EP0408421B1 - Distributeurs miniatures - Google Patents

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EP0408421B1
EP0408421B1 EP90401921A EP90401921A EP0408421B1 EP 0408421 B1 EP0408421 B1 EP 0408421B1 EP 90401921 A EP90401921 A EP 90401921A EP 90401921 A EP90401921 A EP 90401921A EP 0408421 B1 EP0408421 B1 EP 0408421B1
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EP
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container
bush
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pump
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William Desazars De Montgailhard
Jean-Louis Bougamont
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S O F A B
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S O F A B
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/0005—Components or details
    • B05B11/0097—Means for filling or refilling the sprayer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/1042—Components or details
    • B05B11/1043—Sealing or attachment arrangements between pump and container
    • B05B11/1046—Sealing or attachment arrangements between pump and container the pump chamber being arranged substantially coaxially to the neck of the container
    • B05B11/1047—Sealing or attachment arrangements between pump and container the pump chamber being arranged substantially coaxially to the neck of the container the pump being preassembled as an independent unit before being mounted on the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/1001—Piston pumps

Definitions

  • the invention relates to devices of this kind, of a construction similar to that described by patent US-A-4,311,255 and intended for example for the distribution of drugs used at very low doses or even for that of perfume samples.
  • miniature metering pumps of known type with piston carrying an axial nozzle and whose body has a diameter of approximately seven millimeters for a length of approximately three centimeters, under an assembly flange projecting on the order of a millimeter but not necessarily circular, their external volume may not exceed four or five cubic centimeters, for a diameter of the order of ten to twelve millimeters, and their capacity will vary between fifty and ten doses only, that is to say down to the milliliter.
  • the pump body carrying the internal mechanism, engages in a container on the neck of which it centers in its upper part; its flange, resting on the upper edge of said container, is immobilized under the internal flange, forming a cover, of an external sleeve fitted by tightening its lower skirt on an external bearing of the wall of this container in a conventional manner, it has a vent allowing air to enter at each stroke of the pump into the reservoir thus formed, to balance the pressure.
  • the assembly practically generates on the parts only easily supported compression forces and, on small members, the precision proper to injection molding will make it possible to obtain an assembly which is practically non-removable and leaktight.
  • This can be done on a container already filled, with existing machines, at the cost of a minimum of adaptations, by fitting the socket already carrying the pump; to facilitate the operation, this socket can carry a retaining ring for the flange of the pump body.
  • the structure adopted makes it possible to build such devices in very large series, at very low cost. It can still be applied to slightly larger models but its characteristics then generally lose part of their interest.
  • the invention is based on the observation that these specific evacuation passages are not necessary: since the pumps themselves have a vent for temporary venting of the tank liquid, it will suffice to open it artificially during assembly, making it then play a role opposite to its usual role.
  • the bearing surfaces of the socket and of the container which come in radial clamping can follow the same contour, preferably convex, which gives an appreciable gain in diameter, but above all in solidity, precision and, consequently, ease of Implementation.
  • the container will thus be constituted by a tube with a thinned wall in its upper part to form an external shoulder, the external generatrices of the sleeve, relatively short, coming to align during assembly with those of the container to generate a shape.
  • essentially cylindrical or at least cylindro-conical and the assembly will require a cone-on-cone tightening; but if the rigidity of the material of the sleeve is relatively low, the external face of the assembly surface of the container may be provided with circular sealing ribs making it possible to widen the tightening tolerances.
  • the sprayer thus described in example comprises a container formed by a narrow tube 1, made in the present case of transparent polyethylene terephthalate.
  • This tube is of circular section, injection molded and cylindrical if we omit the remains, but its wall is thinned in its upper part 1 a so as to form an outer surface very slightly conical with an external shoulder 1 b .
  • the opening of the tube receives with a small lateral clearance a pump whose body 2, with successively cylindrical-conical ferrules, terminates at its lower part by an integrated intake tube 2 a and carries at its upper part a flange 2 b notched by at least one groove 2 c serving as a vent for the tank.
  • the body 2 contains the mechanism of the piston 3, the rod 3 of which forms the nozzle.
  • the assembly will be capped by a cylindrical sleeve 4, which is also injection molded and, in the case described, made of polyamide.
  • This sleeve has a skirt 4 has the same external contour as the tube 1 and closing by an inner flange 4b facing the nozzle.
  • the inner face of the skirt 4a of the sleeve is smooth, providing a range whose conicity corresponds to that of the corresponding bearing surface of the tube, with the exception of unjonc 4c whose usefulness will appear below and which must not prohibit extracting the punch from the mold.
