CN101824959A - 用于可移动窗遮盖物的电力驱动装置 - Google Patents

用于可移动窗遮盖物的电力驱动装置 Download PDF

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Abstract

用于可移动的窗遮盖物和/或屏幕、雨蓬、卷帘门、卷帘百叶窗的电力驱动装置，包括机械子装置，所述机械子装置包括至少一个电机(44c)，第一输出轴(53c)和至少一个固定支架(40c)。所述子装置通过至少第一主要的可旋转弹性接头装置(52c)弹性连接到第一输出轴上，并且通过第二主要的非旋转弹性接头装置(62c)弹性连接到容纳该子装置的非旋转管(59)上，该管连接到固定支架上并且引导第一输出轴。

Description

用于可移动窗遮盖物的电力驱动装置
本申请是中国专利申请No.200580008278.2(申请日：2005年3月15日；发明名称：用于可移动窗遮盖物的电力驱动装置)的分案申请。
技术领域
本发明总体上涉及电动的窗遮盖物。
背景技术
本发明的受让人已经提供了几套系统，其用于在手持式远程控制装置或其他控制装置的控制下使窗遮盖物下降或上升，或者使窗遮盖物的板条在打开和关闭位置之间移动。这些系统包括通过齿轮连接到窗遮盖物致动装置上的电机。当电机响应于用户控制信号通电时，致动装置使窗遮盖物移动。
如此处所理解的，人们希望使该系统在运转期间所发出的噪音减小到最低。如此处进一步理解的，大部分噪音是由于头部导轨的振动造成的，所述振动由位于该头部导轨内的电机振动所引起。
从专利US 5,671,387中获知一种电力驱动装置。该装置包括电机和齿轮系组件，所述组件经弹性接头装置连接至可旋转卷绕管及固定支架上。这种装置不能实现良好的噪声衰减。
本发明的目的在于提供一种装置，其克服上述缺陷并且提供了对现有技术中已知装置的改进。特别地，本发明使装置在电机通电时发出的噪音减小到最低。本发明还涉及一种包括这种装置的动力组件。
发明内容
该目标利用一种用于可移动的窗遮盖物的电动驱动装置实现，包括：包括至少一个电机的机械子装置；第一输出轴；至少一个固定支架；其中所述子装置通过至少第一主要的可旋转弹性接头装置弹性连接到第一输出轴，并且通过第二主要的非旋转弹性接头装置弹性连接到容纳该子装置的非旋转管上，该管连接到固定支架上并且引导第一输出轴。
优选地，所述子装置包括一个齿轮。
优选地，所述第一输出轴可连接到一可旋转管和一杆中的至少一个上。
优选地，所述子装置的重量至少部分地分配在第一和第二主要的弹性接头装置之间。
优选地，所述第一输出轴经由轴承连接到所述管上。
优选地，所述管为圆筒形。
优选地，所述第一输出轴经由至少第一辅助弹性接头装置弹性连接到第二输出轴上。
优选地，容纳子装置的所述管经由至少第二辅助弹性接头装置弹性连接到固定支架上。
优选地，所述子装置包括用于控制电机电源的装置。
优选地，所述弹性接头装置中的至少一个包括至少设置有槽的管。
优选地，所述弹性接头装置中的至少一个为耗能型。
优选地，所述弹性接头装置中的至少一个包括粘弹性材料。
优选地，所述弹性接头装置中的至少一个为各向异性。
优选地，所述弹性接头装置中的至少一个为螺旋弹簧。
优选地，所述弹性接头装置至少包括支座以限制所述子装置相对于固定支架的位移。
优选地，所述可移动的窗遮盖物是屏幕、雨蓬、卷帘门、卷帘百叶窗。
根据本发明的动力组件，包括上述电力驱动装置，所述装置连接到可移动对象上。
优选地，所述子装置的轴线水平定位。
优选地，所述可移动对象为窗遮盖物。
优选地，所述窗遮盖物是遮阳屏幕、投影屏、雨蓬或卷帘百叶窗。
动力组件包括诸如窗遮盖物的对象，和优选地由电池提供能量的电机，所述对象可以在打开结构和关闭结构之间移动，并且所述电机通过齿轮系连接到致动器上以使所述对象在电机通电时移动。对于需要更多电能的应用来说，该电机可以由交流电网提供电能。至少一个消音接头插入到齿轮系和致动器之间以将齿轮系的旋转运动连接至致动器，或者设置在电机和固定的头部导轨支架之间以将电机连接至支架。
