Fingerzinkenvorrichtung motorisiert

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Die Vorrichtung
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von frenchi38
09.12.17 15:45
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Erstellen von Fingerzinken mit der Tischkreissäge PTS10 mit Hilfe einer motorisierten Vorrichtung.
Ziel war es, eine Vorrichtung zu schaffen, die es mir ermöglicht schnell und einfach Fingerzinkenverbindungen an der Tischkreissäge herzustellen. Das jeweilige Werkstück wird auf einem Schlitten per Schrittmotor an die jeweilige Position gefahren, um dann den Schnitt auszuführen.
Im Internet gibt es viele solcher Vorrichtungen, die meisten manuell zu bedienen (eine sehr bekannte ist die vom The Woodfather, die ich mir auch schon gebaut habe, aber ich wollte etwas mehr Komfort, und vor allem Spaß beim Entwickeln und Bauen ;-).

P.S. Beim Schreiben dieser Projektbeschreibung ist mir aufgefallen, dass es viel komplexer ist, dieses Projekt zu beschreiben, als ich dachte. Auf einige Punkte gehe ich deswegen nicht im Detail ein, sollte Interesse bei jemandem bestehen, hier mehr ins Detail zu gehen, lasst es mich einfach wissen.

Die Sketupdateien und der Arduino Code können hier: https://github.com/frenchi38/Fingerzinken-Jig runtergeladen werden.


KreissägeFingerzinken, SketchUp, Arduino
4.7 5 49

Bauanleitung

Benötigtes Material

Stk. Beschreibung Material Maße
Anschlagblock  Sperrholz  115x25x18 
Anschlagleiste  Sperrholz  500x40x18 
Motorhalter  Sperrholz  100x62x18 
Distanzstück  Sperrholz  406x62x18 
Lagerträger  Sperrholz  100x62x18 
Klemmung1  Sperrholz  360x31x18 
Klemmung 2  Sperrholz  290x31x18 
Schieber Deckel  Sperrholz  200x94x18 
Schieber Seite 1  Sperrholz  350x75x18 
Schieber Seite 2  Sperrholz  200x82x18 
Seitenwand  Sperrholz  520x100x16 
Schalterträger  Sperrholz  47.5x20,5x16 
Gewindeblock  Fichte  50x40x35 
Block  Fichte  520x80x40 
Grundplatte  Spanplatte  520x500x10 
viele  Schrauben     
  Leim     
Gewindestange  Edelstahl  M8 x 500 
Lager  Stahl  8 mm 
Steppermotor  Nema 17  € 15.00 
Gewindestange  Stahl  M8 x 200 
Einschlagmuttern  Stahl  M8 
Hebel-Schalter     
Arduino Uno    € 2.80 
Netzteil  20V 2A  € 14.00 
Spannungregler   20V -> 5V  € 1.00 
Schrittmotordriver  Easydriver oder TB6560  €1.07 / €4.00 
LCD Bildschirm  2x16 Zeichen  € 1.50 

Benötigtes Werkzeug

  • Akku-Schrauber
  • Tischkreissäge
  • Stichsäge
  • Lötkolben

1 Konstruieren und Zeichnen

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Konstruieren und Zeichnen
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Als erstes habe ich mir, inspiriert von den vielen Jigs die im Internet existieren, mein Model in Sketchup gezeichnet.
Wenn jemand Interesse an meiner Konstruktion hat, lasst es mich wissen.

2 Die Einzelteile

Die Einzelteile
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Als nächstes habe ich dann die verschiedenen Bretter (alles Restholz aus meiner Restekiste) aus 18mm und 16 mm Sperrholz mit der Tischkreissäge zurechtgesägt, nur gerade Schnitte, nichts Besonderes, auf Winkligkeit und Genauigkeit achten

3 Zusammenbau

Zusammenbau
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Danach nach Zeichnung zusammengebaut. Auch hier nichts Spezielles, einfach nur zusammensetzen und verschrauben. Auch hier auf Genauigkeit und Winkligkeit achten (besonders beim Schieber und den Führungen), aber sonst geht's wie von selbst.
Kritisch ist die Positionierung und Ausrichtung der Lager zum Motor und zur Gewindestange. Wenn es hier nicht fluchtet, hat's der Motor schwerer beim Verschieben des Schiebers und klemmt eventuell.