  • the external face of the upper part 1 a of the tube could, as shown in the right part of the drawing, carry sealing ribs 1 c ; here their presence is however unnecessary because of the tenacity of the materials used, and could even cause defects in external appearance.
  • the skirt 4 a is also extended upwards by a ferrule 4 d.
  • a head 5 carrying a spray nozzle 6 can be placed on the nozzle by means of a seat 5 a , masked by the lower skirt 5 b , itself internal to the shell 4 d to be less bulky.
  • the parts could be placed on the tube in their stacking order and assembled directly by pressing the sleeve; this would suppose either that the container was first filled with liquid, which amounts to saying that the complete assembly would be carried out only at this stage, at the user's, or that the device made assembled empty then filled by intrusion, which is hardly conceivable on plastic containers of as little capacity as that sought.
  • the pump will therefore be assembled separately: the sleeve first fits onto the body 2, thus enclosing the piston mechanism under the flange 4 b , the nozzle 3 a of which passes through its axial opening, the collar 2 b conveniently retained, provisionally, by the rod 4 c .
  • the assembly can then be placed on the container 1 filled with the desired dose of product and its fitting ensures final fixing and sealing cone on cone, the rod 4 c finding place between the flange and the flange 1 d of the tube.
  • FIG. 2 shows the external appearance of the assembled sprayer, at rest, the various members appearing diagrammatically in dotted lines, the ferrule 4 d masking the edge of the skirt 5 b .
  • the piston 3 Returned to the top position by an internal spring 3b, the piston 3 abuts sealingly on the lid formed by the flange 4b to close the vent.
  • the depressed position is also used for mounting: during this operation, the assembled pump, temporarily closed by its socket 4, is gripped by a mandrel with a vertical axis which places the assembly on the top of the tube 1 centered on its mounting.
  • the tool will not first press on the sleeve itself but on the nozzle therefore on the piston 3: the resistance of the sleeve 4 to the depression on the tube 1 then causes this piston to yield, releasing the vent to vent the internal space or tank.
  • the spray head of a moreover common type, could if necessary be put in place from the start of assembly and even, replacing a specific pressing tool, come and play the role described.
  • a direct grip of the tool is however preferable as regards the transmission of forces.
  • a pump capable of withstanding a certain overpressure of the reservoir by sealing at least one of its seals, for example seal drawer inlet or, as is very common today, exhaust gasket capable of creating precompression.
  • the cylindrical shape of revolution of the dispenser is as compact as possible, the length of the tube 1 determining the internal volume with, of course, adaptation of the intake tube; the assembly of the device, of a perfect simplicity, is however effective and entirely waterproof at rest.

Description

  • On connait de nombreux conditionnements équipés de distributeurs à pompes doseuses. Il est possible, par exemple de citer le brevet US-A-3 263 871, décrivant un distributeur dont la pompe était rendue solidaire d'une jupe conique vissée sur un récipient à paroi également conique.
  • L'invention a trait à des dispositifs de ce genre, d'une construction analogue à celle décrite par le brevet US-A-4 311 255 et destinés par exemple à la distribution de médicaments utilisés à très faibles doses ou encore à celle d'échantillons de parfums. Dessinés autour de pompes doseuses miniatures de type connu, à piston porteur d'un gicleur axial et dont le corps possède sensiblement un diamètre de l'ordre de sept millimètres pour une longueur de l'ordre de trois centimètres, sous une collerette d'assemblage en saillie de l'ordre du millimètre mais non nécessairement circulaire, leur volume externe pourra ne pas dépasser quatre ou cinq centimètres cubes, pour un diamètre de l'ordre de dix à douze millimètres, et leur contenance varier entre une cinquantaine et une dizaine de doses seulement, c'est-à-dire descendre au millilitre.
  • Le corps de pompe, porteur du mécanisme interne, s'engage dans un récipient sur le col duquel il se centre dans sa partie haute ; sa collerette, reposant sur le bord supérieur dudit récipient, est immobilisée sous la bride interne, formant couvercle, d'une douille externe emmanchée par serrage de sa jupe inférieure sur une portée externe de la paroi de ce récipient de façon classique, il possède un évent permettant à de l'air d'entrer à chaque coup de pompe dans le réservoir ainsi formé, pour en équilibrer la pression.
