DE102006027585B4 - Hinge-mounted safety device for automatic systems and machines - Google Patents
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Abstract
Scharnier versehene Sicherheitsvorrichtung für automatische Anlagen und Maschinen, Folgendes umfassend: – ein festes Element (4), das an einem festliegenden Teil (S) einer Maschine oder Anlage verankert werden kann, und das eine erste Achse (X) bestimmt; – zumindest ein bewegliches Element (2), das an einer Schutzplatte oder -tür (P) der Maschine oder Anlage verankert werden kann; – Scharniermittel (7), um das feste Element (4) und das zumindest eine bewegliche Element (2) um eine zweite Achse (W) drehbar zu verbinden; – zumindest einen festen elektrischen Kontakt (6'), der innerhalb des festen Elementes (4) angebracht ist und zumindest einen beweglichen elektrischen Kontakt (6) längs der ersten Achse (X), um das Öffnen und Schließen eines jeweiligen Stromkreises (5) zur Versorgung der Maschine oder Anlage zu bewirken; – Mittel (8) zur Umwandlung der Drehbewegung (w) des zumindest einen beweglichen Elementes (2) in eine Translationsbewegung (x) des beweglichen Kontaktes (6)...Hinged safety device for automatic systems and machines, comprising: - a fixed element (4) which can be anchored to a fixed part (S) of a machine or system and which defines a first axis (X); - At least one movable element (2) that can be anchored to a protective plate or door (P) of the machine or system; - Hinge means (7) for rotatably connecting the fixed element (4) and the at least one movable element (2) about a second axis (W); - At least one fixed electrical contact (6 ') which is mounted within the fixed element (4) and at least one movable electrical contact (6) along the first axis (X) in order to open and close a respective circuit (5) Effect supply to the machine or system; - Means (8) for converting the rotary movement (w) of the at least one movable element (2) into a translational movement (x) of the movable contact (6) ...
Description
Anwendungsgebietfield of use
Die vorliegende Erfindung findet im Bereich der elektrischen Sicherheitsvorrichtungen Anwendung und hat insbesondere eine mit Scharnier versehene Sicherheitsvorrichtung für automatische Anlagen und Maschinen des im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Typs zum Gegenstand.The present invention finds application in the field of electrical safety devices and more particularly relates to a hinged safety device for automatic equipment and machines of the type described in the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Es ist bekannt, dass automatische Anlagen und Arbeitsstätten, die mit gefährlichen bewegten Teilen ausgestattet sind oder bei denen gefährliche Stoffe, insbesondere irritierende Flüssigkeiten, zum Einsatz gelangen, geeigneter Schutzeinrichtungen bedürfen, um zu verhindern, dass die an den verschiedenen Stellungen der Arbeitsanlage zuständigen Bediener sogar schwerwiegende Schäden erleiden.It is well-known that automatic installations and workplaces equipped with dangerous moving parts or using dangerous substances, in particular irritating liquids, require suitable protective devices to prevent the operators responsible for the different positions of the workstation from even having to do so suffer serious damage.
Zu diesen Zwecken verfügen die Anlagen über längs des eigenen Umfangs angeordnete Schutzplatten, die eine Barriere zwischen den Bedienern und den gefährlichen Komponenten bilden, und dadurch werden zufällige Berührungen mit bewegten Teilen oder gefährlichen Stoffen verhindert. Die Platten sind mit geeigneten Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet, die die gesamte Anlage und/oder den bestimmten Abschnitt zum Stillstand bringen, falls sie zufällig oder gewollt von einem Bediener, der Instandsetzungs- oder Eichungsvorgänge der verschiedenen Komponenten eines oder mehrerer Teile der Arbeitsanlage durchführen muss, geöffnet werden. Diese Vorrichtungen bestehen aus Sicherheitsschaltern, die auf dem Gestell der Schutzeinrichtung angebracht sind oder auf den Scharnieren, mit denen die Verbindung zwischen der Platte und dem Gestell der Maschine hergestellt wird, eingebaut sind. Im letzten Falle können sich ferner die Schalter innerhalb des Scharniers befinden oder auf dem Befestigungszapfen des Scharniers am Tragrahmen der Struktur angebracht sein.For these purposes, the installations have protection plates arranged along their own circumference, which provide a barrier between the operators and the hazardous components, thereby preventing accidental contact with moving parts or hazardous substances. The panels are provided with appropriate safety devices which will bring the whole system and / or the particular section to a standstill if accidentally or intentionally opened by an operator having to carry out repair or calibration operations of the various components of one or more parts of the worksite , These devices consist of safety switches which are mounted on the frame of the protective device or are mounted on the hinges with which the connection between the plate and the frame of the machine is made. In the latter case, furthermore, the switches may be located inside the hinge or mounted on the mounting post of the hinge on the support frame of the structure.
