cuerpo o fuste 30 se encuentra un manguito compresible 34, preferiblemente hecho de acero de resorte. El manguito 34 es cargado por un resorte para expandir
radialmente el manguito contra la superficie interna del orificio 32 del portaherramientas 14. Una arandela 36 se coloca alrededor del manguito compresible 34 y actúa para comprimir el manguito 34 de modo que la herramienta cortante 12 pueda ser montada en el portaherramientas 14, lo cual será descrito con mayor detalle más adelante. Preferiblemente, la herramienta cortante 12 gira dentro del orificio 32 del portaherramientas 14, pero es retenida allí. La rotación de la herramienta cortante 12 dentro del orificio 32 permite que la herramienta cortante 12 se desgaste simétricamente, lo cual incrementa la vida de la herramienta cortante 12. Con referencia a las Figuras 2 y 3, la herramienta cortante 12 de la presente invención es comparada con la herramienta cortante 40 de la técnica anterior. Con referencia en particular a la Figura 3, la herramienta cortante 40 de la técnica anterior incluye un extremo cortante delantero ahusado 42 el cual recibe la punta cortante 44 en su extremo. Una porción de diámetro reducido 46 está colocada entre el extremo cortante delantero ahusado 42 y una porción de diámetro de abertura mayor 48, y está dimensionada para recibir las mordazas de una herramienta extractora estándar 49 (véase la Figura 7) . Un manguito de retención compresible 50 está colocado
alrededor de la porción del cuerpo o fuste 52 de la herramienta cortante 40 para retener por lo tanto la herramienta 40 dentro de : un portaherramientas (véase, por ejemplo, la Figura 1) . Una arandela 54 está colocada alrededor del manguito compresible 50, el cual precomprime el manguito de retención 54 para facilitar el montaje y retención de la herramienta cortante 40 dentro del portaherramientas . De acuerdo con la herramienta cortante 40 de la técnica anterior, la porción de diámetro reducido 46 debe ser maquinada, debido a que no es posible producir esa porción de ranura por formación al frió. En particular, la porción ranurada no permite que la herramienta cortada sea perforada de una matriz cuando se forma en frío. Sin embargo, la maquinación es muy cara, y debe ser evitada. Además, la superficie de contacto entre la porción de diámetro de abertura mayor 48 y la arandela 54 es muy grande, incrementando por la tanto la fricción y afectando negativamente la rotación de la herramienta cortante 40 dentro del portaherramientas, produciendo un desgaste prematuro. Además, la porción de diámetro reducido o ranura de extractor 46 se localiza relativamente cerca de la punta cortante 44, lo cual hace que la superficie superior de la ranura se desgaste, volviéndola inútil para que el extractor extraiga la herramienta.
En contraste, la herramienta cortante 12 de la presente invención incluye una porción de diámetro de abertura mayor 24 por encima de la porción de diámetro reducido o ranura de extractor 26. Por lo tanto, la arandela 36 actúa como una superficie inferior 36A de la ranura de extractor 26 y la porción de diámetro mayor 24 actúa como una superficie superior 24A de la ranura de extractor 26. Además, como se muestra en la Figura 2, la fricción de la superficie superior de la ranura de extractor 26 y la porción de diámetro mayor 24 y la herramienta cortante 12 se minimiza debido a que la superficie de contacto disminuye significativamente. En operación, la porción de diámetro de abertura mayor 24 actúa . como un lado de la ranura de extractor 26·, y es removida más lejos de la punta cortante 20, reduciendo por lo tanto el desgaste de la superficie superior 24A y la porción de diámetro de abertura mayor 24. Con referencia a la Figura 4, será descrita con mayor detalle la herramienta cortante 12 de la presente invención. En particular, la herramienta cortante 12 incluye un cuerpo de herramienta 16 que tiene un primer extremo 18 y un segundo extremo 28. El primer extremo 18 incluye un asiento 56 para recibir una punta cortante en él (no mostrada) . El primer extremo 18 incluye una porción cortante delantera ahusada 22 adyacente a una porción de
diámetro de abertura mayor 24. ' Una porción de diámetro reducido o ranura de extractor 26 se coloca debajo de la porción de diámetro de abertura mayor 24. Un reborde que une la porción de diámetro reducido 26 y la porción de diámetro de abertura mayor 24 constituye la superficie superior 24A para el acoplamiento de la herramienta extractora 49. Preferiblemente, la porción de diámetro reducido 26 es cilindrica. Sin embargo, deberá comprenderse que la porción de diámetro reducido 26 puede tomar otras formas dependiendo de la aplicación y diseño de preferencia . El cuerpo de la herramienta 16 también incluye una porción de cuerpo o fuste 30 para montarse dentro de un portaherramientas 14 (véase la Figura 1) . Colocado adyacente a la porción de cuerpo o fuste 30 se encuentra una porción escalonada 60. Preferiblemente, el diámetro de la porción escalonada 60 es mayor que un diámetro de la porción de cuerpo o fuste 30 pero es menor que el diámetro de la porción de diámetro reducido 26. La porción escalonada 60 proporciona una superficie contra la cual el manguito compresible es retenido cuando el manguito compresible es montado alrededor de la herramienta cortante 12. Debido a que la porción de diámetro de abertura mayor .24 está colocada encima de la ranura de extractor, · el