  • L'adoption d'une forme générale cylindrique pour le récipient comme pour la douille permet de les constituer en matières synthétiques et plus habituellement thermoplastiques, moulées par injection à l'instar de l'essentiel des constituants des pompes elles-mêmes et, si le récipient vient longer le corps de pompe en doigt de gant, elle conduit à un minimum d'encombrement transversal. Contrairement à d'autres modes d'assemblage, celui-ci permet alors en outre à la section droite de l'appareil de s'écarter quelque peu d'un contour circulaire en conservant une épaisseur de parois sensiblement uniforme.
  • En soi, le montage n'engendre pratiquement sur les pièces que des efforts de compression facilement supportés et, sur des organes de faibles dimensions, la précision propre au moulage par injection permettra d'obtenir un assemblage pratiquement indémontable et étanche. On pourra effectuer celui-ci sur un récipient déjà rempli, avec les machines existantes, au prix d'un minimum d'adaptations, par pose de la douille déjà porteuse de la pompe ; pour faciliter l'opération, cette douille pourra porter un jonc de retenue de la collerette du corps de pompe.
  • De nombreuses matières sont à la disposition du spécialiste, qui les choisira en fonction du produit à stocker et de préférence assez rigides pour éviter les déformations sans toutefois créer des efforts locaux excessifs.
  • La structure adoptée permet de construire de tels dispositifs en très grande série, à très faible coût. Elle peut encore s'appliquer à des modèles de taille un peu plus importante mais ses caractéristiques perdent alors en général une partie de leur intérêt.
  • Toutefois un obstacle est à vaincre : dans les cas antérieurs, notamment celui du brevet US-A-3 263 871, le mode de construction offrait en tout état de cause un passage à l'air lors de l'assemblage, l'étanchéité ne s'obtenant qu'en fin de course ; dans celui du brevet US-A-4 311 255, pour évacuer l'air occlus en un temps acceptable, l'auteur est conduit à munir récipients ou boîtiers de passages adéquats, sous forme de rainures longitudinales obturées en fin d'opération par butée sur un siège appartenant à la pièce complémentaire. Cette solution ne semble pas avoir débouché industriellement : la raison en est peut-être que l'inversion de courbure créée sur la paroi obligerait à renforcer celle-ci, de façon peu acceptable sur des appareils miniatures où des surpressions seront particulièrement à craindre, ceux-ci ne tolérant que peu d'espace mort interne en fin de montage, mais surtout qu'il serait des plus difficile d'obtenir à coup sur la précision nécessaire à l'étanchéité finale sur l'extrémité en butée des canaux.
  • Se proposant de vaincre l'ensemble de ces difficultés, l'invention repose sur l'observation que ces passages spécifiques d'évacuation ne sont pas nécessaires : puisque les pompes possèdent elles-mêmes un évent de mise à l'air libre temporaire du réservoir de liquide, il suffira d'ouvrir artificiellement celui-ci lors du montage, lui faisant alors jouer un rôle inverse de son rôle usuel. Il en résulte que les portées de la douille et du récipient qui viennent en serrage radial peuvent épouser un même contour, de préférence convexe, ce qui procure un gain appréciable de diamètre, mais surtout de solidité, de précision et, partant, de facilité de mise en oeuvre.
  • De façon avantageuse, le récipient sera ainsi constitué d'un tube à paroi amincie dans sa partie haute pour former un épaulement externe, les génératrices externes de la douille, relativement courte, venant s'aligner au montage sur celles du récipient pour engendrer une forme essentiellement cylindrique ou au moins cylindro-conique et l'assemblage fera appel à un serrage cône sur cône; mais si la rigidité de la matière de la douille est relativement faible, la face externe de la portée d'assemblage du récipient pourra être munie de nervures circulaires d'étanchéité permettant d'élargir les tolérances de serrage.
  • D'autres caractéristiques ressortiront de la description d'un exemple, donnée ci-dessous en référence aux dessins, qui montrent en élévation avec demi-coupes :
    • figure 1 : l'empilage des organes d'un pulvérisateur,
    • figure 2 : le pulvérisateur assemblé.
  • Le pulvérisateur ainsi décrit en exemple comporte un récipient formé d'un étroit tube 1, constitué dans le cas présent de polyéthylène-téréphtalate transparent. Ce tube est de section circulaire, moulé par injection et cylindrique si l'on omet les dépouilles, mais sa paroi est amincie dans sa partie supérieure 1a de façon à former une portée externe très légèrement conique avec un épaulement extérieur 1b.