4 Die Mechanik

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Der Motor, die Achse und das rechte Lager
1/4 Der Motor, die Achse und das rechte Lager
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Das Verfahren des Schiebers wird über den Schrittmotor und die Gewindestange gesteuert. Die Gewindestange ist links und rechts mit Lagern geführt. Ich habe mich für eine M8-Gewindestange statt einer geschliffenen Spindel entschieden, da die geschliffenen Spindeln sehr viel teuer sind, und ich die Genauigkeit dieser hier nicht benötige. Ich habe eine Edelstahl Gewindestange (M8) genommen, die etwas gleichmäßiger geschnitten sind als die einfachen aus Baustahl. Die Drehbewegung von der Gewindestange wird über eine einfache Einschlagmutter im Block unter dem Schieber an diesen übertragen. Das Spiel zwischen Gewindestange und Mutter („toter Gang“) ist in diesem Falle irrelevant, da die Positionierungen, bei denen es auf Genauigkeit ankommt, immer in der gleichen Drehrichtung erfolgen. Der tote Gang hat nur einen Einfluss bei den Freischnitten, und da kommt es nicht auf einen halben mm an. D.h. es werden erst die beiden Außenkanten einer Nut geschnitten, und dann zurückgedreht, um die Nut dazwischen freizuschneiden.
Die Vorrichtung selber nutzt den Schiebetisch der PTS10 um die Sägebewegung zu machen. Ich habe ein 10 mm Loch in dem Schiebeschlitten der PTS genutzt, um die Vorrichtung zu positionieren. In die Grundplatte der Vorrichtung habe ich ein Stück Kupferrohr (Durchmesser 10mm) eingesetzt, welches in das Loch des Schiebeschlittens gesteckt wird. Des weiteren habe ich ein kurzes Stück Hartholz unter die Vorrichtung geklebt, das in eine Nute kommt. Damit ist die Vorrichtung positioniert

5 Die Steuerung

Die Steuerung
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Die Steuerung ist eigentlich ganz simpel: Der Arduino Uno wird mit dem LCD Bildschirm (2x16 Zeichen) verbunden, die zwei LED's, die drei Taster und die drei Hebelschalter ebenso. Der Schrittmotor wird über einen Schrittmotordriver (z.B. EasyDriver (€1.07 bei Ebay), oder einen TB 6560 Driver (ca. € 4.00)) mit dem Arduino verbunden. Stromversorgung erfolgt über ein altes Laptop Netzteil (20V 2A). Die 20V gehen direkt an die Schrittmotorkarte. Für den Arduino werden die 20V über ein Spannungsreglermodul (z.B. LM2596) auf ca.7V runtergeregelt und in Vin eingespeist.

6 Programmieren

Programmieren
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Jetzt ging es ans Programmieren des Arduino. Die Bedienung sollte über Drucktaster und mit einem LCD Bildschirm erfolgen, und möglichst universell sein, deswegen habe ich eine Menüstruktur geschrieben, durch die man sich entsprechend durcharbeitet. Es gibt im Moment zwei Methoden die Zinken zu schneiden, sowie Konfigurationspunkte:
- Finger 1: Eingabe von Brettbreite, Zinkenbreite, Nutbreite, minimale Breite der seitlichen Zinken. Der Arduino rechnet dann die entsprechende Konfiguration aus und verfährt den Schieber.

