ES2622477T3 - Procedimiento y aparato de corte - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de fabricación de un artículo (10, 11) de dos partes de una copa (1) que tiene una pared lateral (3) y una base integral, formado a partir de una única preforma de chapa metálica, comprendiendo el procedimiento: colocar la copa sobre un anillo circular (21) de corte que tiene un borde periférico afilado (24); presionar un yunque (25) que tiene una superficie curvada, contra el exterior de la copa y hacer rodar el yunque (25) contra la copa, y en torno a la misma, para hacer que el borde del anillo de corte penetre en la pared lateral de la copa para formar un surco circunferencial continuo con forma de "V", en el que el procedimiento comprende, además, en una segunda etapa, colocar la copa sobre un anillo perfilado que tiene un perfil acanalado (44); alinear el perfil opuesto al surco con forma de "V"; presionar y hacer rodar una herramienta (42) de separación contra el exterior de la copa opuesto al surco, por lo que la penetración de la herramienta de separación en la pared de la copa provoca que se escinda el material en la parte inferior del surco, y que el material a ambos lados de la escisión se doble o "abocine" hacia dentro.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento y aparato de corte Campo tecnico
La presente invencion versa acerca del corte de la pared lateral de un cuerpo de lata de chapa metalica con forma de copa, cierre o artfculo similar. En particular, versa acerca del corte de un cuerpo embutido de cierre con forma de copa que tiene una o mas caractensticas que se proyectan hacia dentro en su borde, al interior un anillo separado y un artfculo mas superficial con forma de copa.
Tecnica antecedente
Se conocen varios procedimientos mediante los que se cortan (recortan) cuerpos de lata hasta una altura deseada para producir un anillo separado. Se utilizan estos procedimientos en maquinaria giratoria suministrada habitualmente, por ejemplo, por Belvac Production Machinery y por CarnaudMetalbox Engineering, y son muy aptos para un recorte en el que normalmente se desecha el anillo, y en el que la altura del anillo cortado es normalmente significativamente menor que la altura del cuerpo recortado de lata.
Los documentos WO 08053013 A (CROWN PACKAGING TECHNOLOGY, INC.) y EP2254806 describen procedimientos de fabricacion de un cierre de dos partes y de los cierres resultantes de dos partes, respectivamente. La produccion de tales cierres requiere el corte de un artfculo embutido con forma de copa cerca de su panel extremo, de forma que la altura de la parte cortada de anillo sea mayor que la altura de la parte extrema cortada. Para fabricar los cierres descritos en estas patentes, sena util que el artfculo con forma de copa tenga un reborde que se proyecta hacia dentro ya formado en el borde antes del corte. Sena aun mejor poder cortar un artfculo con forma de copa que tambien tuviera patillas sobresaliendo hacia dentro.
Es diffcil utilizar los procedimientos conocidos de corte para cortar tales cierres debido a la proximidad del extremo cerrado de la copa a las herramientas de corte.
Los procedimientos mas convencionales de corte utilizan un par de cuchillas para cortar el metal en una accion giratoria de cizallamiento y puede dejar rebabas no deseables en lados opuestos del borde cortado. Si se utilizan procedimientos similares de corte con metal revestido, entonces se pueden crear hebras de material revestido durante el corte y/o la formacion subsiguiente de los bordes cortados.
Las tensiones residuales en las partes embutidas de chapa metalica pueden tener como resultado la distorsion de las partes cortadas durante el corte. Esto puede hacer que los bordes cortados del anillo y que las partes extremas se desvfen de un trayecto circular segun avanza el corte en torno a la periferia, razon por la cual se pueden producir flecos afilados, no deseables.
Los bordes cortados producidos mediante procedimientos conocidos de corte giratorio producen poca o ninguna flexion hacia dentro o hacia fuera (“abocinamiento”) del borde cortado, no aumentando ni reduciendo asf el diametro de la pared significativamente en el borde cortado. Sin embargo, si se desea dotar de reborde subsiguientemente a los bordes cortados o rebordeados bien hacia dentro o bien hacia fuera, o en ambos sentidos, como en el caso de producir los cierres descritos en los documentos WO 08053013 A (CROWN PACKAGING TECHNOLOGY, INC.) y EP-08153134, sena ventajoso que el borde cortado ya tenga un abocinamiento en la misma direccion despues del corte.
