DE29721741U1 - Bracket-like holding device for electroplating - Google Patents
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Description
Klammerartige Haltevorrichtung für TauchgalvanisierungClamp-like holding device for dip galvanization
Die Erfindung betrifft eine klammerartige Haltevorrichtung zum lösbaren Halten von mittels Tauchgalvanisierung zu galvanisierenden Gegenständen, insbesondere Leiterplatten, mit einem an einer stromführenden Tragschiene befestigbaren ersten Schenkel mit einem oberen und einem unteren Abschnitt, einem am ersten Schenkel schwenkbar gelagerten zweiten Schenkel, einander zugewandten Kontaktstiften an den unteren Endbereichen des ersten und zweiten Schenkels, zwischen denen der Gegenstand klemmbar ist, und einer zwischen erstem und zweitem Schenkel wirkenden, die Haltevorrichtung in ihre Klemmposition vorspannenden Feder.The invention relates to a clamp-like holding device for releasably holding objects to be electroplated by means of dip galvanization, in particular circuit boards, with a first leg that can be fastened to a current-carrying support rail and has an upper and a lower section, a second leg that is pivotally mounted on the first leg, contact pins facing each other on the lower end regions of the first and second legs, between which the object can be clamped, and a spring that acts between the first and second legs and preloads the holding device into its clamping position.
Die in galvanischen Bädern zu galvanisierenden Gegenstände, insbesondere Leiterplatten, werden an solchen klammerartigen Haltevorrichtungen üblicherweise zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Schenkeln geklemmt und dann in das galvanische Bad getaucht, wobei die klammerartigen Haltevorrichtungen zumindest teilweise mit eintauchen. Die Stromzufuhr erfolgt über stromführende Tragschienen, die quer über dem Behandlungsbad angeordnet sind und an denen die klammerartigen Haltevorrichtungen meist lösbar befestigt sind. Der Stromübergang von den Haltevorrichtungen zu den Leiterplatten erfolgt über Kontaktflächen, die am freien Ende von in den Schenkeln der Haltevorrichtungen befestigten Kontaktstiften ausgebildet sind. Eine Haltevorrichtung der eingangs genannten Gattung ist beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 94 17 744 bekannt.The objects to be electroplated in electroplating baths, in particular circuit boards, are usually clamped between the two opposite legs of such clamp-like holding devices and then immersed in the electroplating bath, with the clamp-like holding devices being at least partially immersed. The current is supplied via current-carrying support rails that are arranged across the treatment bath and to which the clamp-like holding devices are usually detachably attached. The current is transferred from the holding devices to the circuit boards via contact surfaces that are formed at the free end of contact pins attached to the legs of the holding devices. A holding device of the type mentioned at the beginning is known, for example, from the German utility model G 94 17 744.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine klammerartige Haltevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die für das Pulse-Plating-Verfahren geeignet ist. Bei diesem Verfahren wird die Stromstärke von üblicherweise etwa 50 Ampere pro Klammer für die Dauer einiger Millisekunden auf das Drei- bis Vierfache erhöht. Mit den bislang bekannten Klammern der eingangs genannten Art konnten solch hohe Ströme nicht zufriedenstellend auf die Leiterplatte übertragen werden.The invention is based on the object of creating a clamp-like holding device of the type mentioned above, which is suitable for the pulse plating process. In this process, the current intensity of usually around 50 amperes per clamp is increased to three to four times for a period of a few milliseconds. With the clamps of the type mentioned above known to date, such high currents could not be transferred satisfactorily to the circuit board.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zumindest der untere Abschnitt des ersten Schenkels und der gegenüberliegende Abschnitt des zweiten Schenkels einen Kern aus Kupfer umfaßt, der mittels eines Edelstahlmantels ummantelt ist, daß mindestens zwei Paar einander gegenüberliegender Kontaktstifte vorgesehen sind, und daß jeder der Kontaktstifte mit dem Kupferkern unmittelbar in Kontakt steht. Vorzugsweise weisen die genannten Abschnitte mit Kupferkem jeweils den gleichen Querschnitt auf.To achieve this object, the invention provides that at least the lower section of the first leg and the opposite section of the second leg comprise a core made of copper, which is covered by a stainless steel jacket, that at least two pairs of opposing contact pins are provided, and that each of the contact pins is in direct contact with the copper core. Preferably, the aforementioned sections with copper core each have the same cross-section.