- Finger 2: Eingabe von Brettbreite und Brettdicke. Der Arduino rechnet dann die Standardverteilung aus. (Formel: Holzbreite / Holzstärke = Anzahl der Teile). Man kann dann noch die Anzahl der Teile vergrößern oder verringern. Dann wird die Form ausgewählt, also ob █▀█▀█▀█ oder ▀█▀█▀█▀ geschnitten werden soll. Und dann geht's los

- Tisch verfahren: Den Schlitten mit den Tasten nach links oder rechts verfahren

- Nullpunkt setzen: Den Schlitten auf die Sägeblattkante positionieren, damit das System weiß, wo es sich befindet (Muss nur nach dem Sägeblattwechsel neu gemacht werden)

- Homing: Den Schlittennullpunkt anfahren. Muss bei Systemstart einmal ausgeführt werden, oder wenn der Schrittmotor Schritte "verloren" hat

- Konfigurieren: Einstellen von Sägeblattdicke, Überlappung (der einzelnen Freischnitte), Korrekturfaktor (wenn die Zinken zu locker oder zu fest sind, kann hier korrigiert werden), Home Offset (Distanz zwischen Home und Sägeblattnullpunkt-wird eigentlich über den Menüpunkt „Nullpunkt setzen“ eingestellt, kann aber auch „von Hand“ eingegeben werden.)

7 Los geht's

Los geht's
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Nach dem Einschalten meldet sich das System mit der Versionsnummer, und springt dann in die „Homing“ Routine. Beim Homing fährt der Schlitten nach rechts und „sucht“ den Endschalter. Damit weiß das System nun, wo sich der Schlitten befindet.
Wenn man jetzt z.B. „Finger 2“ auswählt, müssen noch die Maße der Bretter eingegeben werden:
Als Erstes werden jetzt die Breite und die Dicke des Bretts gemessen. Diese Werte müssen dem System mitgeteilt werden. Am besten mit einem Messschieber messen, die Eingabe sollte so genau wie möglich erfolgen. Das System akzeptiert bei der Breite und Dicke zehntel Millimeter. (Das ist die Anzeigeauflösung, bitte träumt nicht, dass dies tatsächlich die Genauigkeit vom System ist ;-) ). Dann wird das Brett (oder die Bretter) in die Vorrichtung eingespannt, mit der Referenzkante gegen den Anschlag und mit den Feststellmuttern festgezogen.
Dann werden die gemessenen Werte (Breite und Dicke) eingegeben. Danach schlägt das System die Konfiguration der Fingerzinken vor: Anzahl der Teile (ein Teil ist eine Nut oder ein Zinken, muss immer eine ungerade Zahl sein) sowie die Breite der Zinken bzw. Nuten. Die angewandte Formel ist:
Holzbreite / Holzstärke = Anzahl der Teile. Es muss immer eine ungerade Zahl sein, also wird entsprechend auf bzw. abgerundet.
Die Teilbreite soll immer kleiner sein als die Materialdicke, ist dies nicht der Fall, wird die Teilezahl um 2 erhöht.
Über die Tasten „UP“ und „DOWN“ kann die Anzahl der Teile nach Wunsch erhöht bzw. verringert werden.
Mit „Ok“ wird die Auswahl übernommen.
Dann muss die Form, die gesägt werden soll, ausgewählt werden (█▀█▀█▀█ oder ▀█▀█▀█▀). Für eine Passung benötigt man immer beide Formen, die ineinander gesteckt werden. Es wird also erst eine Form geschnitten und dann die andere, und hoffentlich passt es danach zusammen. Wenn nicht, muss der Korrekturfaktor in dem Konfigurationsmenü angepasst werden.

59 Kommentare

zu „Fingerzinkenvorrichtung motorisiert“

Das ist ja schon "Oberliga" gefällt mir. 5D

Gruß Jürgen
2017-12-09 16:54:25

Alter Schwede, auf was ihr nicht alles kommt! Aber mal ehrlich, der Absatz
"Die Steuerung ist eigentlich ganz simpel..." - naja, ich verstehe mal nichts! Aber 5Daumen!
2017-12-09 17:02:27

Mein lieber Freund ist das genial!!!!
Gibt es vielleicht noch ein Video von der Funktion ?
KLasse Projekt super gebaut und sauber beschrieben!
2017-12-09 17:10:20

Wahnsinn wast du da auf die Beine gestellt hast.
2017-12-09 17:31:37

Danke für die Blumen.
@ el_gringo: Ja ich habe zwei kleine Videos gemacht, bin aber anscheined zu blöd um sie hier einzustellen. Kann mir da jemand helfen?
Danke.
2017-12-09 17:58:54