Die direkt auf der Schutzeinrichtung angebrachten Schalter machen von einem Betätiger Gebrauch, der während des Öffnens und Schließens der Schutzeinrichtung mit den elektrischen Kontakten in Wechselwirkung steht und dabei in einen dafür vorgesehenen Spalt, der auf dem Gehäuse des Schalters ausgebildet ist, einrückt und ausrückt. Diesen Bewegungen entsprechen das Öffnen und Schließen der elektrischen Kontakte und, folglich, das Ein- und Ausschalten der Anlage an einem vorbestimmten Eingriffspunkt, dem ein Mindestöffnungswinkel der Platte entspricht.The switches mounted directly on the protector make use of an actuator which interacts with the electrical contacts during the opening and closing of the protector, thereby engaging and disengaging into a gap provided thereon, which is formed on the housing of the switch. These movements correspond to the opening and closing of the electrical contacts and, consequently, the switching on and off of the system at a predetermined point of engagement, which corresponds to a minimum opening angle of the plate.
Diese bekannten Lösungen weisen allerdings zweifellos den Nachteil auf, sowohl bei der Installation als auch während der Benutzung der Anlage genauer Einstellungen zu bedürfen. Diese Vorrichtungen sind nämlich gegen die durch die fortwährende Öffnungs- und Schließbewegung der Platten bedingte Abnutzung äußerst empfindlich, wodurch eine Versetzung des Betätigers im Verhältnis zum Schlitz erfolgt. Außerdem neigt der Eingangsschlitz des Betätigers zu leichter Verunreinigung, also sind diese Lösungen für die Anwendung auf Lebensmittelanlagen ungeeignet.However, these known solutions undoubtedly have the disadvantage of requiring more accurate settings both during installation and during use of the system. Namely, these devices are extremely sensitive to the wear caused by the continuous opening and closing movement of the plates, whereby displacement of the actuator relative to the slot occurs. In addition, the entrance slot of the actuator tends to be slightly contaminated, so these solutions are unsuitable for use on food processing equipment.
Alternative Lösungen, bei denen sich die Schalter außerhalb des Scharniers befinden, setzen den Zapfen des Scharniers als Betätiger ein, auf dem der Schalter angebracht wird. Es wird also die Rotation des Zapfens ausgenutzt, um die Öffnung der Kontakte und demzufolge den Stillstand der Anlage zu bewirkenAlternative solutions where the switches are out of hinge use the pivot of the hinge as the actuator on which the switch is mounted. It is thus exploited the rotation of the pin to cause the opening of the contacts and consequently the stoppage of the plant
Der Nachteil dieser Lösungen besteht jedoch darin, dass die derart hergestellten Sicherheitsscharniere eine komplexe Installation aufweisen und den Ersatz oder die Änderung des Zapfens des vorher bestehenden Scharniers fordern. Daher sind notwendigerweise die Einbauzeiten lang und die Einbaukosten hoch. Ferner lösen sie nicht das Problem, dass die interne Einstellung der Kontakte trotzdem erforderlich ist, um den Eingriffspunkt der Vorrichtung zu ermitteln.The disadvantage of these solutions, however, is that the safety hinges thus produced have a complex installation and require the replacement or modification of the pin of the previously existing hinge. Therefore, the installation times are necessarily long and the installation costs high. Furthermore, they do not solve the problem that the internal adjustment of the contacts is still required to determine the point of engagement of the device.