Aufgrund der hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer können hohe Ströme der Leiterplatte zugeführt werden, wobei die Kontaktfläche zwischen Leiterplatte und Klammer aufgrund der Vielzahl der vorgesehenen Kontaktstifte gegenüber dem bekannten Stand der Technik deutlich vergrößert wird, um die gewünschte Stromübertragung auf die Leiterplatte sicherzustellen. Weiterhin sorgt auch der Umstand, daß die Kontaktstifte unmittelbar mit dem jeweiligen Kupferkem in Verbindung stehen, für extrem niedrige Widerstände. Der Mantel aus Edelstahl, der sich zumindest über diejenigen Bereiche der Klammer erstreckt, die mit dem galvanischen Bad in Kontakt kommen, verhindert zuverlässig unerwünschte chemische Reaktionen zwischen dem Kupfer und dem Galvanisierungsbad.Due to the excellent electrical conductivity of copper, high currents can be fed to the circuit board, whereby the contact area between the circuit board and the clamp is significantly increased compared to the known state of the art due to the large number of contact pins provided in order to ensure the desired current transfer to the circuit board. Furthermore, the fact that the contact pins are directly connected to the respective copper core ensures extremely low resistance. The stainless steel jacket, which extends at least over those areas of the clamp that come into contact with the galvanic bath, reliably prevents undesirable chemical reactions between the copper and the galvanizing bath.
In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Schenkel der klammerartigen Haltevorrichtung zusätzlich mittels eines Kabels elektrisch verbunden sind. Hierdurch wird sichergestellt, daß über beide Schenkel im wesentlichen der gleiche Strom fließt, was allein durch die zwischen den Schenkeln gespannte Feder und die Achse nicht zuverlässig erreicht werden konnte, da hier der elektrische Widerstand zu groß war.In a particularly advantageous development of the invention, it is provided that the two legs of the clamp-like holding device are additionally electrically connected by means of a cable. This ensures that essentially the same current flows through both legs, which could not be reliably achieved by the spring stretched between the legs and the axle alone, since the electrical resistance was too high here.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die genannten Abschnitte mit Kupferkem jeweils zylindrisch ausgebildet, was sowohl fertigungstechnisch günstig ist als auch eine Spülung in den Elektrolytbädern besonders erleichtert. Zusätzlich ist das runde Material auch von Vorteil bei der Einstreuung des Stroms am Plattenrand. Auch dann, wenn die Klammer mittels Halar beschichtet ist, weist die runde Form der Klammer Vorteile auf.According to a further advantageous feature of the invention, the sections mentioned with a copper core are each cylindrical, which is both favorable in terms of manufacturing technology and makes rinsing in the electrolyte baths particularly easy. In addition, the round material is also advantageous in terms of the scattering of the current at the edge of the plate. Even if the clamp is coated with Halar, the round shape of the clamp has advantages.
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Die Dimensionierung des Kupferkerns sowie die Dimensionierung und Anzahl der Kontaktstifte richten sich nach der jeweils erforderlichen Stromstärke. Oftmals wird es von Vorteil sein, mehr als zwei Paar gegenüberliegender Kontaktstifte vorzusehen, und insbesondere in solchen Fällen sind in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung die unteren Enden der beiden Schenkel jeweils T-förmig ausgebildet, wobei die Querbalken der T-förmigen Konfiguration die Kontaktstifte tragen.The dimensioning of the copper core as well as the dimensioning and number of contact pins depend on the current strength required in each case. It will often be advantageous to provide more than two pairs of opposing contact pins, and in particular in such cases, in a preferred development of the invention, the lower ends of the two legs are each T-shaped, with the crossbars of the T-shaped configuration carrying the contact pins.