So habe es jetzt geschafft: Ich habe zwei Videos angefügt, die im Ansatz zeigen, wie die Vorrichtung funktioniert. Zu finden in der Projektbeschreibung (ich hoffe leichter zu finden als die Nikoläuse ....)
2017-12-09 18:50:59

Tolle Entwicklung! Würde sich bei den 2 Zinkenverbindungen pro Jahrzehnt die ich mache wohl nicht rentieren.
2017-12-09 18:56:36

Dann bist du mir schon voraus: ich habe in den letzten 5 Jahrzehnten genau 2 Zinkenverbidungen gemacht, aber das wird sich jetzt ändern, es kommen überall Zinken dran! Du weisst ja: "Wenn das einzige Werkzeug was du hast, ein Hammer ist, sieht alles wie ein Nagel aus".
2017-12-09 19:08:30

LOL, dann geht es Dir hoffentlich nicht wie mir. Dachte daß ich das unbedingt brauche und habe mir die Vorrichtung nach "The Woodfather" gebaut. Das funktioniert echt gut und schnell aber außer ein paar Mustern habe ich damit noch nie was gebaut und auf die neue TKS habe ich es immer noch nicht angepaßt. Aber wie sicher auch bei Dir hat der Bau sehr viel Spaß gemacht.......
2017-12-09 20:54:44

Super gemacht.
2017-12-09 21:52:32

Wow, tolles Teil. Schade das ich für so was zu dusselig bin.
2017-12-09 21:53:29

Das geht ja schon in den Profi bereich Klasse
2017-12-09 22:03:07

Champions League. Da sieht man mal, was man alles machen kann, wenn man kann...5D
2017-12-09 22:30:02

Schwierigkeitsangabe: Mittel. ....was wohl die Untertreibung des Quartals ist! Spätestens bei dem Elektrogedöns habe ich mich gefühlt wie ein Neandertaler im Applestore. Was für ein Aufwand für "ein paar" Zinken. Das werde ich niemals nachbauen, mir reicht es schon meine Unzulänglichkeiten beim dem Versuch, alles zu verstehen, zu erkennen.
Solche Projekte werden von mir mit 5 Daumen und strafverschärfender Stimme geahndet.
Fantastisch!!!
2017-12-10 00:02:24

Nachtrag: ...und es war mir eine Ehre, Dir als erster meine Stimme geben zu dürfen.
2017-12-10 00:04:03

Wow, erst einmal Gratulation zu deinem ersten Projekt. Und dann gelich so ein Hammerprojekt. Ich bin voll begeistert.
2017-12-10 00:26:52

Einen ganz grossen Dank für die tollen Kommentaren, und natürlich im Besonderen auch für die Stimmen (auch wenn ich gestehen muss, dass ich erst in der Hilfe nachlesen musste, was es mit den Stimmen auf sich hat).
Gibt mir Ansporn noch aktiver hier zu agieren, und nicht nur stumm mitzulesen.

Na klar ist der Aufwand in keinem Verhältnis zum Ergebnis (ausser man will in die industrielle Fertigung von Fingerzinken einsteigen) aber wie bei den meisten Projekten die ich mache, ist der Weg das Ziel: ich will Spass und Freude am Basteln haben und mich freuen, wenn ich mal wieder ein Problem gelöst habe.
2017-12-10 10:43:04

Klasse Projekt und Beschreibung 5D und meine Stimme dafür
2017-12-10 11:26:17

Boah. das nenn ich mal ein perfektes Projekt! Auch weil ich so etwas nicht hinbekomme oder nicht nachbauen werde, meinen Respekt für dieses Funktionsteil. 5D- mehr geht nicht.
2017-12-10 13:11:49

Verführerisches Projekt!!!

