EP0077050B1 - Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne - Google Patents

Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne Download PDF

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EP0077050B1
EP0077050B1 EP82109344A EP82109344A EP0077050B1 EP 0077050 B1 EP0077050 B1 EP 0077050B1 EP 82109344 A EP82109344 A EP 82109344A EP 82109344 A EP82109344 A EP 82109344A EP 0077050 B1 EP0077050 B1 EP 0077050B1
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EP
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holding device
plate
holding
toroidal
windings
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EP82109344A
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Albert Duin
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Wilhelm Sedlbauer GmbH
Original Assignee
Wilhelm Sedlbauer GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/06—Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/266—Fastening or mounting the core on casing or support

Definitions

  • the present invention relates to a holding device for toroidal cores provided with windings. the preamble of claim 1.
  • Toroidal cores provided with windings are not easy to attach because on the one hand they are relatively heavy and on the other hand they do not permit immediate mechanical attachment, since the inherently stable toroid is completely surrounded by a winding, possibly in many layers , so that a bracket on the winding would have to attack.
  • the toroid must be very rigid and absolutely fixed in relation to other components in order to connect the winding ends with other fixed circuit parts, generally to be able to solder, since any relative movement between these parts would necessarily lead to damage.
  • a holding device in the form of an open-sided annular trough is known, which is adapted in its dimensions to the size of the toroid including the thickness of the winding, so that the inner wall in the form of a hollow cylinder as Centering mandrel for the wound toroid acts on which it is held by means of a casting compound.
  • the core-housing unit can then be held via the hollow cylinder, e.g. screwed to a circuit board.
  • a holding device of this type must provide a large assortment of housings which are difficult to store, possibly in large quantities, for various toroid types and / or windings of different strengths, and each individual housing - as long as it is empty - can easily be damaged.
  • the ring core is often clamped between two plates provided with an elastic layer towards the ring core and the plates or the ones guided through the plates are simultaneously clamped Tensioning the plate taking over pin is attached to the corresponding device or the circuit parts.
  • This type of attachment allows the toroid to be fixed on other circuit parts, e.g. to be attached to printed circuit boards or the like.
  • the plates In view of the existing weight of the toroid itself, the plates must be braced relatively strongly against each other, which has a disadvantageous effect on the winding of the toroid itself in a correspondingly high pressure. This can damage the paint insulation of the individual turns relatively easily. Especially because the holder is exposed to relatively large temperature fluctuations.
  • the object of the invention is to provide a holding device for toroidal cores provided with windings, which is simple in construction, which enables the immediate attachment of the toroidal cores on any holding devices, circuit boards etc. and which is designed so that the toroidal core is kept practically free of pressure.
  • the holding device should be suitable for the direct attachment of connecting pins, soldering lugs, etc., in order to enable the toroidal cores to also be attached to printed circuit boards or the like (so-called print attachment).
  • the carrier part is thus formed by a circular disk-shaped plate which can be secured against twisting and, like the known housing-like holding parts, is provided with a centering mandrel which penetrates the interior of the ring core and on which the wound ring core is held by means of a casting compound .
  • the teaching according to the invention to adapt the plate to the outer diameter of the wound toroid initially means that the plate should not have a smaller diameter than the wound toroid in order to avoid mechanical damage to the outside of the winding.
  • the carrier plate itself is to be used as a holder for connection options such as soldering pins, soldering lugs or the like
  • the diameter must be adapted to the outer diameter of the toroidal core in such a way that a correspondingly projecting edge remains, in which according to the mentioned development the connection flags attached, e.g. are injected or can be used in the openings provided.
  • the wound toroidal core provided with a carrier plate can be fastened, in particular screwed, directly to the corresponding devices or circuit boards via an opening in the centering mandrel.
  • a threaded holding part preferably a hexagon nut
  • this has, according to another development, supports on its outer side facing away from the ring core, and preferably in the form small support feet.
  • the supports can of course also be designed in the form of radial webs, etc., into which holding parts with a holding thread (simple hexagon nuts) are also introduced, e.g. can be cast in.
  • a holding device according to the invention with a wound toroidal core 1 attached thereon is shown in elevation in a sectional view.
  • the holding device consists of a carrier plate 2, which merges in the region of the inner recess of the wound toroidal core 1 into a centering mandrel which, as can be seen from the drawing, is designed as a hollow cylinder.
  • the wound toroidal core 3 is placed on this unit consisting of carrier plate 2 and centering mandrel 3 and is fastened and held by means of a casting compound 4.
  • the carrier plate 2 has a bore 5 which allows access for a screw bolt or the like to a cast-in hexagon nut 6.
  • the holding device designed in this way can, for example, from below by means of a simple screw bolt onto a plane or even perpendicular one.
  • Carrier plate can be screwed without the need for special tools.
  • support feet 8 are provided on the underside of the support plate.
  • FIG. 2 shows a top view of the embodiment of the holding device according to FIG. 1, the wound toroidal core 1 being removed. From Figure 2 it can be seen that a total of 4 support feet are provided.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the holding device according to the invention in an elevation sectional view (FIG. 3) and in a top view (FIG. 4).
  • 2 holes 8 are provided near the periphery of the carrier plate, into which solder pins 10 can be used if necessary, on which the connecting wires of the winding (s) of the toroidal core and the wiring with further components or assemblies can be made.
  • a carrier plate 2 is selected with a diameter which is so large that the soldering pins which may be used come to lie outside the area which is occupied by a wound toroid.
  • hexagon retaining lugs can also be cast in, screws with their heads or the like in order to be able to fasten the holding device equipped with the ring core in a device, on a printed circuit board or the like.
  • FIG. 5 shows a further modified embodiment of the holding device according to the invention in elevation in a sectional view.
  • a ring 11 made of an elastic material is provided on the side of the carrier plate 2 facing the wound ring core 1. This measure is particularly advantageous when the carrier plate is relatively stiff and the surface of the windings on the toroidal core are uneven because this results in a uniform contact pressure.
  • FIG. 5 shows how the helte device can be screwed, for example, to a housing wall 15, in which a bore 16 is made in this housing wall, through which a screw bolt 13, which is guided from above through the centering mandrel, is inserted, onto which from below a retaining nut 14 is screwed on.
  • FIG. 6 A view of a holding plate with such recesses 12 and 12 'is shown in FIG. 6, the view being selected in accordance with arrow VI in FIG. 5.
  • the carrier plate with the centering mandrel is preferably made of a castable plastic, in particular with a polystyrene modified with butadiene and acrylonitrile, as is for example marketed under the trademark Terluran. It may be particularly advisable to press in reinforcing inserts, for example in the form of glass or carbon fibers, etc., in the case of toroidal cores with a very large iron core, in order to give the carrier plate a strength which is adapted to the particular circumstances and operating conditions. A reinforcement is recommended, for example, if the holding device is particularly stressed by shocks or other influences when used on vehicles, etc.

