WO1997005452A1 - Device for finding the inclination and cardinal points of a surface - Google Patents

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WO1997005452A1 PCT/AT1996/000138 AT9600138W WO9705452A1 WO 1997005452 A1 WO1997005452 A1 WO 1997005452A1 AT 9600138 W AT9600138 W AT 9600138W WO 9705452 A1 WO9705452 A1 WO 9705452A1
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Definitions

  • the invention relates to a device with the features mentioned in the introductory part of independent claim 1.
  • the invention has for its object to provide a device with which the cardinal direction and the angle of inclination of a surface of any object can be determined easily, quickly and at the same time.
  • the device according to the invention can also be used for this to align an object with one of its surfaces in a given direction and at a given angle of inclination to the horizontal.
  • the device according to the invention is set to the desired angle by pivoting the leveling part relative to the foot part and placed on the surface of the object which is to point in the particular direction and should have a certain inclination, and the object is moved so long until the device for determining the cardinal direction (the compass) indicates the specified, desired cardinal direction and the leveling device (in the simplest case the dragonfly) indicates the horizontal position of the leveling part.
  • the underside of the foot part forming the contact surface can be covered with a non-slip material.
  • the foot part can be inserted into a large-area extension plate, the underside of which is aligned parallel to the contact surface of the foot part.
  • Preferred areas of application of the device according to the invention are the alignment of solar collectors or solar cells when using solar energy, the setting up of objects and constructions which are to be aligned according to the direction and inclination, and in roof structures.
  • Figure 1 shows an inventive device in an oblique view.
  • Figure 2 seen the device from the side.
  • the device according to the invention consists of a base part 1, a plate-shaped leveling part 2 and a cover plate 3.
  • the foot part 1 is designed as an essentially U-shaped component and has a web 4, the underside of which forms the bearing surface 12 (FIG. 2) to be placed on the surface whose inclination and compass direction is to be determined, and two longitudinally extending legs 5 and 6 projecting from the web 4.
  • the leveling part 2 is pivotally mounted on the legs 5 and 6 about bearing 9, so that the leveling part 2 can be pivoted about an axis parallel to the foot part 1.
  • a device for indicating the direction of the sky in the exemplary embodiment a magnetic compass 7, and a leveling device, in the exemplary embodiment a spirit level 8, are installed in the leveling part 2.
  • the leveling part 2 With the aid of the level 8, the leveling part 2 can be aligned into the horizontal position by pivoting about the bearings 9 and rotating the device with the support surface 12 of the foot part 1 lying on the surface.
  • the device according to the invention not only serves to determine the inclination and the cardinal direction of surfaces, but can also be used to object, e.g. Align solar cells or solar collectors in the (sky) direction and inclination that is optimal for the respective purpose.

Abstract

A device for finding the inclination and cardinal points of a surface has a foot (1) to be laid upon the surface of which the inclination and cardinal points are to be determined. The device also has a levelling plate (2) pivoted on the foot (1). In order to direct the levelling plate (2) horizontally, it contains a spirit level (8). In addition, there is a compass (7) in the levelling plate (2) from which the cardinal points of the surface on which the device is laid can be read. To determined the inclination, there is an angular scale (10) on a plate (3) pivoted on the foot (1) and acting as a cover, from which the angle between the levelling plate (2) and the foot (1) and hence the angle of inclination of the surface can be read. For transport purposes, the levelling plate (2) can be folded down on the foot (1) and protected from above by the foolded cover (3). The device of the invention may be used not only to determine the inclination and cardinal points of surfaces but also to set objects, e.g. solar cells or collectors, at the best possible direction and inclination.

Description

Vorrichtung zum Bestimmen der Neigung und der Himmelsrichtung einer FlächeDevice for determining the inclination and the direction of a surface
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den im einleiten¬ den Teil des unabhängigen Anspruches 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a device with the features mentioned in the introductory part of independent claim 1.
Häufig stellt sich das Problem, die Himmelsrichtung und die Neigung einer Fläche zur Horizontalen festzustellen.The problem often arises of determining the cardinal direction and the inclination of a surface to the horizontal.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der die Himmelsrichtung und der Neigungswinkel einer Fläche eines beliebigen Objektes einfach, rasch und gleichzeitig festgestellt werden können.The invention has for its object to provide a device with which the cardinal direction and the angle of inclination of a surface of any object can be determined easily, quickly and at the same time.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved in a device of the type mentioned at the outset with the features of claim 1.
Vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous and preferred embodiments of the device according to the invention are the subject of the dependent claims.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Himmelsrichtung und der Neigungswinkel einer Fläche oder eines beliebigen Objektes einfach, rasch und gleichzeitig festgestellt werden. Es genügt, die Vorrichtung mit dem Fußteil mit dessen Auflage- fläche - für gewöhnlich ist diese die Unterseite des Fußteils - auf die Fläche aufzulegen, deren Neigung und Himmelsrichtung zu bestimmen ist. Nun wird der Nivellierteil bei auf der Flä¬ che aufliegendem Fußteil so lange gegenüber dem Fußteil ver¬ schwenkt und/oder die Vorrichtung verdreht, bis die Nivellier- einrichtung anzeigt, daß der Nivellierteil horizontal ausge¬ richtet ist. An der im Nivellierteil vorgesehenen Einrichtung zum Anzeigen der Himmelsrichtung (im einfachsten Fall ein Kompaß) kann die Himmelsrichtung der Fläche abgelesen werden. Nun wird an der Einrichtung zum Bestimmen des Winkels, den der Nivellierteil mit dem Fußteil einschließt, der Winkel abgele¬ sen, welcher der Neigung der Fläche zur Horizontalen ent¬ spricht.With the device according to the invention, the cardinal direction and the angle of inclination of a surface or any object can be determined simply, quickly and simultaneously. It is sufficient to place the device with the foot part with its support surface - usually this is the underside of the foot part - on the surface whose inclination and direction are to be determined. Now, with the foot part resting on the surface, the leveling part is pivoted relative to the foot part and / or the device is rotated until the leveling device indicates that the leveling part is oriented horizontally. The cardinal direction of the surface can be read on the device for displaying the cardinal direction provided in the leveling part (in the simplest case a compass). Now the device for determining the angle which the leveling part includes with the foot part reads the angle which corresponds to the inclination of the surface to the horizontal.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch dazu benutzt wer- den, einen Gegenstand mit einer seiner Flächen in eine vor¬ gegebene Himmelsrichtung und unter einem vorgegebenen Nei¬ gungswinkel zur Horizontalen auszurichten. Hiezu wird die erfindungsgemaße Vorrichtung durch Verschwenken des Nivellier- teils gegenüber dem Fußteil auf den gewünschten Winkel einge¬ stellt und auf die Fläche des Gegenstandes, die in die be¬ stimmte Richtung weisen und eine bestimmte Neigung haben soll, aufgelegt und der Gegenstand so lang bewegt, bis die Einrich¬ tung zum Bestimmen der Himmelsrichtung (der Kompaß) die vor- gegebene, gewünschte Himmelsrichtung anzeigt und die Nivel¬ liereinrichtung (im einfachsten Fall die Libelle) die hori¬ zontale Lage des Nivellierteils anzeigt.The device according to the invention can also be used for this to align an object with one of its surfaces in a given direction and at a given angle of inclination to the horizontal. For this purpose, the device according to the invention is set to the desired angle by pivoting the leveling part relative to the foot part and placed on the surface of the object which is to point in the particular direction and should have a certain inclination, and the object is moved so long until the device for determining the cardinal direction (the compass) indicates the specified, desired cardinal direction and the leveling device (in the simplest case the dragonfly) indicates the horizontal position of the leveling part.
Die die Auflagefläche bildende Unterseite des Fußteils kann mit einem rutschfesten Werkstoff belegt sein. Um bei unebene Flächen (Dächer usw.) eine genaue Bestimmung ihrer Himmels¬ richtung und ihrer Neigung zu erlauben, kann der Fußteil in eine großflächige Ansatzplatte eingesetzt werden, deren Unter¬ seite parallel zur Auflagefläche des Fußteils ausgerichtet ist.The underside of the foot part forming the contact surface can be covered with a non-slip material. In order to allow an exact determination of their cardinal direction and their inclination in the case of uneven surfaces (roofs, etc.), the foot part can be inserted into a large-area extension plate, the underside of which is aligned parallel to the contact surface of the foot part.
Bevorzugte Einsatzgebiete der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Ausrichten von Sonnenkollektoren oder Sonnenzellen bei der Sonnenenergienutzung, das Einrichten von Gegenständen und Konstruktionen, die nach Himmelsrichtung und Neigung aus¬ gerichtet werden sollen, und bei Dachbauten.Preferred areas of application of the device according to the invention are the alignment of solar collectors or solar cells when using solar energy, the setting up of objects and constructions which are to be aligned according to the direction and inclination, and in roof structures.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist.Further details and features of the invention result from the following description of an embodiment of the device according to the invention, which is shown schematically in the drawings.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Schrägansicht;Figure 1 shows an inventive device in an oblique view.