所述消音接头可以为金属或塑料的圆筒，所述圆筒具有形成在其中的槽，使得它围绕其纵轴为柔性的，但是围绕其纵轴在扭矩影响下基本上为抗扭转的。
消音接头可以为可旋转的消音接头，其将齿轮系连接至致动器适配器，并且该组件还可以包括至少一个非旋转的消音接头，其将电机连接至头部导轨支架。该非旋转的消音接头可以围绕可旋转的消音接头，或者电机可以插入到非旋转的消音接头和可旋转的消音接头之间。另外，辅助的可旋转消音接头可以插入到可旋转消音接头和致动器之间，并且与可旋转消音接头一起旋转。
在一个优选的非限制实施例中，金属管可以定位在头部导轨内并且围绕电机和齿轮系，但不围绕辅助的可旋转消音接头。在该实施例中，辅助的非旋转消音接头可以插入到头部导轨支架和电机之间。
在另一个方面，用于窗遮盖物的驱动组件包括电动驱动结构，所述窗遮盖物包括位于头部导轨中的致动器，所述驱动结构可连接到致动器上以使窗遮盖物在驱动结构通电时移动。至少一个消音接头与该驱动结构接合，并且可连接到致动器上以将驱动结构与致动器相连，同时抑制从驱动结构向头部导轨的振动传递，和/或连接到头部导轨支架上以使驱动结构与头部导轨接合。
在另一个方面，用于窗遮盖物的驱动组件包括电动驱动结构，所述窗遮盖物包括位于头部导轨中的致动器，所述驱动结构可连接到致动器上以使窗遮盖物在该驱动结构通电时移动。装置将该驱动结构连接到致动器上和/或头部导轨上，同时抑制振动从该驱动结构向头部导轨的传递。
本发明有关其结构和操作的细节可以参照附图获得最佳理解，其中同样的标号表示同样的部件。
附图说明
图1为窗遮盖物的致动器在一个预期环境中的透视图，并且部分头部导轨被剖开；
图2为内悬挂电机的第一实施例的侧视图，并且出于清楚的目的将固定管的一部分剖开，所述固定管确定了一种非旋转消音接头；
图3为一个优选的非限制消音接头的等角视图；
图4为没有头部导轨的内悬挂电机的第二实施例的侧视图，并且钢管和第一非旋转消音接头的侧面出于清楚的目的被去除；
图5为包括头部导轨的内悬挂电机的第三实施例的侧视图，并且钢管和头部导轨的侧面出于清楚的目的被去除；
图6为内悬挂电机的第四实施例的侧视图；以及
图7为包括在一屏幕中的系统的侧视图。
具体实施方式
先参照图1，其显示了通常由10表示的电动窗遮盖物，所述电动窗遮盖物包括致动器12，例如窗遮盖物14的可旋转斜杆齿轮或斜管轮，所述窗遮盖物例如但不限于具有可上升(通过卷起)和可下降(通过落下，或展开)的遮光物16的遮光物组件。如图所示，致动器12利用挡块18可旋转地安装在窗遮盖物14的上部空心外壳中，所述上部空心外壳例如但不限于头部导轨20。
尽管图中显示了卷起的遮光物，但是应当理解，此处的原理可应用于通过电机移动的各种窗遮盖物及其他对象。
例如，本发明应用于可上升和可下降的折叠遮光物和格状遮光物(cellular shade)以及投影仪屏幕，安全屏幕(security screen)，雨蓬，卷帘门等，它们可以从上部封闭的空心腔室上升和下降。此外，本发明还可以应用于例如水平百叶窗中的斜板条系统。因此，举例来说，杆12可以为遮光物、雨蓬或投影仪屏幕的卷起杆，或者水平(或竖直)百叶窗的斜杆，或其他类似的操作器。因此还应该理解，本发明的原理应用于各种窗遮盖物及其他对象，其包括但不限于：竖直百叶窗，折起的折叠遮光物，卷起的遮光物，格状遮光物，天窗盖等。在此引入作为参考的美国专利No.6,433,498中公开了这种遮光物的动力类型。
在所示非限定的示意性实施例中，窗遮盖物14安装在窗框22上以覆盖窗24，并且杆12可围绕其纵轴旋转。杆12可以与用户可操纵杆(未显示)接合。当杆12围绕其纵轴旋转时，遮光物16在打开结构和闭合结构之间上升或下降。