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  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
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  • Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne gem. dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Mit Wicklungen versehene Ringkerne, wie beispielsweise Ringkerntransformatoren oder Ringkerndrosseln sind nicht einfach zu befestigen, weil sie einerseits verhältnismäßig schwer sind und andererseits eine unmittelbare mechanische Befestigung nicht zulassen, da der an sich stabile Ringkern vollständig von einer Wicklung, ggf. in vielen Lagen, umgeben ist, so daß eine Halterung an der Wicklung angreifen müßte. Dabei muß der Ringkern sehr starr und absolut ortsfest in Bezug an andere Bauelementen befestigt werden, um die Wicklungsenden mit anderen ortsfesten Schaltungsteilen verbinden, im allgemeinen verlöten zu können, da jede Relativbewegung zwischen diesen Teilen notwendiger Weise zu Beschädigungen führen müßte.
  • So ist beispielsweise durch die FR-A- 2 260 269 eine Haltevorrichtung in Form eines einseitig offenen ringförmigen Troges bekannt geworden, der in seinen Abmessungen der Größe des Ringkernes einschließlich der Dicke der Wicklung angepaßt ist, so daß die innere Wand in Form eines Hohlzylinders als Zentrierdorn für den bewickelten Ringkern wirkt, auf welchem er mittels einer Vergußmasse gehalten ist. Über den Hohlzylinder kann dann die Einheit Kern-Gehäuse gehalten, z.B. an einer Platine angeschraubt, werden.
  • Von einer derartigen Haltevorrichtung muß für verschiedene Ringkerntypen und/oder unterschiedlich starke Wicklungen ein großes Sortiment nur umständlich lagerbarer Gehäuse ggf. in großen Stückzahlen bereit gestellt werden, wobei jedes einzelne Gehäuse - solange es leer ist - leicht beschädigt werden kann.
  • Für die Befestigung von mit Wicklungen versehenen Ringkernen auf Schaltungsteilen oder dgl., wo kein Gehäuse vorgesehen werden kann, wird der Ringkern häutig zwischen zwei mit einer elastischen Schicht zum Ringkern hin versehenen Platte eingespannt und die Platten bzw. der durch die Platten hindurchgeführte, gleichzeitig ein Verspannen der Platten übernehmende Stift wird an dem entsprechenden Gerät bzw. den Schaltungsteilen befestigt. Diese Art der Befestigung ermöglicht zwar, den Ringkern ortsfest an weiteren Schaltungsteilen, z.B. auf Leiterplatten oder dgl. zu befestigen. Mit Rücksicht auf das vorhandene Gewicht des Ringkernes selbst müssen dabei die Platten aber verhältnismäßig stark gegeneinander verspannt werden, was sich in einem entsprechend hohen Druck auf die Wicklung des Ringkernes selbst nachteilig auswirkt. Dabei kann es verhältnismäßig leicht zu Beschädigungen der Lackisolierung der einzelnen Windungen kommen. Insbesondere auch deshalb, weil die Halterung verhältnismäßig großen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne anzugeben, die einfach im Aufbau ist, die die unmittelbare Befestigung der Ringkerne auf beliebigen Haltevorrichtungen, Schaltungsplatten usw. ermöglicht und die so ausgebildet ist, daß der Ringkern praktisch druckfrei gehalten wird.
  • Weiter soll die Haltevorrichtung zum unmittelbaren Anbringen von Anschlußstiften, Lötfahnen usw. geeignet sein, um eine Befestigung der Ringkerne auch auf gedruckten Leiterplatten oder dgl. (sog. Print-Befestigung) zu ermöglichen.
  • Die vorgenannte Aufgabe wird mit einer Haltevorrichtung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 gelöst.
  • Bei der Haltevorrichtung nach der Erfindung wird also das Trägerteil von einer kreisscheibenförmigen gegen Verdrehen sicherbaren Platte gebildet, die ebenso wie die bekannten gehäuseartige Halteteile mit einem Zentrierdorn, der den Inneraum des Ringkernes durchdringt, versehen ist, auf dem der bewickelte Ringkern mittels einer Vergußmasse gehalten ist.
