DE102009009365A1 - Verliersicherung zum Sichern eines Verbindungselementes - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Verliersicherung zum Sichern eines Verbindungselementes, insbesondere einer Schraube oder eines Bolzens, in einer Öffnung, mit einem das Verbindungselement in der Öffnung gegen Herausfallen sichernden Sicherungselement.
- Problematisch bei der Montage von Baugruppen ist, dass Verbindungselemente, wie Schrauben, Bolzen oder Niete, als separate Komponenten bereitgestellt werden, die erst am Montageort, beispielsweise einer Montagelinie, verbaut werden. Aus diesem Grund werden insbesondere bei Großserienproduktionen derartige Verbindungselemente bereits an dem Bauteil, das montiert werden soll, vormontiert und gegen Verlieren gesichert. Hierzu werden beispielsweise bei Verwendung von Schrauben oder Bolzen als Verbindungselemente Kunststoffhülsen in die Öffnungen bzw. Bohrungen eingesetzt, durch die die Schraube bzw. der Bolzen hindurchragt. Die Kunststoffhülsen klemmen dabei die Schraube bzw. den Bolzen in der Öffnung fest. Das Sichern von Verbindungs elementen durch derartige Kunststoffhülsen erleichtert auch die Demontage von Baugruppen, beispielsweise zu Wartungs- oder Reparaturzwecken, da das Verbindungselement auch nach dem Lösen in der Öffnung bzw. Bohrung gegen Herausfallen gehalten ist.
- Nachteilig an dieser bekannten Lösung ist, dass die Kunststoffhülsen einerseits relativ groß bemessen sind und die Bohrungen bzw. Öffnungen, in die sie eingesetzt werden, gleichfalls entsprechend groß bemessen sein müssen, was bei unzureichendem Bauraum nicht realisierbar ist. Ferner ist ein nachträgliches Einbringen von Schmiermittel in die Bohrung bzw. Öffnung durch die Kunststoffhülse erschwert. Unabhängig davon müssen unterschiedlich bemessene Kunststoffhülsen für unterschiedliche Öffnungs- bzw. Bohrungsquerschnitte bereitgehalten werden, was zu einer vergleichsweise hohen Anzahl an bereitzuhaltenden Hülsen führt.
- Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Verliersicherung bereitzustellen, die weniger Bauraum als im Stand der Technik erfordert und dabei insbesondere einen ausreichenden Halt des gegen Verlieren zu sichernden Verbindungselementes gewährleistet und auch ein nachträgliches Einbringen von Schmiermittel in die Öffnung bzw. Bohrung nicht behindert.
- Offenbarung der Erfindung
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Verliersicherung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und insbesondere durch eine unmittelbar benachbart zur Öffnung ausgebildeten Aufnahme für das Sicherungselement gelöst, wobei die Aufnahme die Öffnung derart abschnittsweise schneidet, dass zwischen der Aufnahme und der Öffnung ein Spalt gebildet ist, durch welchen das in der Aufnahme gehaltene Sicherungselement in die Öffnung ragt, um das in die Öffnung einzuführende Verbindungselement durch Formschluss und/oder Kraftschluss gegen Herausfallen zu sichern. Sowohl in dieser als auch in den folgenden Ausführungsformen kann die Öffnung auch immer als Bohrung oder umgekehrt ausgebildet sein.