图1显示出电动窗遮盖物10可以包括用于接收用户命令信号的控制信号接收器，优选地为信号传感器26。优选地，用户命令信号由手持式用户命令信号发生器28产生，所述手持式控制信号发生器可以为红外线(IR)远程控制装置或射频(RF)远程控制装置。或者，用户命令信号可以由本领域公知的任何其他通讯装置产生，诸如由可操作的手动开关29产生。用户控制信号可以包括打开、关闭、上升、下降等。
电子电路板30可以定位于头部导轨20中并且可以例如通过螺钉(未显示)或其他公知的方法紧固到头部导轨20上。优选的电子电路板30包括用于处理控制信号的微处理器。
图1还显示出通常以34表示的消音电机和齿轮系组件设置在头部导轨20中，所述头部导轨用于容纳最好是小型轻便的交流或直流电动机，所述电动机连接到齿轮系上，如下文更加充分阐述的。消音电机及齿轮系组件34与致动器12接合，使得致动器12在下文所述的电机通电时旋转。组件34可以安装到位于头部导轨中的电路板30或其他适当位置上。可以将组件34看作产生一种机械子装置。
应当理解，位于消音电机和齿轮系组件34内部的下文所述的电机电连接到电路板30上。为了给电机供电，一或多个(图1中显示为4个)主直流电池36，例如AA碱性电池或锂电池，可以安装在头部导轨20中并且连接至电路板30。优选地，电池36是用于电机的唯一电源，尽管本发明还可应用于由公共交流电网供电的动力遮光物和其他对象。
如上文引用的美国专利所述，用户可以操纵信号发生器28产生信号，所述信号由信号传感器26检测并且发送至电路板30中的信号处理电路。继而，电池34和电机之间的电路闭合以使电机通电，并且使窗遮盖物根据信号发生器28产生的信号在电子电路板30上的处理器控制下打开或关闭。
现在参照图2中的非限定的示意性实施例，可以看到组件34的一个优选的非限定实施例。如图所示，空心的塑料或金属管38在其端部固定连接到支柱或支架40上，应当理解，支架40固定在图1所示头部导轨20的内部。管38形成有多个槽42以根据下文进一步阐明的原理制成非旋转消音接头。
如图2所示，优选地为12伏的直流电机44保持在管38中。应当理解，电机44通过例如电线46电连接到图1所示的电池36上，或对于大型应用来说，连接到电网上。由软氯丁橡胶或其他消音或减震材料制成的声支架(sound mount)48夹在电机44和管38之间以将电机外壳固定地保持在管中。而且，声塞(sound plug)49可以紧密设置在管30中并位于电机44和管38的端部之间，所述端部如图所示固定到头部导轨20上。
图2还显示出减速齿轮系外壳50位于管38中。减速齿轮系外壳50容纳有减速齿轮，所述减速齿轮连接到电机44上并且具有输出齿轮(未显示)，所述输出齿轮由于齿轮系所提供的啮合而以低于电机44转子的速度旋转。
根据本发明，可旋转的消音接头52如通过键固定、粘接或其他方法固定到容纳于齿轮系外壳50内的齿轮系的输出齿轮上。因此，可旋转消音接头52与输出齿轮一起旋转。在所显示的示例性非限定实施例中，可旋转消音接头52为塑料或金属制的空心圆筒形元件，所述接头形成有多个槽54以根据下文的原理吸收来自电机44的振动。
适配器56固定到可旋转消音接头52上，所述适配器配置为与图1所示的致动器12接合，使得电机44转子的旋转运动由齿轮系减速并且通过可旋转消音接头52和适配器56传递给致动器12。如图1所示，适配器56可以将致动器12接收于其中，在这种情况下，适配器56的内部通道成形为与致动器12的轮廓互补，或者当致动器12例如为卷起遮光物的可旋转管时，适配器56可以被接收在致动器12内部。或者，适配器56可以通过任何其他适当的方式与致动器12相接合。
如参照图2可理解的，电机44、齿轮系、接头52和致动器12可以彼此同轴地定位，并且当电动的窗遮盖物10如所希望地安装时，所述轴线为水平的。还应该理解，至少部分地由电机和齿轮系构成的机械子装置的重量可以至少部分地分配在两个消音接头(即两个弹性接头装置)之间。