La mayona de aparatos conocidos de corte no pueden ser utilizados para cortar un cuerpo de lata que no tenga ningun borde que se proyecte hacia dentro.
Otros procedimientos conocidos de corte tambien tienen desventajas. El corte por laser produce restos vaporizados, que puede contaminar el artfculo acabado. El recorte descrito en el documento Wo 08053013 A (CROWN PACKAGING TECHNOLOGY, INC.), solo puede llevarse a cabo en un artfculo que no tenga caractensticas que se proyectan hacia dentro en la pared lateral. El documento US3157080 da a conocer un procedimiento de corte de un cuerpo con forma de copa utilizando anillos de corte a ambos lados de la pared lateral. El documento US2139682 da a conocer un procedimiento para producir un borde rebordeado en un corte utilizando una cuchilla de corte en un lado de una seccion metalica y dos anillos presionados contra el otro lado de la seccion.
Se conocen los procedimientos de “hacer una incision ” y de “separacion” para producir dos cilindros de extremo abierto a partir de un cilindro de extremo abierto. Esto implica producir en primer lugar una “incision ” o hendidura lineal sobre una preforma plana de chapa metalica normalmente rectangular. Entonces, se enrolla la preforma formando un cilindro de extremo abierto, de forma que la incision se hace circunferencial a cierta altura subiendo por el exterior del cilindro, y luego se unen los bordes adyacentes de la preforma mediante soldadura. Entonces, se separa el cilindro haciendo rodar una herramienta circular en torno al interior del cilindro adyacente a la incision mientras que se soporta el exterior del cilindro por medio de un par de carriles curvados colocados a ambos lados de la incision . Sin embargo, este procedimiento solo puede ser utilizado en una preforma plana de chapa metalica, para producir cilindros que estan abiertos en ambos extremos.
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El documento US3157080 da a conocer un procedimiento para producir un objeto de dos cuerpos a partir de un artfculo con forma de copa utilizando dos cuchillas giratorias a ambos lados de la superficie metalica a ser cortada.
El documento US2139682 da a conocer un procedimiento para cortar metal utilizando una cuchilla giratoria de corte en un lado del metal y dos rodillos de soporte en el otro.
Divulgacion de la invencion
Segun un primer aspecto, se proporciona un procedimiento de fabricacion de un artfculo de dos partes a partir de una copa que tiene una pared lateral y una base integral, formada a partir de una unica preforma de chapa metalica, comprendiendo el procedimiento las caractensticas de las reivindicaciones 1.
Esta fabricacion rentable, por ejemplo, de ciertos cierres de dos partes o combinaciones de cuerpo de lata y componente extremo a partir de una preforma embutida de chapa metalica utiliza, por lo tanto, un procedimiento giratorio (y aparato complementario) para cortar una porcion sustancialmente cilmdrica de la pared lateral del artfculo (“copa”) con forma de copa con una altura uniforme. El procedimiento de corte de la invencion es adecuado para cortar un artfculo con forma de copa que tiene una o mas caractensticas que se proyectan hacia dentro ya formadas en su borde antes del corte.
De forma ventajosa, el procedimiento de corte produce una curva o “abocinamiento” ligeramente hacia dentro para contribuir a una formacion subsiguiente de caractensticas tales como rebordes para ocultar o proteger el borde cortado. El procedimiento de la invencion tambien garantiza que el extremo del corte coincida con el inicio del corte para evitar la formacion de flecos. Idealmente, el procedimiento de corte coloca cualquier rebaba o revestimiento debilitado que se forma durante el procedimiento de corte, de manera que se evite su desprendimiento mediante operaciones subsiguientes de formacion.
En una realizacion, el procedimiento comprende la limitacion del movimiento axial de la copa.
En una realizacion, la profundidad del surco es desde aproximadamente la mitad hasta tres cuartos del grosor de la pared y el angulo de penetracion se encuentra entre aproximadamente 45 grados y 90 grados, preferentemente entre aproximadamente 50 grados y 75 grados, por lo que el material en la base del surco forma una “ incision residual”.