Für einen optimalen Stromübergang von der Klammer auf die Leiterplatte ist es erforderlich, daß die Kontaktflächen sämtlicher Kontaktstifte eben an der Leiterplatte anliegen. Um dies sicherzustellen, werden die Kontaktflächen eines jeden Schenkels gemeinsam nachbearbeitet (gefräst) derart, daß ihre Kontaktflächen in einer Ebene liegen.For optimal current transfer from the clamp to the circuit board, it is necessary that the contact surfaces of all contact pins lie flat on the circuit board. To ensure this, the contact surfaces of each leg are reworked (milled) together so that their contact surfaces lie on one level.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß an jedem der Kontaktstifte eine in Axialrichtung der Kontaktstifte elastisch verformbare Hülse fixiert ist, die im entspannten Zustand über die Kontaktfläche des Kontaktstifts vorsteht. Wenn die Klammer eine Leiterplatte klemmt, so legen sich die freien Enden der Hülsen dichtend an die Oberfläche der Leiterplatte an und verhindern somit, daß die Kontaktflächen mit dem galvanischen Bad in Berührung kommen, was zu unerwünschten metallischen Auswachsungen an den Kontaktflächen führen würde. In bevorzugter Weiterbildung ist vorgesehen, daß die genannten Hülsen nach Art eines Faltenbalges ausgebildet sind.According to a further advantageous feature of the invention, it is provided that a sleeve that is elastically deformable in the axial direction of the contact pins is fixed to each of the contact pins and that protrudes beyond the contact surface of the contact pin when relaxed. When the clamp clamps a circuit board, the free ends of the sleeves form a seal against the surface of the circuit board and thus prevent the contact surfaces from coming into contact with the galvanic bath, which would lead to undesirable metallic growths on the contact surfaces. In a preferred development, it is provided that the sleeves mentioned are designed in the manner of a bellows.
Eine besonders servicefreundliche Ausbildung der erfindungsgemäßen Klammer ergibt sich dann, wenn an einem der Schenkel eine Schwenkachse ausgebildet ist und an dem anderen Schenkel mindestens ein Gegenlager befestigt ist, das die Schwenkachse hakenförmig umgreift. In diesem Fall können die beiden Schenkel ohne Verwendung von Werkzeugen einfach auseinandergeklinkt werden, was den Arbeitsaufwand bei Reinigung u.dgl. erheblich vereinfacht. Im einzelnen kann die Anordnung derart sein, daß an dem einen Schenkel beidseitig vorstehende, die Schwenkachse definierende Schwenkbolzen befestigt sind und daß an dem anderen Schenkel beidseitig je eine Lasche befestigt ist, wobei jedeA particularly service-friendly design of the clamp according to the invention is achieved when a pivot axis is formed on one of the legs and at least one counter bearing is attached to the other leg, which grips the pivot axis in a hook-like manner. In this case, the two legs can simply be unlatched without the use of tools, which considerably simplifies the work involved in cleaning etc. In detail, the arrangement can be such that pivot bolts protruding on both sides and defining the pivot axis are attached to one leg and that a tab is attached to each side of the other leg, each
Lasche eine winkelförmige Aussparung zur Aufnahme je eines Schwenkbolzens aufweist, die sich zu einer Seite der Lasche hin öffnet.Tab has an angled recess for receiving a pivot pin, which opens towards one side of the tab.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung zeigen:Further advantageous features of the invention emerge from the remaining subclaims and from the following description, in which a preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing:
Figur 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen klammerartigen Haltevorrichtung,Figure 1 is a side view of the clamp-like holding device according to the invention,
Figur 2 eine Ansicht der Klammer nach Figur 1 senkrecht zur Darstellung nach Figur 1, undFigure 2 is a view of the bracket of Figure 1 perpendicular to the illustration of Figure 1, and
Figur 3 einen Schnitt durch einen der Schenkel bzw. Querbalken in den Ebenen Z-Z gemäß Figuren 1 und 2.Figure 3 shows a section through one of the legs or crossbeams in the planes Z-Z according to Figures 1 and 2.