  • L'ouverture du tube reçoit avec un faible jeu latéral une pompe dont le corps 2, à viroles cylindro-coniques de révolution successives, se termine à sa partie inférieure par un tube de prise intégré 2a et porte à sa partie supérieure une collerette 2b entaillée par au moins une saignée 2c servant d'évent au réservoir.
  • Le corps 2 renferme le mécanisme du piston 3 dont la tige 3a forme le gicleur.
  • L'ensemble sera coiffé par une douille cylindrique 4, elle aussi moulée par injection et, dans le cas décrit, constituée de polyamide. Cette douille possède une jupe 4a de même contour externe que le tube 1 et se fermant par une bride intérieure 4b que traverse le gicleur. La face interne de la jupe 4a de la douille est lisse, offrant une portée dont la conicité répond à celle de la portée correspondante du tube, à l'exception d'unjonc 4c dont l'utilité apparaîtra ci-dessous et qui ne doit pas interdire d'extraire le poinçon du moule. Avec certaines matières et de préférence par emploi d'un moule à coquilles, la face externe de la partie supérieure 1a du tube pourrait, comme le montre la partie droite du dessin, porter des nervures d'étanchéité 1c; ici leur présence est cependant inutile en raison de la ténacité des matières employées, et pourrait même engendrer des défauts d'aspect extérieur. Dans l'exemple actuel, la jupe 4a se prolonge aussi vers le haut par une virole 4d.
  • Une tête 5 porteuse d'une buse de pulvérisation 6 peut se poser sur le gicleur au moyen d'un siège 5a, masqué par la jupe inférieure 5b, elle-même intérieure à la virole 4d pour être moins encombrante.
  • Lors du montage, les pièces pourraient être posées sur le tube dans leur ordre d'empilage et assemblées directement par pressage de la douille ; ceci supposerait soit que le récipient fit d'abord empli de liquide ce qui revient à dire que l'assemblage complet s'effectuerait seulement à ce stade, chez l'utilisateur, soit que le dispositif fit assemblé vide puis rempli par intrusion, ce qui est peu concevable sur des récipients en matière plastique d'une aussi faible contenance que celle recherchée.
  • En pratique, la pompe sera donc assemblée séparément : la douille vient d'abord s'emboîter sur le corps 2, enfermant ainsi sous la bride 4b formant couvercle le mécanisme du piston, dont le gicleur 3a passe à travers son ouverture axiale, la collerette 2b retenue commodément, de façon provisoire, par le jonc 4c. L'ensemble peut ensuite être placé sur le récipient 1 empli de la dose voulue de produit et son emboîtement assure la fixation définitive et l'étanchéité cône sur cône, le jonc 4c trouvant place entre la collerette et le rebord 1d du tube.
  • Dans sa partie droite, la figure 2 montre l'aspect extérieur du pulvérisateur assemblé, au repos, les divers organes apparaissant schématiquement en pointillé, la virole 4d masquant le bord de la jupe 5b. Rappelé en position haute par un ressort interne 3b, le piston 3 vient en butée étanche sur le couvercle formé par la bride 4b pour fermer l'évent.
  • Sa partie gauche montre le dispositif en coupe, en fin de fonctionnement : la tête 5, enfoncée, a servi de poussoir au gicleur 3a pour enfoncer le piston, mettant le réservoir à l'air libre; sa jupe 5b, venue au contact de la bride 4b, limite la course.
  • La position enfoncée sert aussi au montage : lors de cette opération, la pompe assemblée, fermée provisoirement par sa douille 4, est saisie par un mandrin d'axe vertical qui pose l'ensemble sur le haut du tube 1 centré sur son montage. L'outil n'appuiera pas d'abord sur la douille elle-même mais sur le gicleur donc sur le piston 3 : la résistance de la douille 4 à l'enfoncement sur le tube 1 fait alors céder ce piston, dégageant l'évent pour mettre à l'air libre l'espace interne ou réservoir.
  • Ensuite seulement une venue en butée permet de transmettre à la douille l'effort d'emmanchement pour la chasser sur la partie supérieure 1a du tube, en évitant toute surcharge du mécanisme, jusqu'à amener la collerette 2b en butée sur le rebord de la paroi 1a puis en serrage axial, sauf sur l'évent, entre ce rebord et la bride 4b, la jupe 4a laissant un jeu variable à volonté jusqu'à l'épaulement 1b, tandis que les cônes en serrage radial rendent l'assemblage étanche et quasi irréversible.
  • Bien que le montage s'effectue sur un tube déjà chargé de liquide, l'emmanchement de la douille intervient ainsi pour sceller l'ensemble sans que la faiblesse du volume libre du réservoir fasse augmenter de façon anormale sa pression interne.