En un segundo aspecto se proporciona un aparato para llevar a cabo un procedimiento segun el primer aspecto, en el que se disponen uno o mas anillos de corte para girar en torno a un eje central y el yunque es concentrico a dicho eje.
En una realizacion, el eje de un anillo central de corte es estacionario y el yunque gira, teniendo el yunque una porcion de radio constante para hacer contacto con la copa.
En una realizacion, el aparato comprende, ademas, superficies de grna para controlar el deslizamiento axial de la copa.
En una realizacion, cada lado del surco en el anillo perfilado es asimetrico, por lo que se forma un abocinamiento distinto en el anillo cortado del de la parte extrema cortada.
Breve descripcion de las figuras en los dibujos
Se describiran ahora las realizaciones preferentes de la invencion unicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos, en los que:
Las Figuras 1a, 1b, 1c y 1d son vistas lateral, desde arriba, en seccion y en perspectiva de una copa;
las Figuras 2a, 2b, 2c y 2d son una vista en seccion de una pieza extrema cortada, una vista en seccion de un
anillo cortado y vistas detalladas ampliadas en seccion parcial de sus bordes cortados respectivos;
las Figuras 3a y 3b son una vista en seccion y una vista detallada ampliada en seccion parcial de una copa con
incision ;
las Figuras 4a, 4b, 4c y 4d son una vista en seccion de una pieza extrema separada, una vista en seccion de un anillo separado y vistas detalladas ampliadas en seccion parcial de sus bordes separados respectivos; las Figuras 5a y 5b son vistas en perspectiva y lateral de un aparato operado manualmente utilizado para hacer una incision en una copa ;
las Figuras 6a, 6b, 6c y 6d son una vista en seccion de un aparato operado manualmente siendo utilizado para hacer una incision en una copa , vistas detalladas ampliadas en seccion parcial de las herramientas de hacer una incision y una vista en seccion de un aparato operado manualmente siendo utilizado para hacer una incision en una copa , seccionado en el plano de la incision ;
las Figuras 7a, 7b y 7c son una vista en seccion de un aparato operado manualmente siendo utilizado para separar una copa y vistas detalladas ampliadas en seccion parcial de las herramientas de separacion; la Figura 8 es una vista esquematica de una disposicion alternativa para hacer una incision en copas ;
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las Figuras 9a, 9b, 9c y 9d son vistas en perspectiva, desde arriba, en seccion y detallada ampliada en seccion de una disposicion alternativa para separar copas;
las Figuras 10a, 10b y 10c son una vista en seccion de un aparato operado manualmente siendo utilizado para hacer una incision en una copa , y vistas detalladas ampliadas en seccion parcial de las herramientas de hacer una incision ; y
las Figuras 11 a, 11 b y 11 c son una vista en seccion de un aparato operado manualmente siendo utilizado para separar una copa y vistas detalladas ampliadas en seccion parcial de las herramientas de separacion.
Modo(s) para llevar a cabo la invencion
Las Figuras 1 a a 1 d muestran una copa 1 que comprende un extremo 2 y una pared lateral integral 3. El extremo 2 esta perfilado formando nervaduras 4 y un panel central 5 durante el procedimiento de formacion de copas (veanse la figura 1 b y la seccion a traves de A-A en la figura 1 c). La pared lateral 3 termina con un reborde 6 hacia dentro que se ve de forma optima en la figura 1c.
La Figura 2 muestra la pieza extrema cortada 10 (figura 2a) y el anillo cortado 11 (figura 2b) a partir de un procedimiento de una unica etapa. En las figuras 2c y 2d se muestran sus bordes cortados 12 y 13 respectivos.
La opcion de dos etapas de las figuras 3 y 4 forma en primer lugar una incision 15 en la pared lateral 3 hacia el extremo 2 con un corte con forma de “V” entre la mitad y tres cuartos del grosor de la pared que tiene un angulo interno total 16 de aproximadamente 60° (grados). Cuando se separa la pieza extrema 2 de la figura 4a de la pared lateral (anillo) 3, se abocinan hacia dentro los bordes separados 17 y 18.