Fig. 2 die Vorrichtung von der Seite gesehen; undFigure 2 seen the device from the side. and
Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 2. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem Fußteil 1, einem plattenförmigen Nivel¬ lierteil 2 und einer Deckelplatte 3.3 is a top view of FIG. 2. In the exemplary embodiment shown, the device according to the invention consists of a base part 1, a plate-shaped leveling part 2 and a cover plate 3.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Fußteil 1 als im we¬ sentlichen U-förmiger Bauteil ausgebildet und besitzt einen Steg 4, dessen Unterseite die auf der Fläche, dessen Neigung und Himmelsrichtung zu bestimmen ist, anzulegende Auflageflä¬ che 12 (Fig. 2) bildet, sowie zwei längslaufende vom Steg 4 senkrecht abstehende Schenkel 5 und 6. Der Nivellierteil 2 ist an den Schenkeln 5 und 6 um Lager 9 verschwenkbar gelagert, so daß der Nivellierteil 2 um eine zum Fußteil 1 parallele Achse verschwenkbar ist.In the exemplary embodiment shown, the foot part 1 is designed as an essentially U-shaped component and has a web 4, the underside of which forms the bearing surface 12 (FIG. 2) to be placed on the surface whose inclination and compass direction is to be determined, and two longitudinally extending legs 5 and 6 projecting from the web 4. The leveling part 2 is pivotally mounted on the legs 5 and 6 about bearing 9, so that the leveling part 2 can be pivoted about an axis parallel to the foot part 1.
Im Nivellierteil 2 ist eine Einrichtung zum Anzeigen der Him¬ melsrichtung, im Ausführungsbeispiel ein Magnetkompaß 7, und eine Nivelliereinrichtung, im Ausführungsbeispiel eine Libelle 8 eingebaut. Mit Hilfe der Libelle 8 kann der Nivellierteil 2 durch Verschwenken um die Lager 9 und Verdrehen der Vorrich- tung bei auf der Fläche anliegender Auflagefläche 12 des Fu߬ teils 1 in die horizontale Lage ausgerichtet werden.A device for indicating the direction of the sky, in the exemplary embodiment a magnetic compass 7, and a leveling device, in the exemplary embodiment a spirit level 8, are installed in the leveling part 2. With the aid of the level 8, the leveling part 2 can be aligned into the horizontal position by pivoting about the bearings 9 and rotating the device with the support surface 12 of the foot part 1 lying on the surface.
Die Deckelplatte 3 ist verschwenkbar an einem der beiden Schenkel 5, 6 des Fußteils 1, im gezeigten Ausführungsbeispiel am Schenkel 6, um eine durch zwei Schwenklager 11 bestimmte und zur Längserstreckung des Schenkels 6 und damit zur Aufla¬ gefläche 12 des Fußteils 1 parallele Achse gelagert. Die Dek- kelplatte 3 kann bei zwischen die Stege 5 und 6 des Fußteiles 1 eingeklappten Nivellierteil 2 auf den Nivellierteil 2 herun- tergeklappt werden kann, um den Kompaß 7 und die Libelle 8 zu schützen (raumsparende Versorgungs- und Transportstellung der Vorrichtung) .The cover plate 3 is pivotable on one of the two legs 5, 6 of the foot part 1, in the exemplary embodiment shown on the leg 6, about an axis determined by two pivot bearings 11 and parallel to the longitudinal extension of the leg 6 and thus to the bearing surface 12 of the foot part 1 . When the leveling part 2 is folded in between the webs 5 and 6 of the foot part 1, the cover plate 3 can be folded down onto the leveling part 2 in order to protect the compass 7 and the level 8 (space-saving supply and transport position of the device).
Auf der Innenseite der Deckelplatte 3 ist zur von den Lagern 9 definierten Achse konzentrisch eine Winkelgradskala 10 (0° bis 90° ) vorgesehen, mit welcher der Winkel zwischen dem Nivel¬ lierteil 2 und dem Fußteil 1 bestimmt werden kann.On the inside of the cover plate 3, an angle degree scale 10 (0 ° to 90 °) is provided concentrically with the axis defined by the bearings 9, with which the angle between the leveling part 2 and the foot part 1 can be determined.