  • En particulier il est à remarquer que la tête de pulvérisation, d'un type d'ailleurs courant, pourrait le cas échéant être mise en place dès le début du montage et même, se substituant à un outil presseur spécifique, venir jouer le rôle décrit ci-dessus, par l'intermédiaire de toute butée sur la douille 4 limitant la course du piston sur la pompe; il pourrait s'agir de son siège 5a ou mieux d'une portée périphérique, ici le rebord de la jupe 5b. Une prise directe de l'outil est cependant préférable quant à la transmission des efforts.
  • D'autre part il est clair que la mise en butée ne doit pas elle-même obturer l'évent pendant l'assemblage ; si par exemple on voulait utiliser au pressage la tête 5 de l'exemple actuel, il conviendrait de prévoir sur la périphérie des dégagements tels qu'une encoche 5c.
  • Enfin, pour éviter d'expulser alors une certaine quantité de liquide à travers le gicleur, il est préférable d'employer une pompe capable de résister à une certaine surpression du réservoir par étanchéité de l'un au moins de ses joints, par exemple joint d'admission à tiroir ou, comme il très usuel aujourd'hui, joint d'échappement apte à créer une précompression.
  • La forme cylindrique de révolution du distributeur est aussi compacte qu'il est possible, la longueur du tube 1 déterminant le volume interne avec, bien entendu, adaptation du tube de prise ; l'assemblage du dispositif, d'une parfaite simplicité, est cependant efficace et entièrement étanche au repos.

Claims (8)

  1. Distributeur miniature de produits utilisés à très faibles doses, comprenant une pompe à piston (3) porteur d'un gicleur axial (3a), dont le corps (2), possèdant un évent (2c) de mise à l'air libre temporaire du réservoir de produit, est engagé dans un récipient (1) sur le col duquel il se centre en sa partie haute, la collerette (2b) dudit corps reposant sur le bord supérieur (1d) dudit récipient, immobilisée sous la bride interne (4b), formant couvercle, d'une douille externe (4) emmanchée par serrage de la portée interne de sa jupe inférieure (4a) sur une portée externe de la paroi (1a) de ce même récipient, le gicleur traversant l'ouverture axiale de la bride pour recevoir une tête distributrice (5), caractérisé en ce que lesdites portées en serrage radial de la jupe et du récipient ont même contour et se trouvent ainsi en contact sur toute leur périphérie.
  2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe est une pompe à précompression.
  3. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face interne de la jupe inférieure (4a) de la douille (4) porte un jonc de retenue (4c) de la collerette (2b) du corps de pompe (2).
  4. Distributeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que sa section droite s'écarte d'un contour circulaire en conservant une épaisseur de parois sensiblement uniforme.
  5. Distributeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le récipient (1) comme la douille (4), de forme générale cylindrique, sont constitués de matières synthétiques et moulés par injection, le récipient étant un tube à parois amincies dans sa partie haute pour former un épaulement externe (1b) et les génératrices externes de la douille, relativement courte, venant s'aligner au montage sur celles du récipient pour engendrer une forme essentiellement cylindrique ou au moins cylindro-conique.
  6. Distributeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le serrage radial de la douille sur le récipient s'effectue cône sur cône selon un contour convexe.
  7. Distributeur selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le récipient et la douille sont constitués de matières différentes, celle du récipient étant plus rigide et plus résistante au produit à stocker que celle de la douille.
  8. Procédé de montage d'un distributeur selon l'une des revendications 1 à 7, la pompe étant assemblée séparément avec la douille (4) qui vient s'emboîter sur le corps (2), enfermant le mécanisme du piston (3), puis l'ensemble placé sur le récipient (1) empli de la dose voulue de produit, l'emboîtement de la douille assurant la fixation définitive et l'étanchéité, caractérisé en ce que, directement ou par l'intermédiaire de la tête de distribution (5), on appuie d'abord sur le gicleur (3a), la résistance de la douille à l'enfoncement sur le récipient faisant alors céder ce piston pour dégager l'évent (2c) puis, par venue en butée, on transmet à la douille l'effort d'emmanchement pour la chasser sur la partie supérieure dudit récipient jusqu'à l'amener en serrage pour rendre l'assemblage étanche et quasi irréversible
EP90401921A 1989-07-04 1990-07-03 Distributeurs miniatures Expired - Lifetime EP0408421B1 (fr)

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EP0408421A1 EP0408421A1 (fr) 1991-01-16
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