在图3中可以看出可旋转消音接头52的一个实施例的细节，应当理解，同样的原理可以应用于由管38中的槽42构成的非旋转的消音接头上。参照图3可以看出，接头52可以为刚性的硬塑料圆筒，槽54在模制期间形成在该圆筒中，或者随后在接头52中切割或机加工出槽54。每个槽54完全延伸穿过接头52的圆筒形主体的壁，即如图所示，从接头的外表面穿过内表面。而且，如图所示，所述槽垂直于接头的轴线定位。
两个槽54优选地形成在接头的同一轴向位置处，彼此径向相对，并且成对槽中的每一个围绕接头的圆周延伸大约150度。因此，如从图3的等角视图中可理解的，成对的槽54由一对槽脊56隔开，并且与单对槽54相连的槽脊56与所述槽本身类似也以180度彼此相对。另外，在图3所示实施例中，连续的成对槽54(以及，每对连续的相连槽脊56)优选地以90度彼此径向错开。利用这个结构，本发明的消音接头围绕其纵轴具有一些柔性，但在围绕其纵轴的扭矩影响下基本上为抗扭转的。重要的是，本发明的消音接头吸收振动，以使振动从电机44向头部导轨20的传递减少到最低，并因此减少系统在运转期间发出的噪音。本发明的接头可看作弹性接头装置。
可以使用其他公知的弹性接头，当经受额定扭矩状态时甚至允许进行有限的扭转。例如，在额定扭矩下可以允许15到45度的扭转。这可以利用如螺旋弹簧的金属弹簧，或者利用粘弹性的接头实现。
图4显示了通常以34a表示的消音电机和齿轮系组件的另一个实施例，所述组件提供了两对消音接头以取代图2所示的单对接头。如图所示，图4中的消音电机和齿轮系组件34a包括连接到位于外壳50a中的齿轮系上的电机44a，并且输出齿轮连接到可旋转消音接头52a上。因此在图4中进一步描述的部件34a、44a、50a、52a在所有的主要方面与图2中所描述的相应的部件34、44、50、52相同，只是图4中显示的可旋转消音接头52a具有单螺旋形槽，如图所示，所述槽从接头52a的一端附近向接头52a的相对端附近围绕接头的外周连续延伸多圈。与图3所示的消音接头相似，图4所示的消音接头52a围绕其纵轴具有一些柔性，但是在围绕其纵轴的扭矩影响下基本上为抗扭转的。
与图2所示的消音电机和齿轮系组件34相比，在图4所示的组件34a中，电机44a、齿轮系外壳50a和可旋转消音接头52a设置在较重的、优选为金属的钢管或铁管58中以进一步降低系统操作的声音。非旋转管58的一端由声塞60堵住(除了电线以外)，并且第一非旋转消音接头62固定到管58的端部。而且，第一非旋转消音接头62固定到支架40a上，所述支架又固定到图1所示的头部导轨20的内部。
与图2所示的消音电机和齿轮系组件34进一步比较，在图4所示的组件34a中，可旋转消音接头52a为第一可旋转消音接头，并且它通过延伸穿过轴承66的轴64连接到第二可旋转消音接头68上。轴承66装在管58的与支架40a相对的端部中。第二可旋转消音接头68可以配置为与图2所示的可旋转消音接头52基本上相同，但是应当理解，如果需要的话，它可以具有类似于图4所示的第一可旋转接头52a的螺旋形凹槽。在任何情况下，第二可旋转消音接头68与适配器56a接合，所述适配器在所有的主要方面与图2所示的适配器56相同。图4所示实施例中的消音能力源于位于刚性结构内部的齿轮电机的内部悬挂，所述刚性结构主要包括非旋转管58。
根据图4所示的实施例，非旋转消音接头62为第一非旋转消音接头，并且第二非旋转消音接头70围绕第一可旋转消音接头52a并且与轴承66为邻接关系。因此，当电机44a通电时，第一可旋转消音接头52a在第二消音接头70内部旋转。第二消音接头70可以配置有如图3中的接头所示的单螺旋槽或多个槽。
在这个实施例的变形中，第二内部弹性接头70插入到电机壳体和刚性非旋转管58之间并且阻挡电机壳体的自由转动，允许围绕平衡位置进行小位移。在任何情况下，机械子装置的移动通过特定部件(例如，重管58)或通过外管/头部导轨限制，其避免了在安装期间由于撞击或大位移所造成的任何损坏。