Die insgesamt mit der Bezugsziffer 12 bezeichnete klammerartige Haltevorrichtung umfaßt einen ersten Schenkel 14, der in geeigneter Weise auswechselbar an einer stromführenden Tragschiene 10 befestigbar ist, sowie einen zweiten Schenkel 16, der am ersten Schenkel 14 schwenkbar gelagert ist. Die Figuren zeigen die klammerartige Haltevorrichtung im geschlossenen Zustand, in dem diese eine Leiterplatte 8 klemmt.The clamp-like holding device, designated overall by the reference number 12, comprises a first leg 14, which can be suitably replaceably attached to a current-carrying support rail 10, and a second leg 16, which is pivotally mounted on the first leg 14. The figures show the clamp-like holding device in the closed state, in which it clamps a circuit board 8.
Der erste Schenkel umfaßt einen oberen Abschnitt 18 und einen unteren Abschnitt 20, der zweite Schenkel 16 umfaßt ebenfalls einen oberen Abschnitt 22 und einen unteren Abschnitt 24. Der obere Abschnitt i8 des ersten Schenkels 14 weist Langlöcher 26 für nicht dargestellte Schrauben zur Befestigung an der Trägerschiene 10 auf. Am unteren Ende des oberen Abschnitts 18 ist ein in etwa kubischer Block 28 angeschweißt, an bzw. in dem der untere Abschnitt 20 befestigt ist.The first leg comprises an upper section 18 and a lower section 20, the second leg 16 also comprises an upper section 22 and a lower section 24. The upper section 18 of the first leg 14 has elongated holes 26 for screws (not shown) for fastening to the support rail 10. An approximately cubic block 28 is welded to the lower end of the upper section 18, to or in which the lower section 20 is fastened.
Der untere Abschnitt 20 des Schenkels 14 und der gesamte zweite Schenkel 16 weisen einen zylindrischen Kupferkern 30 auf, der von einem im wesentlichen rohrförmigen Edelstahlmantel 32 umgeben ist, vgl. Figur 3.The lower section 20 of the leg 14 and the entire second leg 16 have a cylindrical copper core 30 which is surrounded by a substantially tubular stainless steel jacket 32, see Figure 3.
An den beiden unteren Enden der beiden unteren Abschnitte 20, 24 der beiden Schenkel 14, 16 ist jeweils ein Querbalken 34 bzw. 36 befestigt, dessen Aufbau und Querschnitt demjenigen der unteren Abschnitte 20 bzw. 24 entspricht. Die Kupferkerne vom Querbalken und unteren Abschnitt sind mechanisch und elektrisch unmittelbar miteinander verbunden, die Stirnenden der Querbalken 34, 36 sind ebenfalls vom Edelstahlmantel bedeckt.A crossbeam 34 or 36 is attached to the two lower ends of the two lower sections 20, 24 of the two legs 14, 16, the structure and cross-section of which corresponds to that of the lower sections 20 or 24. The copper cores of the crossbeam and the lower section are directly connected to one another mechanically and electrically, and the front ends of the crossbeams 34, 36 are also covered by the stainless steel jacket.
An den Querbalken 34, 36 sind jeweils vier Kontaktstifte 38 bzw. 40 aus Edelstahl befestigt derart, daß sich die Kontaktstifte paarweise gegenüberliegen und zwischen sich die Leiterplatte 8 klemmen. Die Kontaktflächen der Kontaktstifte 38, 40 sind der Dicke der jeweils verwendeten Leiterplatte derart angepaßt, daß sie im Klemmzustand, völlig plan auf der Leiterplatte 8 aufliegen. Die Kontaktstifte 38, 40 sind mit dem innenliegenden Kupferkern unmittelbar mechanisch und elektrisch verbunden und mit dem den Kupferkern umgebenden Edelstahlmantel umlaufend verschweißt.Four contact pins 38 and 40 made of stainless steel are attached to the crossbars 34, 36 in such a way that the contact pins are opposite each other in pairs and clamp the circuit board 8 between them. The contact surfaces of the contact pins 38, 40 are adapted to the thickness of the circuit board used in such a way that they lie completely flat on the circuit board 8 when clamped. The contact pins 38, 40 are directly mechanically and electrically connected to the internal copper core and are welded all the way around to the stainless steel jacket surrounding the copper core.