Se muestra un aparato 20 de corte o de hacer una incision manual en vistas en perspectiva y lateral, respectivamente, en las figuras 5a y 5b. El aparato comprende un anillo 21 de corte colocado por debajo de un recorte de la placa superior 22. Por debajo de la placa superior 22, se puede ver un yunque 25 en la vista lateral de la figura 5b.
En la figura 6d se puede apreciar mejor la forma del yunque 25. El yunque 25 tiene una porcion de radio constante y tambien una porcion de radio reducido que coincide con el recorte de la placa superior 22. La longitud de la porcion de radio constante del yunque 25 es mayor que la circunferencia de la copa 30. El mango 26 esta conectado por medio de tornillos al yunque giratorio 25 y a la placa superior 22.
En la vista en seccion del aparato de hacer una incision de las figuras 6a, 6b y 6c, se ha colocado una copa 30 sobre una superficie inferior 23 de grna y una superficie superior de grna de la placa superior 22 atrapa la copa 30 en una posicion sobre el anillo 21 de corte. Segun se hace girar el mango, el yunque 25 gira hasta que empuja la copa 30 contra el borde 24 del anillo 21 de corte. El borde del anillo de corte tiene un angulo de 60°-70° (grados), que forma un surco correspondiente en la copa 30. La rotacion de la porcion de radio constante del yunque 25 hace girar la copa 30 y el anillo 21 de corte en torno a sus ejes respectivos, de forma que la copa 30 rota al menos un giro completo.
Aunque la placa superior 22 esta conectada con el yunque 22, y gira con el mismo, en aras de la conveniencia de carga de la copa a traves del recorte, se puede proporcionar una superficie superior 22 de grna con cualquier parte de superficie plana fijada al aparato adyacente a la copa en la posicion mostrada en la figura 6b.
Se puede controlar la profundidad del surco ajustando la distancia entre los ejes 27 y 27', en el que estan montados el anillo de corte y el yunque. En el aparato de la fig 6a, estos ejes se apoyan sobre cojinetes 28 que estan montados en alojamientos 29 pudiendo tener cualquiera o ambos de los cuales diametros interiores que son excentricos con respecto a sus diametros exteriores. La rotacion de tal alojamiento excentrico alterara la distancia entre los ejes.
La profundidad del surco puede controlarse adicionalmente mediante el radio del anillo 27 de reglaje de la profundidad con respecto al radio del anillo 21 de corte. Si la profundidad del surco es suficiente, se dividira la parte inferior del surco por medio del borde 24 del anillo de corte, y el corte se completara en una unica fase. Si la profundidad del surco es superficial y hay un grosor residual suficiente de metal, entonces se completa el corte utilizando el aparato 40 de separacion de la figura 7.
En otra version de la presente realizacion, el yunque puede tener dos porciones de radio constante, teniendo cada una suficiente longitud cordal para rotar la copa al menos una revolucion. La primera porcion que hana contacto con la copa tendna un radio ligeramente menor que la segunda, de manera que se formase un surco superficial con la primera porcion y se hiciese mas profundo con la segunda porcion. En esta version, se reducina la distorsion de la copa durante la formacion del surco superficial, y este surco proporcionana entonces un guiado para la copa hasta el anillo de corte durante la profundizacion de la segunda porcion. Tal aparato tambien podna ser utilizado para completar el corte de la copa si la segunda porcion del yunque profundizo el corte, de forma que hizo que se escindiera.
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Esta etapa de hacer una incision produce un surco que es separado entonces por el aparato de la figura 7. El borde 24 de corte de la figura 6c produce un surco circunferencial en la pared lateral interna 32 de la copa 30. En el aparato 40 de separacion, una herramienta 42 de separacion empuja y entra en la pared lateral exterior 34 de la copa 30 adyacente al surco 15 para escindir la parte inferior del surco y producir una curva o abocinamiento 36 ligeramente hacia dentro.