Der Kompaß 7 ist so justiert, daß die Nordrichtung "N" (oder die Südrichtung "S" ) dem Rand des Nivellierteils 2 zugeordnet ist, im Bereich dessen der Nivellierteil 2 am Fußteil 1 ver¬ schwenkbar gelagert ist. Zum direkten Ablesen der Himmelsrich¬ tung ist die Gradeinteilung so gewählt, daß Westen bis +90°, Osten bis -90° und Süden gleich 0° entspricht. Freilich kann die Gradeinteilung auch 360°, statt wir im gezeigten Ausfüh¬ rungsbeispiel 180° umfassen.The compass 7 is adjusted so that the north direction "N" (or the south direction "S") is assigned to the edge of the leveling part 2 is in the area of which the leveling part 2 is pivotally mounted on the foot part 1. For direct reading of the cardinal direction, the graduation is selected so that west corresponds to + 90 °, east to -90 ° and south equals 0 °. Of course, the division of degrees can also include 360 ° instead of 180 ° in the exemplary embodiment shown.
Zum Bestimmen der Himmelsrichtung und der Neigung zur Horizon¬ talen einer Fläche wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Auflagefläche 12 des Fußteils 1 auf die Fläche aufgelegt, deren Neigung und Himmelsrichtung zu bestimmen ist. Nunmehr wird durch Verdrehen der Vorrichtung einerseits und Verschwen¬ ken des Nivellierteils 2 anderseits dieser horizontal ausge¬ richtet, was mit Hilfe der dem Nivellierteil 2 zugeordneten Nivelliereinrichtung (Libelle 8) ohne weiteres möglich ist. Sobald der Nivellierteil 2 genau horizontal ausgerichtet ist, kann die Himmelsrichtung am Kompaß 7 ohne Verändern der Lage der Vorrichtung und ohne Verändern der Ausrichtung ihrer Teile der Neigungswinkel an der Winkelgradskala 10 abgelesen werden.To determine the cardinal direction and the inclination to the horizontal of a surface, the device according to the invention is placed with the contact surface 12 of the foot part 1 on the surface whose inclination and cardinal direction is to be determined. Now, by rotating the device on the one hand and pivoting the leveling part 2 on the other hand, the leveling part 2 is aligned horizontally, which is easily possible with the aid of the leveling device (level 8) assigned to the leveling part 2. As soon as the leveling part 2 is aligned precisely horizontally, the compass direction 7 can be read on the compass 7 without changing the position of the device and without changing the orientation of its parts on the angle degree scale 10.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient nicht nur zum Bestimmen der Neigung und der Himmelsrichtung von Flächen, sondern kann auch dazu benutzt werden, Gegenstände, z.B. Sonnenzellen oder Sonnenkollektoren in die für den jeweiligen Zweck optimale (Himmels- )Richtung und Neigung auszurichten.The device according to the invention not only serves to determine the inclination and the cardinal direction of surfaces, but can also be used to object, e.g. Align solar cells or solar collectors in the (sky) direction and inclination that is optimal for the respective purpose.
Die Lager 9 und allenfalls auch die Lager 11 sind beispiels¬ weise selbsthemmend oder entsprechend schwergängig, so daß sich eine eingestellte Schwenklage des Nivellierteils 2 oder der Deckelplatte 3 nicht unbeabsichtigt verändern kann.The bearings 9 and possibly also the bearings 11 are, for example, self-locking or correspondingly stiff, so that a set swivel position of the leveling part 2 or the cover plate 3 cannot change unintentionally.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielsweise wie folgt dargestellt werden:In summary, an exemplary embodiment of the invention can be represented, for example, as follows:
Eine Vorrichtung zum Bestimmen der Neigung und der Himmels- richtung einer Fläche besitzt einen Fußteil 1, der auf die Fläche, deren Neigungs- und Himmelsrichtung zu bestimmen ist, aufzulegen ist. Die Vorrichtung besitzt weiters eine Nivel¬ lierplatte 2, die am Fußteil 1 verschwenkbar gelagert ist. Um die Nivellierplatte 2 horizontal auszurichten, ist in ihr eine Libelle 8 eingebaut. Weiters ist in der Nivellierplatte 2 ein Kompaß 7 vorgesehen, an dem die Himmelsrichtung der Fläche, auf welche die Vorrichtung aufgesetzt worden ist, abgelesen werden kann. Um den Neigungswinkel zu bestimmen, ist an einer gleichzeitig als Deckel dienenden, gegenüber dem Fußteil 1 verschwenkbaren Platte 3 eine Winkelgradskala 10 vorgesehen, an welcher der Winkel zwischen der Nivellierplatte 2 und dem Fußteil 1 und somit der zu bestimmende Neigungswinkel der Fläche abgelesen werden kann. A device for determining the inclination and the cardinal direction of a surface has a foot part 1 which is to be placed on the surface whose inclination and cardinal direction is to be determined. The device also has a leveling plate 2 which is pivotably mounted on the foot part 1. In order to align the leveling plate 2 horizontally, a level 8 is installed in it. There is also a leveling plate 2 Compass 7 provided, on which the cardinal direction of the surface on which the device has been placed can be read. In order to determine the angle of inclination, an angle degree scale 10 is provided on a plate 3, which also serves as a cover and can be pivoted with respect to the foot part 1, on which the angle between the leveling plate 2 and the foot part 1 and thus the angle of inclination of the surface to be determined can be read.