Zum Nachbau würde noch der Quelltext fehlen, oder hab ich den übersehen?
2017-12-10 15:43:26

Wow! Gigantomanisch! Mehr kann man nicht sagen.
Von mir natürlich auch glatte fünf Daumen!
2017-12-10 16:22:17

Richtig tolles Hammerprojekt. Ein motorisierter Box Joint Jig. Etwas Ähnliches habe ich auf Matthias Wandel's Seiten gesehen. Meinen Respekt, das muss man erstmal machen.
LG Holzpaul, der mit dem Holz tanzt
2017-12-10 16:30:28

Was möglicherweise noch mehr zählt als der eigentliche Nutzen, den man am Ende davon hat, ist die Herausforderung, es realisiert zu bekommen und es dann auch noch funktionieren zu sehen.
Klasse Projekt!
2017-12-10 19:18:18

ich ziehe meinen(nicht vorhandenen )Hut vor Dir.Ich habe auch oft verrückte Ideen.Aber bei der Elektronik muss ich passen.Hammerprojekt .5D
2017-12-10 19:20:06

Genial, das schaffen nur Heimwerker, weil Heimwerker halt Heimwerker sind und keine Herausforderung scheuen.
Klasse gemacht, beschrieben und hier eingestellt.
Respekt mit 5 Daumen
2017-12-10 20:25:25

seeeeeeehr cooool 5D
2017-12-10 21:39:55

Ich bin von den Socken!
Das ist ja der Hammer. Wenn Dein erstes Projekt schon so toll ist, wie werden dann die nächsten Projekte werden. Wenn ich mehr Fingerzingen brauche würde ich mir ein Angebot von Dir machen lassen. Die Elektronik ist mir auch zu hoch!
Schön zu wissen wer es kann!
5 Daumen was sonst, und meine Stimme kommt auch gleich dazu.
2017-12-10 21:47:18

Kompliment. Sieht sehr gut aus. Fünf Daumen von mir.
2017-12-11 07:31:41

Das ist wieder einmal der Hammer 5d
2017-12-11 08:58:46

@ Kohlkopf und alle anderen: bei Interesse an dem Quellcode oder den Sketchup-skizzen schickt mir einfach ne Message, mit eurer email Adresse, ich schicke sie Euch dann zu.
(Kann aber ein paar Tage dauern, da ich gerade beruflich unter Druck stehe, und da auch noch einige Herausforderungen vor mir habe....

@Holzpaul: ja, den Jig von Matthias Wandel habe ich auch gesehen, und habe mich von einigen Punkten inspirieren lassen.
2017-12-11 09:19:35

Alter Schwede, das ist ja mal was. Hab die Stellmotoren und die Steuerung auch schon länger unter Beobachtung um mir für die OF eine kleine CNC-Fräse zu bauen. Hab mich nur nie daran gewagt dies umzusetzen, da ich genau vor der Programmierung Angst habe. Wenn ich mich gedanklich dazu durchgerungen habe, könnte ich dich ja um ein paar Tipps bitten!
Erste Sahne was du da gebaut hast. Darauf muss man erst mal kommen. 5 Stellmotoren und eine Stimme sind dir dafür sicher!
2017-12-11 09:55:52

Respekt, tolle Arbeit.
2017-12-11 12:44:09

Es ist alles bereits gesagt worden, daher nur 5 D und meine Stimme.
2017-12-11 12:45:19

Hammer! Das nenne ich mal ein Projekt... da kommen meine simplen Basteleien nicht mit! 5D
2017-12-11 17:34:27

Was es so gibt, Hammer
2017-12-11 18:19:59

5D hoch !
Sehr schön und detailliert beschrieben - vielen Dank dafür !
2017-12-11 21:50:02

Ein wirklich erstklassiges Projekt - klares Projekt des Monats für mich, 5D
2017-12-12 16:56:17

Ein wirklich erstklassiges Projekt - klares Projekt des Monats für mich, 5D + Stimme
2017-12-12 16:57:28

Große Klasse, da bekommt man Lust auf Nachbauen. Hast du den Arduino-Code selbst geschrieben und irgendwo veröffentlicht oder einen vorhandenen modifiziert? Würde das nachbauen erheblich vereinfachen.