- Anders als bisher im Stand der Technik üblich, wird bei der erfindungsgemäßen Verliersicherung das zu verwendende Sicherungselement nicht unmittelbar in die Öffnung eingesetzt, in der das gegen Herausfallen zu sichernde Verbindungselement aufgenommen werden soll. Vielmehr wird unmittelbar benachbart zur Öffnung in erfindungsgemäßer Weise eine separate Aufnahme für das Sicherungselement ausgebildet, in welcher das Sicherungselement zum Sichern des Verbindungselementes eingesetzt ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass lediglich ein Typ Sicherungselement bereitgestellt werden muss, der in einer einheitlich ausgeführten Aufnahme einzusetzen ist. Die Aufnahme kann dabei vergleichsweise klein bemessen sein, so dass die beim Stand der Technik auftretenden Probleme hinsichtlich des Bauraumes keine Rolle mehr spielen. Da das Sicherungselement nur seitlich in die Bohrung bzw. Öffnung ragt, behindert das Sicherungselement auch nicht ein nachträgliches Einbringen von Schmiermittel in die Bohrung bzw. Öffnung. Ferner, da lediglich nur ein Typ Sicherungselement bereitgestellt werden muss, vermindert sich auch die erforderliche Anzahl an unterschiedlich ausgebildeten Sicherungselementen, auch wenn selbstverständlich bei extremen Größenunterschieden zwischen den zu sichernden Verbindungselementen die Sicherungselemente zum Sichern großdimensionierter Verbindungselemente gegebenenfalls größer dimensioniert sein können. Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls zwei oder mehr Aufnahmen mit jeweils einem Sicherungselement an der Bohrung bzw. Öffnung vorzusehen.
- Gesichert wird das Verbindungselement durch eine ausreichende Vorspannung, so dass das Verbindungselement durch Kraftschluss gegen Herausfallen gehalten ist. Hat das Verbindungselement entsprechende Ausnehmungen, beispielsweise bei einer Schraube die Gewindegänge, ist es auch möglich, das Sicherungselement so zu gestalten, dass das Sicherungselement mit beispielsweise einer der Gewindeflanken des Gewindes in Eingriff kommt und so das Verbindungselement gegebenenfalls nur durch Formschluss gegen Herausfallen sichert.
- Die erfindungsgemäße Verliersicherung eignet sich insbesondere für Gussteile und Druckgussteile, da die Verliersicherung herstellungsbedingte Formabweichungen und große Toleranzen bei Guss- und Druckgussteilen gut ausgleichen kann. So weisen Guss- und Druckgussteile herstellungsbedingt Entformungsschrägen auf und zeichnen sich verglichen mit durch spanende Bearbeitung hergestellten Werkstücken durch höheren Toleranzen aus. Bei entsprechender Gestaltung des Sicherungselementes können die Verbindungselemente auch in schrägen oder nicht zylindrischen Öffnungen, die bei Guss- und Druckgussteilen häufig ausgebildet sind, wirksam gegen Verlieren gesichert werden.
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen.
- So wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verliersicherung vorgeschlagen, an dem Sicherungselement der Verliersicherung zumindest eine durch den Spalt in die Öffnung ragende Lasche vorzusehen, die federnd vom Sicherungselement absteht und zum Sichern am Verbindungselement unter Vorspannung anliegt und/oder mit diesem in Eingriff kommt. Mit Hilfe der Lasche ist es möglich, eine definierte Vorspannkraft einzustellen, mit der das Verbindungselement in der Öffnung gehalten wird. Ferner ist die Lasche in der Lage, beispielsweise bei Schrauben, mit einem der Gewindegänge in Eingriff zu kommen und so die Schraube gegen Herausfallen zu sichern. Gegebenenfalls können auch mehrere kurze Laschen untereinander am Sicherungselement vorgesehen sein, die durch den Spalt in die Öffnung ragen, wobei die Laschen identisch oder auch unterschiedlich ausgebildet sein können.
- Mit Hilfe der Lasche ist es insbesondere möglich, Verbindungselemente in Öffnungen von Druckgussteilen wirksam zu sichern, da die Lasche auch große Maßabweichungen in der Öffnung ausgleichen kann und in nichtzylindrischen Öffnungen einen sichern Halt des Verbindungselementes, beispielsweise einer Schraube, gewährleistet.