Außerdem weisen weitere Lösungen auf dem Betätiger angeordnete Kontakte auf, die nicht gleichzeitig tätig sind und somit Schwierigkeiten bei der Ermittlung des Eingriffspunktes verursachen. Es ist nämlich bekannt, dass die Schalter dieses Typs eine Vielzahl an festen Kontakten aufweisen, die durch Verbindung mit jeweiligen beweglichen Kontakten für das wahlweise Schließen geeigneter Stromkreise in Wechselwirkung stehen. Für jeden Stromkreis, den man öffnen oder schließen möchte, können vier feste Kontakte und vier bewegliche Kontakte eingesetzt werden. Auf diese Art und Weise wird die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalles der Sicherheitsvorrichtung aufgrund eines möglichen Anklebens eines beweglichen Kontaktes an den jeweiligen festen Kontakt oder auch aufgrund der Ablagerung externer Teilchen zwischen den Kontakten selbst vermindert. Ein Nachteil dieser bekannten Lösungen besteht zweifelsohne darin, dass die Maß-, Form- und Stellungstoleranzen der beweglichen Kontakte und der festen Kontakte die Haftbereiche zwischen den beweglichen und den festen Kontakten bedeutend vermindern können, wodurch Probleme beim Durchfluss des elektrischen Stroms auftreten. Außerdem kann die Abnutzung der Kontakte zu einer raschen Degradation der Kontaktbereiche führen und somit häufiges Austauschen erfordern.In addition, other solutions have contacts arranged on the actuator, which are not active at the same time and thus cause difficulties in determining the point of engagement. Namely, it is known that the switches of this type have a plurality of fixed contacts which, by connection to respective movable contacts, interact to selectively close suitable circuits. For each circuit that you want to open or close, four fixed contacts and four moving contacts can be used. In this way, the likelihood of failure of the safety device due to a possible sticking of a movable contact to the respective fixed contact or due to the deposition of external particles between the contacts themselves is reduced. A disadvantage of these known solutions is undoubtedly that the dimensional, shape and position tolerances of the movable contacts and the fixed contacts can significantly reduce the adhesive areas between the movable and the fixed contacts, whereby problems occur in the flow of electric current. In addition, the wear of the contacts can lead to a rapid degradation of the contact areas and thus require frequent replacement.
Aus
Diese Lösung weist jedoch den Nachteil auf, einen Hebelmechanismus zur Umwandlung der Drehbewegung der Schutzeinrichtungsbewegung in eine geradlinige Bewegung des Betätigers zu umfassen, der aus zahlreichen Elementen besteht, die mit geringem Spiel miteinander verbunden sind. Daraus folgt eine starke Abnutzungsanfälligkeit, die also rasch zu einem nicht einwandfreiem Betrieb der gesamten Vorrichtung führen kann. Letztere wird daher über keinen gleichbleibenden Eingriffspunkt während der Zeitspanne ihrer mechanischen Lebensdauer verfügen und periodische Einstellungs- und Eichungseingriffe fordern. Folglich ist bei einer falschen Einstellung das Ersetzen des gesamten Scharniers notwendig. Eine weitere Einschränkung dieser Lösung besteht darin, dass die maximale Öffnung des Scharniers 180° nicht überschreiten darf,However, this solution has the disadvantage of comprising a lever mechanism for converting the rotational movement of the guard movement into a rectilinear movement of the actuator, which consists of numerous elements which are connected together with little play. This results in a strong susceptibility to wear, which can thus quickly lead to incorrect operation of the entire device. The latter will therefore not have a consistent point of engagement during the period of its mechanical life and will require periodic adjustment and calibration interventions. Consequently, in the wrong setting, the replacement of the entire hinge is necessary. Another limitation of this solution is that the maximum opening of the hinge must not exceed 180 °,
Aus
Aus
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der oben erwähnten Nachteile, indem eine mit Scharnier versehene Sicherheitsvorrichtung für automatische Anlagen und Maschinen bereitgestellt wird, die eine geringere Abnutzung und eine stabile Führung an ihren beweglichen Teilen aufweist.The object of the present invention is to obviate the above-mentioned drawbacks by providing a hinged safety device for automatic equipment and machines which has less wear and stable guidance at its moving parts.