图5显示了通常以34b表示的消音电机和齿轮系组件的第三实施例，所述组件与图4所示的组件34a类似，提供了两对消音接头以取代图2所示的单对接头。如图所示，图5中的消音电机和齿轮系组件34b包括连接到位于外壳50b中的齿轮系上的电机44b，并且输出齿轮连接到可旋转消音接头52b上。因此图5中进一步描述的部件34b、44b、50b、52b在所有主要方面与图2中所描述的相应的部件34、44、50、52相同，只是图5所示的可旋转消音接头52b可以具有所示的单螺旋形槽。
还与图4所示的组件34a类似，在图5的组件34b中，电机44b、齿轮系外壳50b和可旋转消音接头52b设置在较重的、优选地为钢或铁的非旋转管58b中，所述非旋转管具有被声塞60b堵住(除了电线以外)的一端并且具有固定到管58b的这一端上的第一非旋转消音接头62b。而且，第一非旋转消音接头62b固定到支架40b上，所述支架又固定到图1所示的头部导轨20的内部。此外，在图5所示的组件34b中，可旋转消音接头52b为第一可旋转消音接头，并且它通过延伸穿过轴承66b的轴64b连接到第二可旋转消音接头68b上。在任何情况下，第二可旋转消音接头68b与适配器56b接合，所述适配器在所有的主要方面与图2所示的适配器56相同。
由于非转动管58b的高刚度(刚性的)，内部弹性接头52b和70b都非常高效地使用。
到目前为止，图5所示的组件34b基本上与图4所示的组件相同。另外，当非旋转消音接头62b为第一非旋转消音接头时，第二非旋转消音接头70b设置在位于电机44b和第一非旋转消音接头62b之间的重管58b中，所述第一非旋转消音接头位于重管58b外部并且连接到所述重管的一端。因此，第一非旋转消音接头62b将重管58b连接到头部导轨20的支架40b上，而第二非旋转消音接头70b将电机44b连接到位于重管58b中的声塞60b上，给电机44b提供进一步的隔音。
图6显示了通常以34c表示的消音电机和齿轮系组件的第四实施例，所述组件仅提供单对内部消音接头以悬挂机械子装置，所述机械子装置包括位于刚性的非旋转管59内部的电机。如图所示，图6中的消音电机和齿轮系组件34c包括连接到位于外壳50c中的齿轮系上的电机44c，并且输出齿轮连接到可旋转消音接头52c上。继而，接头52c连接到输出杆或管轮或输出轴53c上。图6中迄今为止所描述的部件34c、44c、50c、52c在所有主要方面与图2中所描述的相应部件34、44、50、52相同。
而且在图6所示的组件34c中，电机44c和齿轮系外壳50c(而不是可旋转消音接头52c)设置在优选地为钢或铁的管58c中，所述管具有被声塞60c堵住(除电线以外)的一端并且具有连接到管58c的这一端上的第一非旋转消音接头62c。而且，第一非旋转消音接头62c固定到固定支架40c上，所述支架又固定到例如具有外部管状壳体59的部件的该壳体内部。
在一个非限定性的实施例中，管状壳体59可以为圆筒形以获得高刚度特性，并且它可以由钢或铁制成并且具有1-2毫米的壁厚。如果需要的话，轴承63可以连接在输出轴53c和管状壳体59之间。
图6所示的电力驱动装置随后由其外部壳体59保护。应当理解，在运输和安装期间受到撞击的情况下，该壳体59确立了用于被悬挂机械子装置移动的自然边界。即，图6所示的外部管状壳体59的优点在于管，并且更特别地为圆筒，本身具有高的刚度。包括电机和齿轮系的机械子装置悬挂在充当高刚度支撑构件且极为稳定的管内，从而在支撑构件本身不具有足够的质量和/或刚度时防止与谐振频率耦合，要不然该谐振频率将降低弹性接头的效率。相同的标记应用于图4中的非旋转刚性管58上，并且应用于图5中的非旋转刚性管58b上。
在这些图中，允许包括电机在内的子装置的弹性悬挂在管58或58b内的接头随后被认为是“主接头”。