  • Die Lehre nach der Erfindung, die Platte dem Außendurchmesser des bewickelten Ringkernes anzupassen, bedeutet zunächst, daß die Platte keinen kleineren Durchmesser haben soll, als der bewickelte Ringkern, um mechanische Beschädigungen an der Außenseite der Wicklung zu vermeiden.
  • Sofern aber gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens die Trägerplatte selbst als Halterung für Anschlußmöglichkeiten wie Lötstifte, Lötfahnen oder dgl. verwendet werden soll, muß der Durchmesser dem Außendurchmesser des Ringkerns derart angepaßt werden, daß ein entsprechend überstehender Rand verbleibt, in welchem gemäß der genannten Weiterbildung die Anschlußfahnen angebracht, z.B. eingespritzt sind oder aber in vorgesehene Öffnungen eingesetzt werden können.
  • In jedem Fall kann der so mit einer Trägerplatte versehene bewickelte Ringkern unmittelbar über eine Öffnung im Zentrierdorn an den entsprechenden Geräten bzw. Schaltungsplatten befestigt, insbesondere verschraubt werden. Um den Arbeitsgang der Befestigung zu vereinfachen, empfiehlt es sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens in die Trägerplatte ein mit einem Gewinde versehenes Halteteil, vorzugsweise eine Sechskant-Mutter einzugießen, und zwar insbesondere in der Mitte der Trägerplatte, so daß unter Verwendung eines Schraubbolzens die Trägerplatte unmittelbar befestigt werden kann.
  • Um einen einwandfreien Sitz der Trägerplatte auf dem Geräteteil bzw. auf einer gedruckten Schaltung zu garantieren und insbesondere beim Befestigen der Trägerplatte auch einen Verdrehungsschutz zu geben, weist diese, gemäß einer anderen Weiterbildung an ihren dem Ringkern abgewandten Aussenseite Abstützungen auf, und zwar vorzugsweise in Form kleiner Abstützfüße. Dabei können die Abstützungen selbstverständlich auch in Form von Radialstegen usw. ausgebildet sein, in welche ebenfalls Halteteile mit einem Haltegewinde, (einfache Sechskant-Muttern) eingebracht, z.B. eingegossen sein können.
  • In den anliegenden Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung dargestellt. In diesen Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1 eine Aufrißschnittdarstellung einer Haltevorrichtung nach der Erfindung,
    • Fig. 2 eine Draufsicht auf die Haltevorrichtung nach Fig. 1 bei abgenommenen Ringkern
    • Fig. 3 eine teilweise Schnittdarstellung einer weiteren Haltevorrichtung nach der Erfindung gemäß der Schnittlinie 111-111 die Fig. 4
    • Fig. 4 die zu Fig. 3 gehörige Draufsicht auf die Halterung
    • Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer weiter abgewandelten Ausführungsform einer Haltevorrichtung nach der Erfindung mit Mitteln zur Befestigung der Haltevorrichtung an einer Gehäusewandung und
    • Fig. 6 eine Ansicht der Haltevorrichtung nach Fig. 5 von unten in Richtung von Pfeil VI.
  • In Fig. 1 ist eine Haltevorrichtung nach der Erfindung mit einem darauf befestigten bewickelten Ringkern 1 im Aufriß in einer Schnittdarstellung wiedergegeben. Die Haltevorrichtung besteht aus einer Trägerplatte 2, die im Bereich der Innenausnehmung des bewickelten Ringkernes 1 in einen Zentrierdorn übergeht, der, wie aus der Zeichnung ersichtlich, als Hohlzylinder ausgebildet ist.
  • Auf dieser Einheit aus Trägerplatte 2 und Zentrierdorn 3 ist der bewickelte Ringkern 3 aufgelegt und mittels einer Vergußmasse 4 befestigt und gehalten.
  • In der Mitte weist die Trägerplatte 2 eine Bohrung 5 auf, die den Zugang für einen Schraubbolzen oder dergl. zu einer eingegossenen Sechskantmutter 6 ermöglicht. Damit kann die so ausgebildete Haltevorrichtung beispielsweise von unten mittels eines einfachen Schraubbolzens auf eine eben oder aber auch senkrecht verlaufende.