La distancia de penetracion de la herramienta 42 de separacion al interior de la pared de la copa puede ser controlada ajustando la distancia entre los ejes 68, 68', a la que se montan los anillos 44 de soporte y la herramienta 42 de separacion. En el aparato de la fig 7a, estos ejes se apoyan sobre cojinetes 68 que estan montados en alojamientos 69, pudiendo tener cualquiera o ambos de los cuales diametros interiores que son excentricos con respecto a sus diametros exteriores. La rotacion de tal alojamiento excentrico alterara la distancia entre los ejes.
Los anillos 44 de soporte permiten que se forme metal en torno a los radios de cada vertice 45 segun se mueve la herramienta 42 de separacion radialmente hacia dentro. Esto contribuye a cualquier operacion subsiguiente de formacion que ha de ser llevada a cabo sobre la copa o anillo cortada, tales como rebordes, costuras o rebordes. Al utilizar este aparato, se forma el corte completamente circunferencial, con el extremo del corte colocado con precision, de forma que coincida con el inicio del corte. Esto garantiza que se evita la formacion de flecos de metal.
En otra version de la presente realizacion, la herramienta 42 de separacion puede tener dos porciones de radio constante, teniendo cada una suficiente longitud cordal para rotar la copa al menos una revolucion. La primera porcion que hace contacto con la copa tendna un radio ligeramente menor que la segunda, de manera que se formana una hendidura superficial con la primera porcion y se hana mas profunda con la segunda porcion para hacer que se escindiera la parte inferior del surco. En esta version, se formana el abocinamiento mas uniformemente en torno a la periferia de los bordes cortados, especialmente donde la escision comienza y termina.
Una disposicion alternativa de hacer una incision para un movimiento giratorio de la copa 1 podna portar una serie de copas soportadas por un mandril 46 de incision o de corte haciendo rodar las copas a lo largo de un carril curvado 47, que actua como yunque. Esta disposicion se muestra en la figura 8. Se puede utilizar una disposicion similar para la separacion.
El aparato alternativo 50 de separacion de la figura 9 comprende una placa inferior 51 y un carril 52 de grna, un carril externo fijo 53 de separacion que tiene un borde 54 y una rueda giratoria 55 de separacion que tiene un borde 56. La copa 30 es introducida entre el carril 53 y la rueda 55. Se mantiene la copa en un plano mediante el ajuste apretado de la placa inferior 51 y el carril 52 de grna. El diametro de la copa 30 es ligeramente menor que la diferencia entre los radios de los bordes 54 y 56 y, por lo tanto, la copa es rotada en torno al aparato segun se indica mediante la flecha, y se entalla progresivamente la pared lateral para formar un abocinamiento 36 y esta dividida para formar una pieza extrema cortada 10 y un anillo cortado 11.
Se pueden fijar uno o mas anillos adicionales de soporte en cualquiera de los lados, o en ambos, de la rueda de separacion, y se pueden fijar carriles adicionales de soporte en cualquiera de los lados, o en ambos, del carril externo de separacion, para hacer contacto con la copa, y ayudar a rotar la misma, en torno al aparato durante la separacion.
El aparato de hacer una incision de las figuras 10a, 10b y 10c muestra caractensticas adicionales y alternativas al aparato de hacer una incision de las figuras 6a, 6b y 6c. En la figura 10, se mantiene el borde (70) de la copa (30) contra una superficie plana (71), aplicando una succion al interior de la copa a traves del canal (72). La rotacion del mango (26) mueve ambos ejes (27 y 27') por medio de ruedas (73 y 73'). Esta disposicion evita que la copa patine, y garantiza una formacion completa del surco con forma de “V” en torno a la copa.
La aplicacion de un lubricante a los anillos de corte bien de la figura 6 o bien de la figura 10, antes de que se coloque la copa en el aparato, puede mejorar la vida del anillo de corte y contribuir a un rendimiento subsiguiente en su fabricacion y uso.
El aparato de separacion de las figuras 11 a, 11 b y 11 c muestra un ejemplo que no se encuentra protegido por las reivindicaciones con caractensticas adicionales y alternativas al aparato de hacer una incision de las figuras 7a, 7b y 7c. En la figura 11, la copa (30) con incision puede girar y deslizarse entre las superficies planas (81 y 82). Se aplica succion por medio de los canales (85, 86) de interconexion, que tracciona el borde de la copa (30) contra la superficie plana (81).