An den Kontaktstiften 38, 40 sind jeweils faltenbalgartig zusammendrückbare Hülsen 42 aus Gummi oder Kunststoff befestigt, die im geöffneten Zustand der klammerartigen Haltevorrichtung etwa 1mm über die jeweilige Kontaktfläche der Kontaktstifte hinausragen und sich beim Schließen der klammerartigen Haltevorrichtung dichtend an die Leiterplatte anlegen und in axialer Richtung geringfügig komprimiert werden. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Kontakte vor der Einwirkung des Elektrolyts geschützt werden und diese somit keine Beschichtung aufnehmen. Der Durchmesser der falgenbalgartigen Hülsen 42 ist kleiner als 8mm, so daß die aufgrund der Abdichtung der Hülsen nicht beschichteten Bereiche der Leiterplatte 8 nicht über die auf den Leiterplatten üblicherweise vorhandenen Ränder hinausgehen.Attached to the contact pins 38, 40 are bellows-like compressible sleeves 42 made of rubber or plastic, which protrude about 1mm beyond the respective contact surface of the contact pins when the clamp-like holding device is open and, when the clamp-like holding device is closed, form a seal against the circuit board and are slightly compressed in the axial direction. This ensures that the contacts are protected from the effects of the electrolyte and therefore do not absorb any coating. The diameter of the bellows-like sleeves 42 is less than 8mm, so that the areas of the circuit board 8 that are not coated due to the sealing of the sleeves do not extend beyond the edges that are usually present on the circuit boards.
Die Hülsen 42 sind an ihren rückwärtigen, d.h. dem jeweiligen Querbalken 34 bzw. 36 zugewandten Enden an den entsprechenden KontaktstiftenThe sleeves 42 are connected at their rear ends, i.e. the ends facing the respective crossbars 34 and 36, to the corresponding contact pins
38, 40 in geeigneter Weise befestigt, was beispielsweise mittels Erhöhungen auf den entsprechenden Abschnitten der Kontaktstifte erfolgen kann. Im übrigen sind die Hülsen jedoch in axialer Richtung frei verschieblich.38, 40 are secured in a suitable manner, which can be done, for example, by means of elevations on the corresponding sections of the contact pins. Otherwise, however, the sleeves are freely movable in the axial direction.
Am unteren Abschnitt 24 des zweiten Schenkels 16 sind zwei koaxiale, senkrecht zur Längsrichtung des unteren Abschnitts verlaufende Schwenkbolzen 44 befestigt, die von zwei parallelen, am unteren Abschnitt 20 des Schenkels 14 befestigten Laschen 46 hakenförmig hintergriffen werden. Auf diese Weise ist der Schenkel 16 gegenüber dem Schenkel 14 um die Schwenkbolzen 44 verschwenkbar gelagert. Die Laschen 46 weisen jeweils eine winkelförmige, nach oben offene Aussparung 48 auf, so daß die klammerartige Haltevorrichtung 12 ohne Werkzeug zerlegt werden kann, was insbesondere für ein Auswechseln der Druckfeder 50 oder der Hülsen 42 von großem Vorteil ist.Two coaxial pivot pins 44 are attached to the lower section 24 of the second leg 16, running perpendicular to the longitudinal direction of the lower section, which are hooked behind by two parallel tabs 46 attached to the lower section 20 of the leg 14. In this way, the leg 16 is pivotably mounted relative to the leg 14 about the pivot pins 44. The tabs 46 each have an angled recess 48 that is open at the top, so that the clamp-like holding device 12 can be disassembled without tools, which is particularly advantageous for replacing the compression spring 50 or the sleeves 42.