  • Trägerplatte geschraubt werden, ohne daß hierzu besondere Werkzeuge notwendig wären.
  • Um, insbesondere beim Anschräuben, ein Verdrehen der Trägerplatte 2 und damit des bewickelten Ringkernes 1 zu vermeiden und auch eine gute Auflage auf der Trägerplatte zu garantieren, sind auf der Unterseite der Trägerplatte 1 Abstützfüße 8 vorgesehen.
  • Die Fig.2 zeigt in einer Draufsicht die Ausführunc der Haltevorrichtung nach Fig. 1, wobei der bewickelte Ringkern 1 abgenommen ist. Aus der Fig.2 ist dabei zu ersehen, daß insgesamt 4 Abstützfüße vorgesehen sind.
  • Die Fign. 3 und 4 zeigen in einer Aufrißschnittdarstellung (Fig. 3) und in einer Draufsicht (Fig. 4) eine andere Ausführungsform der Haltevorrichtung gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind nahe der Peripherie der Trägerplatte 2 Bohrungen 8 vorgesehen, in die bei Bedarf Lötstifte 10 eingesetzt werden können, an denen die Anschlußdrähte der Wicklung(en) des Ringkernes sowie die Verdrahtung mit weiteren Bauelementen oder Baugruppen erfolgen kann.
  • Bei Verwendung einer Ausführungsform nach den Fig.3 u. 4 wird eine Trägerplatte 2 mit einem Durchmesser gewählt, der so groß ist, daß die ggf. eingesetzten Lötstifte außerhalb des Bereiches zu liegen kommen, der von einer bewickelten Ringkernspute eingenommen wird.
  • Im übrigen ist der Aufbau der gesamten Haltevorrichtung analog zu anhand der Fig. 1 u. 2 beschriebenen Aufbau.
  • Im Bereich der Stützfüße können auch Haltefahnen Sechskant muttern, Schrauben mit ihren Köpfen oder dergl. eingegossen werden um die mit dem Ringkern bestückte Haltevorrichtung in einem Gerät, auf einer Leiterplatte oder dergl. befestigen zu können.
  • In der Fig. 5 ist eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Haltevorrichtung nach der Erfindung im Aufriß in einer Schnittdarstellung wiedergegeben. Bei dieser Realisierungsform ist auf der dem bewickelten Ringkern 1 zugewandten Seite der Trägerplatte 2 ein Ring 11 aus einem elastischen Material vorgesehen. Diese Maßnahme ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Trägerplatte relativ steif und die Oberfläche der Wicklungen auf dem Ringkern uneben sind, weil hierdurch ein gleichmäßiger Auflagedruck gegeben ist.
  • In der Fig. 5 ist dann noch gezeigt, wie die Heltevorrichtung beispielsweise an einer Gehäusewand 15 angeschraubt werden kann, in demin dieser Gehäusewand eine Bohrung 16 angebracht wird, durch die ein von oben durch den Zentrierdorn geführter Schraubbolzen 13 gesteckt wird, auf den von unten eine Haltemutter 14 aufgeschraubt wird.
  • Um ein Verdrehen der Halteplatte 2 mit aufgebrachtem Ringkern gegenüber der Gehäusewandung auch bei der Montage zu verhindern, sind bei dieser Ausführungsform in der Halteplatte 2 Aussparungen 12 bzw. 12' vorgesehen, die mit - in der Figur nicht dargestellten - Haltenasen oder Haltevorsprüngen an der Gehäusewandung 15 in Eingriff gebracht werden.
  • Eine Ansicht einer Halteplatte mit derartigen Aussparungen 12 bzw. 12' zeigt Fig.6, wobei die Ansicht entsprechend dem Pfeil VI in Fig. 5 gewählt ist.
  • Die Trägerplatte mit dem Zentrierdorn wird vorzugsweise aus einem gießbaren Kunststoff, insbesondere mit einem mit Butadien und Acrylnitril modifiziertem Polystyrol, wie er beispielsweise unter dem Warenzeichen Terluran auf dem Markt ist, gefertigt. Dabei kann es sich insbesondere bei Ringkernen mit sehr großem Eisenkern empfehlen, Verstärkungseinlagen, beispielsweise in Form von Glas- oder Kohlefasern usw. mit einzupressen, um der Trägerplatte eine den jeweiligen Gegebenheiten und Betriebsbedingungen angepaßte Festigkeit zu geben. Eine Verstärkung empfiehlt sich beispielsweise dann, wenn bei einem Einsatz auf Fahrzeugen usw. die Haltevorrichtung durch Stöße oder andere Einflüsse besonders beansprucht wird.