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Vorrichtung zum Bestimmen der Neigung und der Himmelsrich¬ tung einer Fläche, gekennzeichnet durch einen Fußteil (1) zum Anlegen an die Fläche, deren Neigung und Himmelsrich¬ tung zu bestimmen ist, durch einen gegenüber dem Fußteil (1) um eine zum Fußteil (1) parallele Achse (9-9) ver¬ schwenkbaren Nivellierteil (2), dem eine Einrichtung (7) zum Bestimmen der Himmelsrichtung und eine Nivellierein- richtung (8) zugeordnet sind, und durch eine Einrichtung ( 10) zum Bestimmen des Winkels zwischen dem Fußteil (1) und dem Nivellierteil (2).1. Device for determining the inclination and the compass direction of a surface, characterized by a foot part (1) for application to the surface, the inclination and compass direction of which is to be determined, by one opposite the foot part (1) by one to the foot part (1) parallel axis (9-9) pivotable leveling part (2), to which a device (7) for determining the compass direction and a leveling device (8) are assigned, and by a device (10) for determining the angle between the foot section (1) and the leveling section (2).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nivelliereinrichtung eine Libelle (8) ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the leveling device is a spirit level (8).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Einrichtung zum Bestimmen der Himmelsrichtung ein Magnetnadelkompaß (7) ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized gekennzeich¬ net that the device for determining the direction is a magnetic needle compass (7).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bestimmen des Winkels zwischen dem Fußteil ( 1 ) und der Nivellierteil (2) ein Winkelmesser ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the device for determining the angle between the foot part (1) and the leveling part (2) is a protractor.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) zum Bestimmen der Himmelsrichtung und/oder die Nivelliereinrichtung (8) in dem plattenförmig ausgebildeten Nivellierteil (2) angeord- net sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device (7) for determining the cardinal direction and / or the leveling device (8) in the plate-shaped leveling part (2) are arranged.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelgradskala (10) des Winkel¬ messers an einer am Fußteil (1 ) verschwenkbar gelagerten Platte (3) vorgesehen ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the angular degree scale (10) of the Winkel¬ knife on a on the foot part (1) pivotally mounted plate (3) is provided.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußteil (1) eine im wesentlichen U-förmige Querschnittsform aufweist und daß der Steg (4) des Fußteils (1) die an der Fläche, deren Neigung und Himmelsrichtung zu bestimmen ist, anzulegende Auflageflä¬ che (12) bildet.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the foot part (1) has a substantially U-shaped cross-sectional shape and that the web (4) of the foot part (1) forms the support surface (12) to be applied to the surface, the inclination and direction of which is to be determined.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nivellierteil (7) an den Schenkeln (5, 6) des Fußteils (1) im Bereich eines Endes des Fußteils (1) verschwenkbar gelagert ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the leveling part (7) on the legs (5, 6) of the foot part (1) in the region of one end of the foot part (1) is pivotally mounted.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (3) mit der Winkelgradein¬ teilung (10) als Deckel ausgebildet ist, der in der Ver¬ sorgungslage den zwischen die Schenkel (5, 6) des Fußtei¬ les (1) eingeschwenkten Nivellierteil (2) abdeckt.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the plate (3) with the Winkelgradein¬ division (10) is designed as a cover, which in the supply position between the legs (5, 6) of the foot part ¬ les (1) pivoted leveling part (2) covers.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (3) mit der Winkelgradeinteilung (10) am freien Rand eines der beiden Schenkel (6) des Fußteils (1) um eine zur Ebene des Fußteils (1) parallele Achse (11-11) verschwenkbar gelagert ist. 10. The device according to claim 9, characterized in that the plate (3) with the angular degree (10) on the free edge of one of the two legs (6) of the foot part (1) about an axis parallel to the plane of the foot part (1) -11) is pivotally mounted.
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