5 Daumen
2017-12-12 23:40:31

Hallo Stulli,

den Arduino Code habe ich selbstgeschrieben, ist einfacher als sich in die Gedankengänge anderer reinzuversetzen und dann anzupassen.
Ich werde in den nächsten Tagen mal schauen, wie ich den Code und die Sketchup Skizzen veröffentlichen kann. Wenn jemand einen Tipp für mich hat wie ich das am einfachsten hinkriege, immer her damit.
2017-12-13 10:52:46

Alter Verwalter, ein Hammer Projekt. Stückliste, Beschreibung, Video nur vom feinsten.
2017-12-13 18:50:52

Hab's jetzt bei Github hochgeladen. Bei Interesse könnt ihr es Euch mit den Sketchupdateien runterladen:

https://github.com/frenchi38/Fi ngerzinken-Jig

Viel Spass
2017-12-13 19:32:58

Sorry für die Wortwahl, aber das ist echt krasse Scheiße. Das ist übrigens positiv gemeint und ein Lob. Ich würde dir 10 Daumen geben, es gehen aber nur 5.
Grüße Hoppel
2017-12-14 08:43:45

Super gemacht. Und darüber hinaus auch noch super hier eingestellt.
Kann nur 5 Daumen geben...
2017-12-15 12:18:41

das ist der Oberhammer
2017-12-19 14:45:16

5 Daumen!
2017-12-20 07:48:00

Ich bin schwer beeindruckt... Absoluter Hammer und definitiv Oberklasse! 5D
2017-12-20 21:31:01

Alter Vater - was für ein Projekt und Umsetzung. Chapeau !.
Das häng ich mir gleich in meine ToDo-Liste ... 5Ds!
2017-12-20 21:57:02

Wow... da fällt mir nix mehr zu ein!!! Einfach genial! 5 D auch von mir. Das nenne ich wirklich mal ein gelungenes Hilfsmittel. Wenn ich jetzt noch mich mit dieser Elektronik selber befassen könnte, ich bin da etwas unbeholfen, dann würde ich mir das auch glatt nachbauen! ;)
2017-12-21 10:59:05

Toll gebaut.
2017-12-24 20:55:15

Zuerst einmal herzlichen Glückwunsch zum ersten Projekt hier im Forum!
Ein Automat für Fingerzinken- das ist ja toll ! Ich bin begeistert !
Sehr, sehr interessante Anleitung!
Fünf Daumen von mir dafür !
2017-12-28 11:42:06

Hammer Projekt
super Umsetzung
geniale Idee

2017-12-30 21:32:30

Wie gei* ist das denn? Super!!!
2018-01-04 14:36:42

Neid,neid,neid...will auch haben. Super genial. RESPEKT!! 5D
2018-01-04 17:28:51

Ich dachte ich hätte dieses Projekt schon bewertet gehabt ... aber offensichtlich nicht.
Hole ich jetzt nach und vergebe 5D ... und wenn ich schonmal hier bin, bekommst Du auch meine Stimme. Das hast Du Dir mit diesem tollen Projekt verdinet.
Super geplant, gebaut und beschrieben. Und danke für das Bereitstellen der Pläne und des Codes. - Mit Arduino hatte ich zwar noch nicht so viel zu tun, der Nachbau Deines Projekts wäre aber bestimmt ein guter Einstieg.
2018-01-04 17:40:35

@kaosqlco: Danke für deine netten Worte und deine Stimme.
Mit dem Arduino habe ich vor 3 Jahren auch so angefangen: ein Projekt nachgebaut und dann immer weiterentwickelt. Wenn Du Hilfe dabei brauchst, melde Dich einfach mal bei mir.
2018-01-05 08:44:54

Das ist ein Hammer Projekt. Für den Nachbau fehlt mir das Wissen und vor allem die dazu passende Tischkreissäge. Die Säge steht noch auf der Wunschliste nur das Model steht noch nicht fest.
2018-01-05 19:27:12

Tiefe Verneigung und meine Stimme noch dazu. Und an alle anderen, die sich die Frage stellen, warum man so etwas macht....: " Weil's geht." ;) Fette 5 Zinken
2018-01-18 18:01:45

das ist schon gehobener schwierigkeitsgrad. 5D
2018-01-18 20:14:33

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