Claims (8)

1. Aus Kunststoff gefertigte Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne (1), die aus einem dem Außendurchmesser des bewickelten Ringkernes (1) angepaßten Trägerteil (2) mit einem auf dem Trägerteil zentrisch angeordneten, in das Innere des Ringkernesragenden, vorzugsweise als Hohlzylinder ausgebildeten Zentrierdorn (3) besteht, auf welchem der bewickelte Ringkern mittels einer Vergußmasse (4) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (2) als kreisscheibenförmige Platte ausgebildet ist, die Mittel (12) Aufweist, die dazu dienen, bei Befestigung der Haltevorrichtung auf einer Unterlage (15) eine Verdrehnung der Haltevorrichtung gegenüber diener Unterlege zu Verhindern.
2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Platte (2) ein ein Haltegewinde aufweisendes Halteteil, vorzugsweise eine Sechskantmutter (6), eingegossen ist.
3. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil in der Mitte der Platte (2) eingegossen ist.
4. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (2) an ihrer, dem Ringkern (1) abgewandten Seite Abstützungen (8) aufweist.
5. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenrand der Platte (2) Öffnungen (9) zur Aufnahme von Lötstiften (10), Anschlußfahnen oder dgl. vorgesehen sind.
6. Haltevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstifte (10), Anschlußfahnen oder dgl. auf einem konzentrischen Ring nahe des Außenrandes vorgesehen sind.
7. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Ringkern (1) zugewandten Seite der Platte (2) ein Ring (11) aus elastischem Material vorgesehen ist.
8. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel gegen Verdrehung am Umfang der Platte (2) mindestens eine Ausparung (12) vorgesehen ist, in die eine an der Unterlage (15) angebrachte Haltenare eingrift.
EP82109344A 1981-10-09 1982-10-08 Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne Expired EP0077050B1 (de)

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DE3140221 1981-10-09

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