Eine besondere Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer mit Scharnier versehenen Sicherheitsvorrichtung, die eine Übertragung der Bewegung der Schutzeinrichtungen an die Stromkreise auf äußerst einfache Art und Weise und mit einer geringen Anzahl an Komponenten ermöglicht.A particular object is to provide a hinged safety device that allows transmission of the movement of the guards to the circuits in an extremely simple manner and with a small number of components.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Sicherheitsvorrichtung, die platzsparend ist und eine hohe Abnutzungsbeständigkeit der verschiedenen Komponenten, die den Betrieb der elektrischen Kontakte einstellen, aufweist, wobei sie äußerst genau und sicher ist und einen während der eigenen Gesamtlebensdauer unveränderten Eingriffspunkt gewährleistet.A further object is to provide a safety device that saves space and has a high resistance to wear of the various components that adjust the operation of the electrical contacts, while it is extremely accurate and secure and ensures an unimpaired during their entire life.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, die eine einfache und sofortige Einstellung des Eingriffspunktes ermöglicht und weitere Einstellungen auch nach der Versiegelung zulässt, wobei sie trotzdem sicher ist.Another object of the present invention is to provide a device which allows easy and immediate adjustment of the point of engagement and allows further adjustments even after sealing, while still being safe.
Nicht zuletzt besteht eine weitere Aufgabe in der Bereitstellung einer Vorrichtung, die widerstandsfähig und kompakt ist, inneren Ablagerungen von Arbeitsrückständen oder weiteren Schmutzstoffen vorbeugt und die, schließlich, einfach zu reinigen ist.Last but not least, another object is to provide a device that is durable and compact, prevents internal buildup of work debris or other contaminants, and that, finally, is easy to clean.
Diese Aufgaben und andere Aufgaben, die nachstehend offensichtlicher erscheinen, werden durch eine mit Scharnier versehene Sicherheitsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.These objects and other objects, which will be more apparent below, are achieved by a hinged safety device according to
Dank der beanspruchten besonderen Konfiguration ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine direkte Verbindung zwischen dem Verankerungselement an der Platte und den Aktivierungsmitteln der elektrischen Kontakte, ohne Zwischenschalten von Hebelsystemen oder anderer Bewegungsumkehr- oder Bewegungsübertragungsmechanismen, die daher einfach und durch eine geringe Anzahl an Komponenten erfolgt, wodurch sich zweifellos wirtschaftliche Vorteile ergeben. Die Bewegungsumwandlungsmittel und die Scharniermittel sind auf der gleichen Achse, wodurch Platz eingespart wird.Thanks to the particular configuration claimed, the device according to the invention allows a direct connection between the anchoring element on the plate and the activating means of the electrical contacts, without the interposition of lever systems or other motion reversal or motion transmission mechanisms, which is therefore simple and with a small number of components undoubtedly give economic benefits. The motion conversion means and the hinge means are on the same axis, thereby saving space.
Erfindungsgemäß hat der translatorisch verschiebbare Teil der Bewegungsumwandlungsmittel einen prismenförmigen Körper, der vorzugsweise gleitend gelagert und der in einem axialen Sitz prismatischer Komplementärform innerhalb des festen Elementes drehbar verriegelt ist.According to the invention, the translationally displaceable part of the motion conversion means has a prism-shaped body, which is preferably slidably mounted and which is rotatably locked within an axial seat of prismatic complementary form within the fixed element.
Vorteilhaft kann ein Schieber vorhanden sein, der innerhalb des festen Elementes längs der ersten Achse gleitend gelagert ist und mit dem beweglichen Kontakt operativ verbunden ist, um das Öffnen/Schließen des entsprechenden Stromkreises zu veranlassen. Der Schieber weist ein freiliegendes Ende auf, das gegen den prismenförmigen Körper im Anschlag steht, um von Letzterem bei der Rotation des Zapfens translatorisch verschoben zu werden.Advantageously, a slide may be provided which is slidably mounted within the fixed member along the first axis and is operatively connected to the movable contact to cause the opening / closing of the corresponding circuit. The slider has an exposed end which abuts against the prismatic body to translate from the latter during rotation of the pin.