cuerpo de la herramienta 16 puede ser formado por formación en frió en la cual se forma una pieza del metal en una forma deseada, evitando por lo tanto los costos significativos de la maquinación. En particular, se inserta una pieza no terminada en la matriz, la cual define la superficie externa de la herramienta cortante, después de lo cual la pieza no terminada es perforada para conformarse a la forma de la matriz. Sin embargo, deberá comprenderse que el cuerpo de la herramienta 16 puede ser hecho de otras formas conocidas en la técnica, no se restringe a la formación en frió. Con referencia a la Figuras 5, 5A, 6 y 6A, el manguito compresible 34 y la arandela 36 de la presente invención son similares al manguito compresible y la arandela de la técnica anterior. Con referencia específicamente a las Figuras 5 y 5A, el manguito compresible 34 es hecho preferiblemente de un acero de resorte e incluye una abertura 70, la cual permite que el manguito sea comprimible por la arandela 36. Con referencia a las Figuras 6 y 6A, la arandela 36 incluye un bisel 72 que se ahusa hacia abajo en un ángulo, lo cual minimiza el contacto entre la arandela 36 y la porción de diámetro reducido o ranura de extractor 26 de la herramienta cortante 12. La estructura de esa arandela se muestra, por ejemplo, en la Patente Estadounidense No. 6,113,195, la
descripción de la cual se incorpora aquí como referencia. Preferiblemente, este ángulo es de aproximadamente 45 grados, pero puede ser más grande o más pequeño, dependiendo de la aplicación y diseño de preferencia. El manguito 3 también incluye una pluralidad de retenes 74 (véase la Figuras 5 y 5A) los cuales se acoplan a una ranura 76 (véase la Figura 4) depositada sobre la porción del cuerpo o fuste 30 de la herramienta cortante 12, para reponer por lo tanto el manguito 34 sobre la herramienta cortante 12. Con referencia a las Figuras 8 y 9, un método de montaje de la herramienta cortante 12 de la presente invención dentro de un portaherramientas 14 incluye colocar un manguito compresible 34 alrededor de la porción de cuerpo o fuste 30 de la herramienta cortante 12 de modo que el manguito 34 se coloque adyacente en la porción escalonada 60 de la herramienta cortante 12. Una arandela 36 se coloca alrededor del segundo extremo 28 del cuerpo de la herramienta 16 sobre un manguito compresible 34 hasta que la arandela 36 es colocada alrededor de la parte media a lo largo del manguito compresible 34. Una vez que la arandela 36 es colocada alrededor del manguito compresible 34 alrededor del la mitad sobre éste, el segundo extremo 28 de la herramienta cortante 12 se inserta en un orificio de un portaherramientas hasta que
un primer extremo 80 de la arandela 36. se empalma a la superficie superior del portaherramientas (no mostrado) . Entonces se aplica fuerza al primer extremo 18 de la punta cortante 20 de la herramienta cortante 12 hasta que el segundo extremo 82 de la arandela 36 se empalma contra la porción del diámetro reducido o la ranura de extractor 26, como se muestra en la Figura 9. La arandela 36 precomprime el manguito compresible 34 a todo su largo, para facilitar por lo tanto la inserción de la herramienta cortante dentro del orificio del portaherramientas, como se muestra en la Figura 1. En la herramienta cortante 12 de la presente solicitud, la superficie de contacto entre la herramienta cortante 12 y la arandela 36 es menor que la superficie de contacto entre la arandela 36 y el portaherramientas 14. Por lo tanto, la arandela 36 no se moverá, o girará sobre el portaherramientas, sino que permanecerá estacionaria con la superficie superior del portaherramientas. Esto reducirá el desgaste sobre la interfaz del portaherramientas y la arandela. El incremento del área superficial entre la arandela y el portaherramientas evitará que la arandela gire, reduciendo por lo tanto el desgaste sobre la parte superior del portaherramientas. Por lo tanto, la herramienta requerirá un cambio prolongado antes de que la interfaz de la herramienta y la arandela se desgasten y
exista una falla catastrófica en la interfaz. Cuando la herramienta cortante sea reemplazada, la arandela será reemplazada también. Las modalidades actualmente descritas se consideran en todos los aspectos, ilustrativas y no restrictivas. El alcance es indicado por las reivindicaciones anexas, más que por la descripción -anterior, y todos los cambios que estén dentro del significado y alcance de equivalentes de las mismas pretenden ser abarcados.
Claims (20)
- REIVINDICACIONES 1. Herramienta cortante para insertarse en un portaherramientas, que comprende: un cuerpo de herramienta que tiene un primer extremo para recibir una punta cortante y un segundo extremo para montarse en el portaherramientas, incluyendo el cuerpo de la herramienta un extremo cortante delantero ahusado, una porción de diámetro de abertura mayor colocada adyacente al extremo cortante delantero; una porción de diámetro reducido colocada adyacente a la porción de diámetro de abertura mayor; un cuerpo o fuste colocado adyacente a la porción de diámetro reducido; un manguito compresible colocado alrededor del cuerpo o fuste; y una arandela colocada adyacente a la porción de diámetro reducido cuando la herramienta cortante es retenida dentro del portaherramientas .