另外，在一些非限定实施例中，在该组件包括可旋转管，所述可旋转管上卷绕屏幕、雨蓬乃至卷帘百叶窗时，可以实现明显的优点。
更具体地，参照图7，通常以34d表示的消音电机和齿轮系组件设置在可旋转管12d的内部。应当理解，组件34d包括电机和齿轮系组件，其通过一或多个上述接头悬挂在组件34d的外壳内部，例如，通过图6所示的组件34c/元件40c，或者通过带有图1所示的元件40的组件34可以形成带有电机头部和支架40d的组件34d。
如图所示，可旋转管12d在窗框22d的相对侧壁之间延伸。通过将固定支架(或等同地，电机头端)40d连接到第一支撑件73上使管12d可以安装到窗框22d上，并且所述第一支撑件又在窗框的顶部附近固定到窗框22d上。可选地，如果需要的话，轴承71可以直接安装在可旋转管12d和第一支撑件73之间，但是通常优选的是使该轴承充当电力驱动装置34d的一部分。而且，第二支撑件74设置在管12d内并且固定到窗框22d上，并且与第一支撑件73相对。支架40d由与管12d一起旋转的第一轴承71围绕，而第二支撑件74由同样与管12d一起旋转的第二轴承72围绕。当管12d转动时，轴承71、72分别跨装在支架/支撑件40d、74上。
如上所述，组件34d包括具有根据前述公开内容的输出轴的悬挂的(通过一或多个本发明的接头)电机和齿轮系组件，并且在所有的主要方面可以与图2所述的适配器56相同的适配器56d与组件34d的输出轴接合。轮75与适配器56d接合。根据图7的实施例，所述轮75还与可旋转管12d接合，使得管12d在组件34通电时旋转。
在图7所示的实施例中，轴承71、72和轮75优选地由硬质材料制成。如此处所考虑的，如果不将电机和齿轮系悬挂在组件34内部，无阻尼的固体轴承振动就会从组件34d的电机向可旋转管12d传播，所述可旋转管又会不希望地辐射该振动。以前解决该噪音问题的方案包括使用用于轴承71、72和轮75，乃至用于支撑件73、74的软质材料，但是如此处所理解的，使用软质材料不是最佳的，这是因为这些部件必须承受窗遮盖物的全部重量，并且弹性必须保持在相当低的水平。图7中本发明的非限定性优点在于只有包括电机和齿轮的机械子装置必须由弹性部件悬挂。因此，弹性接头的刚性可以大大降低，并且消音能力显著提高。

Claims (9)

1.一种用于可移动的窗遮盖物的驱动装置，包括：
包括至少一个电机(44a)的机械子装置；
输出轴(64)；
其中所述子装置通过至少第一主要的可旋转弹性接头装置(52a)弹性连接到输出轴，并且通过第二主要的非旋转弹性接头装置(70)弹性连接到容纳所述子装置的非旋转管(58)上，所述第二主要的非旋转弹性消音接头装置围绕第一主要的可旋转弹性消音接头装置。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述管连接到固定支架上。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中所述电机连接到齿轮系上。
4.如权利要求1或2所述的装置，其中所述输出轴延伸穿过装在所述管中的轴承(66)。
5.如权利要求1或2所述的装置，其中当所述电机通电时，所述第一主要的可旋转弹性接头装置在所述第二主要的非旋转弹性接头装置内部旋转。
6.如权利要求1或2所述的装置，其中所述第二主要的非旋转弹性接头装置配置有单螺旋槽或多个槽。
7.如权利要求1或2所述的装置，其中特定部件限制机械子装置的移动，避免了在安装期间由于撞击或大位移所造成的任何损坏。
8.如权利要求1或2所述的装置，其中所述管由钢制成。
9.如权利要求1或2所述的装置，其中所述可移动的窗遮盖物是屏幕、雨蓬、卷帘门、卷帘百叶窗。
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