Dank dieser besonderen Ausführung der Erfindung wird eine platzsparende Vorrichtung bereitgestellt. Ferner ermöglicht die Kurvenverbindung (Nockenverbindung) eine Aktivierung der Kontakte mit einer hohen Abnutzungsbeständigkeit der verschiedenen den Betrieb regelnden Komponenten, wodurch eine äußerst genaue und sichere Funktionsweise der Vorrichtung und ein unveränderter Eingriffspunkt während der gesamten Lebensdauer derselben gewährleistet wird.Thanks to this particular embodiment of the invention, a space-saving device is provided. Further, the cam connection enables activation of the contacts with a high wear resistance of the various operation regulating components, thereby providing a highly accurate and safe Operation of the device and an unchanged point of engagement throughout the life of the same is guaranteed.
Vorteilhaft kann die Vorrichtung eine in einer Bohrung des prismenförmigen Körpers verschraubte Einstellschraube umfassen, um die Öffnungs-/Schließstellung des beweglichen Kontaktes gegenüber dem entsprechenden festen Kontakt mikrometrisch einzustellen. Ferner kann der Zapfen über eine axiale durchgehende Vertiefung verfügen, die mit der Einstellschraube ausgerichtet ist, um den Zugang von Außen zu gestatten.Advantageously, the device may comprise an adjusting screw screwed into a bore of the prismatic body to micrometrically adjust the opening / closing position of the movable contact relative to the corresponding fixed contact. Further, the pin may have an axial through recess which is aligned with the adjustment screw to allow access from the outside.
Dank dieser letzten Eigenschaft ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine leichte und sofortige Einstellung des eigenen Eingriffspunktes und lässt gleichzeitig weitere Einstellungen auch nach der Versiegelung zu, wobei sie nichtsdestotrotz gegen jegliches fahrlässiges Handeln sicher ist.Thanks to this last feature, the device according to the invention allows an easy and immediate adjustment of the own point of engagement and at the same time permits further adjustments even after the sealing, nevertheless it is safe against any negligent action.
Vorteilhaft kann das schachtelförmige Element mit optischen LED-Meldemitteln auf der eigenen Außenfläche ausgestattet sein. Auf diese Art und Weise wird eine Sicherheitsvorrichtung bereitgestellt, die außer einem widerstandsfähigen und kompakten Aufbau zur Vorbeugung von Ablagerungen von Arbeitsrückständen oder anderen Schmutzstoffen in ihrem Inneren, schließlich auch eine umgehende Meldung im Falle eines nicht korrekten Betriebes ermöglicht.Advantageously, the box-shaped element can be equipped with optical LED reporting means on its own outer surface. In this way, a safety device is provided, which, in addition to a robust and compact structure for preventing deposits of working residues or other contaminants in its interior, finally also allows an immediate message in case of incorrect operation.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die eingehende Beschreibung einer bevorzugten jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen mit Scharnier versehenen Sicherheitsvorrichtung offensichtlicher, die beispielhaft und ohne einschränkende Wirkung anhand der beigefügten Zeichnungen dargestellt wird, wobeiOther features and advantages of the invention will become more apparent from the detailed description of a preferred but not exclusive embodiment of a hinged safety device according to the invention, shown by way of example and not limitation with reference to the accompanying drawings, in which:
Eingehende Beschreibung einer bevorzugten AusführungsformDetailed description of a preferred embodiment
Unter Bezugnahme auf die oben genannten Zeichnungen kann die erfindungsgemäße allgemein mit Bezugszeichen
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die Sicherheitsvorrichtung auf einer Unfallschutzplatte P durch ein bewegliches Element
Das Ein- und Ausschalten der Vorrichtung
Das feste Element
Es sind also Mittel zur Umwandlung
Die Umwandlungsmittel
Eine besondere Eigenschaft der Erfindung wird dadurch dargestellt, dass die erste Achse X längs der die Translationsbewegung x der beweglichen elektrischen Kontakte
Ferner steht der translatorisch verschiebbare Teil