- 2. Herramienta cortante según la reivindicación 1, donde la porción de diámetro reducido esta dimensionada para recibir una herramienta extractora estándar.
- 3. Herramienta cortante según la reivindicación 1, donde la porción de diámetro reducido es cilindrica o de otras formas .
- 4. Herramienta cortante según la reivindicación 1, donde la porción de diámetro reducido se forma por forjado o por otros medios.
- 5. Herramienta cortante según la reivindicación 1, donde la arandela incluye un visor que se ahusa lejos de una superficie adyacente a la porción de diámetro reducido minimizando por lo tanto el contacto entre la arandela y la porción de diámetro reducido.
- 6. Herramienta cortante según la reivindicación 5, donde el bisel de la arandela es de aproximadamente 45°.
- 7. Herramienta cortante según la reivindicación 1, que comprende además una porción escalonada de asiento al cuerpo o fuste de la porción de diámetro reducido, donde el diámetro de la porción escalonada es mayor que el diámetro del cuerpo o fuste y el diámetro de la porción escalonada es menor que el diámetro de la porción de diámetro reducido.
- 8. Método para montar un montaj e de herramienta cortante, que comprende los pasos de: proporcionar una herramienta cortante que tiene un cuerpo de herramienta que tiene un primer extremo para recibir una punta cortante y un segundo extremo para montarse en un portaherramientas, incluyendo el cuerpo de la herramienta un extremo cortante delantero ahusado, una porción de diámetro de abertura mayor colocada adyacente al extremo cortante delantero, una porción de diámetro reducido colocada adyacente a la porción de diámetro de abertura mayor, y un cuerpo o fuste colocado adyacente a la porción de diámetro reducido; colocar el manguito compresible alrededor del cuerpo o fuste de la herramienta cortante; y proporcionar una arandela alrededor de la herramienta cortante .
- 9. Método según la reivindicación 8, donde la herramienta cortante es formada en frío o formada por otros medios.
- 10. Método según la reivindicación 8, donde la arandela es colocada sobre el manguito compresible aproximadamente a la mitad a lo largo del manguito compresible.
- 11. Método según la reivindicación 10, que comprende además el paso de: insertar el segundo extremo de la herramienta cortante en un orificio de un portaherramientas hasta que un primer extremo de la arandela se empalma a una cara frontal del portaherramientas; y aplicar fuerza al primer extremo de la herramienta cortante hasta que el segundo extremo de la arandela se empalma contra la porción de diámetro reducido.
- 12. Método según la reivindicación 11, donde la arandela se ahusa lejos de la porción de diámetro reducido de un ángulo de aproximadamente 45° de un eje longitudinal de la herramienta cortante .
- 13. Método según la reivindicación 8, donde la herramienta cortante es removida sujetando la porción de diámetro reducido de la herramienta cortante con las mordazas de una herramienta extractora.
- 14. Herramienta cortante y portaherramientas, que comprende: un cuerpo de herramienta que tiene un primer extremo para recibir una punta cortante y un segundo extremo montado en un portaherramientas, incluyendo el cuerpo de la herramienta un extremo cortante delantero ahusado; una punta cortante colocada en el primer extremo del cuerpo de la herramienta; una porción de diámetro de abertura mayor colocada adyacente al extremo cortante delantero; una porción de diámetro reducido colocada adyacente en la porción de diámetro de abertura mayor; un cuerpo o fuste colocado adyacente a la porción de diámetro reducido; un manguito compresible colocado alrededor del cuerpo o fuste; y una arandela colocada adyacente a la porción de diámetro reducido cuando la herramienta cortante retenida dentro del portaherramientas .
- 15. Herramienta cortante y portaherramientas según la reivindicación 1 , donde la porción de diámetro reducido está dimensionada para recibir una herramienta extractora estándar.
- 16. Herramienta cortante y portaherramientas según la reivindicación 14, donde la porción de diámetro reducido es cilindrica o de otras formas.
- 17. Herramienta cortante y portaherramientas según la reivindicación 14, donde la porción de diámetro reducido es formada por forjado u otros medios.
- 18. Herramienta cortante y portaherramientas según la reivindicación 14, donde la arandela incluye un bisel que se ahusa lejos de una superficie adyacente a la porción de diámetro reducido minimizando por lo tanto el contacto entre la arandela y la porción de diámetro reducido.
- 19. Herramienta cortante y portaherramientas según la reivindicación 18, donde el bisel de la arandela es de aproximadamente 45 grados.
- 20. Herramienta cortante y portaherramientas según la reivindicación 14, que comprende además una porción escalonada adyacente al cuerpo o fuste y la porción de diámetro reducido, donde el diámetro de la porción escalonada es mayor porque el diámetro del cuerpo o fuste y el diámetro de la porción escalonada es menor de un diámetro de la porción de diámetro reducido, estando la arandela colocada alrededor de la porción escalonada cuando es retenida en el portaherramientas.
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