Zwischen den unteren Enden der oberen Abschnitte 18 bzw. 22 der Schenkel 14 bzw. 16 ist eine auf Druck vorgespannte Schraubenfeder 50 eingesetzt, die die klammerartige Haltevorrichtung in ihre Schließposition vorspannt. Die Feder 50 ist endseitig auf Rohrstummel 52 bzw. 54 aufgesteckt, die am Block 28 bzw. am oberen Abschnitt 22 befestigt sind.A pre-tensioned helical spring 50 is inserted between the lower ends of the upper sections 18 and 22 of the legs 14 and 16, which pre-tensions the clamp-like holding device into its closed position. The spring 50 is attached at the end to pipe stubs 52 and 54, which are attached to the block 28 and the upper section 22, respectively.
Ein flexibles elektrisches Kabel 56 ist über Schraubbolzen 58, 60 und entsprechende Muttern 62, 64 einerseits am Block 28 und andererseits am unteren Bereich des oberen Abschnitts 22 des Schenkels 16 befestigt und dient dazu, zwischen den beiden Schenkeln 14, 16 einen nahezu verlustfreien Stromfluß zu gewährleisten. Die Schraubbolzen 58, 60 stehen in unmittelbarem mechanischen und elektrischen Kontakt mit dem jeweiligen Kupferkern.A flexible electrical cable 56 is attached via screw bolts 58, 60 and corresponding nuts 62, 64 on the one hand to the block 28 and on the other hand to the lower area of the upper section 22 of the leg 16 and serves to ensure a virtually loss-free flow of current between the two legs 14, 16. The screw bolts 58, 60 are in direct mechanical and electrical contact with the respective copper core.
Am unteren Endbereich beider Abschnitte 20, 24, im Falle desAt the lower end of both sections 20, 24, in the case of the
Ausführungsbeispiels des unteren Abschnitts 20, ist ein Höhenanschlag für die Leiterplatten befestigt, der aus einem Bolzen 66 und einer aufgesteckten Schutzkappe 68 besteht; dieser Anschlag kann je nach Art der Beladung erforderlich bzw. zweckmäßig sein.Embodiment of the lower section 20, a height stop for the circuit boards is attached, which consists of a bolt 66 and a protective cap 68 attached to it; this stop may be necessary or appropriate depending on the type of load.
Mit der Bezugsziffer 70 ist eine Beschichtung aus Halar bezeichnet, die in Figur 2 nur abschnittsweise gezeichnet ist, sich jedoch selbstverständlich über sämtliche Außenflächen der klammerartigen Haltevorrichtung im Bereich der unteren Abschnitte 20, 24 mit Ausnahme der Kontaktflächen sowie der Schwenkbolzen erstrecken kann.The reference number 70 designates a coating made of Halar, which is only shown in sections in Figure 2, but can of course extend over all of the outer surfaces of the clamp-like holding device in the area of the lower sections 20, 24 with the exception of the contact surfaces and the pivot bolts.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
8 Leiterplatte 10 Tragschiene 12 klammerartige Haltevorrichtung8 Printed circuit board 10 Mounting rail 12 Clamp-like holding device
14 Schenkel14 legs
16 Schenkel16 legs
18 oberer Abschnitt 20 unterer Abschnitt 22 oberer Abschnitt18 upper section 20 lower section 22 upper section
24 unterer Abschnitt24 lower section
26 Langlöcher26 elongated holes
28 Block28 blocks
30 Kupferkern 32 Edelstahlmantel30 Copper core 32 Stainless steel jacket
34 Querbalken34 crossbeams
36 Querbalken36 crossbeams
38 Kontaktstifte 40 Kontaktstifte 42 Hülsen38 Contact pins 40 Contact pins 42 Sleeves
44 Schwenkbolzen44 pivot pin
46 Laschen46 tabs
48 Ausnehmung 50 Druckfeder 52 Rohrstummel48 Recess 50 Compression spring 52 Pipe stub
54 Rohrstummel54 pipe stubs
56 Kabel56 Cable
58 Schraubbolzen 60 Schraubbolzen 62 Mutter58 Screw bolt 60 Screw bolt 62 Nut
64 Mutter64 Mother
66 Bolzen66 bolts
68 Schutzkappe68 Protective cap
70 Beschichtung70 Coating
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