Die Scharniermittel
Wie insbesondere in den Figuren von
Der drehbare Teil
Um die Verbindung zwischen dem Zapfen
Um eine einwandfreie Verbindung der zwei Teile zu gewährleisten und ein relatives Rotationsgleiten zu verhindern, weist der Arm
Der Drehzapfen
Um die Verbindung zwischen dem prismenförmigen Körper
Die Verbindung zwischen dem Zapfen
Sowohl die Druckflächen
Die von der Rotation Ø der Schutzplatte P mittels des Verankerungselementes
Der Schieber
Gemäß der bevorzugten jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform der Erfindung, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, sind vier Paar elektrische Kontakte
Eine letzte Schaltung bleibt schließlich für die Verbindung mit jeder beliebig anderen Bestückung der Anlage wie beispielsweise einer Warnlampe für den Betriebszustand der Platten frei. Das Vorhandensein mehrerer Kontakte sichert der Anlage eine größere Sicherheit zu und ermöglicht es, die branchenspezifischen Sicherheitsvorschriften zu beachten.A last circuit finally remains free for connection to any other equipment of the system such as a warning lamp for the operating state of the plates. The presence of multiple contacts ensures greater safety for the system and allows it to comply with industry-specific safety regulations.
Um die fortwährenden Verbindung zwischen dem Schieber
Die Translation, die für die Herstellung dieser Verbindung erforderlich ist, stellt die Funktion des Eingriffspunktes dar, der als Mindestrotationswinkel bezeichnet wird, der notwendig ist, damit die Aktivierung der Anlage
Die Bewegungsumwandlungsmittel
Des Weiteren ermöglicht der zweite zylindrische Sitz
In
Aus der vorstehenden Beschreibung wird offensichtlich, dass die Erfindung die festgesetzten Aufgaben löst, indem eine mit Scharnier versehene Sicherheitsvorrichtung bereitgestellt wird, die eine Bewegungsübertragung von den Schutzeinrichtungen an die Stromkreise auf äußerst einfache Art und Weise und mit einer geringen Anzahl an Komponenten gestattet.From the foregoing description, it will be apparent that the invention achieves the stated objects by providing a hinged safety device that allows movement transfer from the protection devices to the circuits in a very simple manner and with a small number of components.
Außerdem wird dank der besonderen Ausführung der Bewegungsumwandlungsmittel eine platzsparende Vorrichtung mit einer hohen Abnutzungsbeständigkeit der verschiedenen Komponenten, die die Betätigung der elektrischen Kontakte regeln, bereitgestellt. Die Vorrichtung ist daher äußerst genau und sicher.In addition, thanks to the particular design of the motion conversion means, a space-saving device with a high resistance to wear of the various components which regulate the actuation of the electrical contacts is provided. The device is therefore extremely accurate and safe.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann Gegenstand zahlreicher Abänderungen und Varianten sein, die alle in das in den beiliegenden Ansprüchen dargelegte erfinderische Konzept fallen. Alle Einzelheiten können durch andere technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden und die Materialien können je nach Bedarf unterschiedlicher Natur sein, ohne dabei aus dem Erfindungsbereich zu treten.The device according to the invention may be the subject of numerous variations and variants, all of which fall within the inventive concept set forth in the appended claims. All details may be replaced by other technically equivalent elements and the materials may be of a different nature as needed without departing from the scope of the invention.
Selbst wenn die Vorrichtung insbesondere unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, dienen die in der Beschreibung und in den Ansprüchen benutzten Bezugszeichen dazu, das Verständnis der Erfindung zu verbessern und sind keinesfalls als Einschränkung des beanspruchten Schutzbereiches auszulegen.Even though the device has been particularly described with reference to the accompanying drawings, the reference numerals used in the specification and claims are intended to enhance the understanding of the invention and are in no way to be construed as limiting the scope of the claimed protection.
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