La rotacion del mango (26) pone la herramienta (83) de separacion en contacto con la pared lateral externa de la copa, inmediatamente por encima del surco con forma de “V”, y empuja la pared lateral interna de la copa contra el anillo (84) inmediatamente por debajo del surco con forma de “V”. La accion de cizallamiento de la herramienta de separacion y del anillo escinde la copa (30) en una pieza extrema cortada (10) y un anillo cortado (11). La rotacion del mango (26) hace girar la herramienta (83) de separacion y hace girar el anillo (84), la copa (30) y la superficie (81) por medio de los ejes (27 y 27') y las ruedas (73 y 73'). Esta disposicion evita que la copa patine, y garantiza un corte completo en torno a la copa. El aire que es aspirado a traves del hueco que se forma entre la pieza extrema cortada (10) y el anillo cortado (11) aleja cualquier resto liberado durante el corte a traves de los canales (85, 86) de
interconexion. Aunque la figura 11 muestra un anillo en el interior de una copa por debajo de una herramienta de separacion fuera de una copa, es igualmente posible colocar un anillo en el interior de una copa por encima de una herramienta de separacion fuera de una copa.
El aparato de la figura 6 o 10 podna ser utilizado dos veces en cualquier combinacion —en primer lugar para formar 5 un surco utilizando un anillo de corte, y en segundo lugar para completar el corte dividiendo a lo largo del surco utilizando otro anillo de corte—.
Son posibles procedimientos adicionales para lograr un corte uniforme sin riesgo de desgarrar material dentro del alcance de la invencion, incluyendo, por ejemplo, combinaciones de cualquiera de los procedimientos y de los aparatos descritos.
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Claims (7)
- 510152025REIVINDICACIONES1. Un procedimiento de fabricacion de un artfculo (10, 11) de dos partes de una copa (1) que tiene una paredlateral (3) y una base integral, formado a partir de una unica preforma de chapa metalica, comprendiendo el procedimiento: colocar la copa sobre un anillo circular (21) de corte que tiene un borde periferico afilado (24); presionar un yunque (25) que tiene una superficie curvada, contra el exterior de la copa y hacer rodar el yunque (25) contra la copa, y en torno a la misma, para hacer que el borde del anillo de corte penetre en la pared lateral de la copa para formar un surco circunferencial continuo con forma de “V”, en el que elprocedimiento comprende, ademas, en una segunda etapa, colocar la copa sobre un anillo perfilado que tieneun perfil acanalado (44); alinear el perfil opuesto al surco con forma de “V”; presionar y hacer rodar una herramienta (42) de separacion contra el exterior de la copa opuesto al surco, por lo que la penetracion de la herramienta de separacion en la pared de la copa provoca que se escinda el material en la parte inferior del surco, y que el material a ambos lados de la escision se doble o “abocine” hacia dentro.
- 2. Un procedimiento segun la reivindicacion 1, que comprende, ademas, limitar el movimiento axial de la copa.
- 3. Un procedimiento segun una cualquiera de la reivindicacion 1 o 2, en el que la profundidad del surco es desdeaproximadamente la mitad hasta tres cuartos del grosor de la pared y el angulo de penetracion es entre aproximadamente 45 grados y 90 grados, preferentemente entre aproximadamente 50 grados y 75 grados, por lo que el material en la base del surco forma una “ incision residual ”.
- 4. Un aparato para llevar a cabo el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se disponen uno o mas anillos de corte para una rotacion en torno a un eje central y el yunque es concentrico con ese eje.
- 5. Un aparato para llevar a cabo el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el ejede un anillo central de corte es estacionario y el yunque gira, teniendo el yunque una porcion de radioconstante para hacer contacto con la copa.
- 6. Un aparato segun la reivindicacion 4 o 5, que comprende, ademas, superficies de grna para un deslizamiento axial controlado de la copa.
- 7. Un aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que cada lado del surco en el anilloperfilado es asimetrico, por lo que se forma un abocinamiento en el anillo cortado distinto del de la parteextrema cortada.
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