- Um das Einführen des Verbindungselementes in die mit dem Sicherungselement bereits ausgestattete Öffnung zu erleichtern, weist die mit dem Verbindungselement in Berührung kommende Fläche der Lasche einen in Längsrichtung des Sicherungselementes verlaufenden konkaven Oberflächenabschnitt auf, dessen Innenradius im wesentlichen dem gedachten Krümmungsradius der Öffnung im Bereich des Spaltes entspricht. Auf diese Weise hat die Öffnung zumindest im Eintrittsbereich eine gleichbleibende umlaufende Kante, die das Einführen des Verbindungselementes nicht stört.
- Das Sicherungselement hat vorzugsweise einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper, an dem die sich in Längsrichtung des Sicherungselementes erstreckende Lasche angeformt ist. Die zylindrische Grundform des Grundkörpers hat den Vorteil, dass als Aufnahme eine Bohrung mit rundem Querschnitt am Bauteil vorgesehen werden kann, die einfach herzustellen ist. Ferner kann das Sicherungselement in der runden Aufnahme durch entsprechendes Drehen um die eigene Längsachse so positioniert werden, dass die Lasche beim Einsetzen des Sicherungselementes in die Bohrung zum Spalt ausgerichtet werden kann.
- Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des Sicherungselementes mit zylindrischen Grundkörper ist ferner bei einer bevorzugten Weiterbildung ausgehend von einer der Stirnseiten des Grundkörpers ein konkaver Oberflächenabschnitt vorgesehen, der in die mit dem Verbindungselement in Berührung kommende Fläche der Lasche übergeht, wobei der Innenradius des konkaven Oberflächenabschnittes im wesentlichen dem gedachten Krümmungsradius der Öffnung im Bereich des Spaltes entspricht. Auch durch diese Maßnahme wird das Einführen des zu sichernden Verbindungselementes in die Öffnung erleichtert.
- Um eine ausreichende Bewegungsfreiheit der Lasche am Grundkörper zu erreichen, damit die Lasche beim Einführen des Verbindungselementes ausweichen kann, ist bei der zuvor beschriebenen Weiterbildung der konkave Oberflächenabschnitt des Grundkörpers unterhalb der Lasche fortgesetzt, während die Lasche in Form eines Hohlzylindersegmentes ausgebildet ist, und der Radius der dem Grundkörper des Sicherungselementes zugewandten konvexen Seite der Lasche im wesentlichen dem Krümmungsradius des konkaven Oberflächenabschnittes des Grundkörpers entspricht, während der Radius der durch den Spalt in die Öffnung zeigenden konkaven Seite der Lasche dem Krümmungsradius der Öffnung im Bereich des Spaltes entspricht.
- Alternativ ist es auch möglich, dass das Sicherungselement ausschließlich einen zumindest annähernd zylindrischen Grundkörper aufweist, dessen Mantelfläche abschnittsweise durch den Spalt in die Öffnung ragt und so den Querschnitt der Öffnung vermindert und bei eingesetztem Verbindungselement unter Vorspannung an diesem anliegt.
- Um ein Herausrutschen des Sicherungselementes aus der Aufnahme zu verhindern, ist das Sicherungselement und die Aufnahme jeweils so bemessen und gestaltet, dass das in die Aufnahme eingesetzte Sicherungselement durch einen Presssitz in der Aufnahme gehalten ist.
- Alternativ zur Ausbildung des Presssitzes oder ergänzend hierzu kann die Aufnahme mit mindestens einem als Hinterschneidung ausgebildeten Formelement versehen sein, welches mit dem Sicherungselement in Eingriff steht und das Sicherungselement in der Aufnahme sichert. Als Formelement eignet sich zum Beispiel ein in die Aufnahme ragender Bund, eine Rastkante oder ähnliches.
- Die Aufnahme ist vorzugsweise als zylindrische Bohrung, besonders bevorzugt als Sackloch ausgebildet, verläuft mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse der Öffnung und schneidet die Öffnung derart abschnittsweise, dass ausgehend vom Eintrittsbereich der Öffnung ein sich über die Länge der Öffnung erstreckender Schlitz gleichbleibender Weite als Spalt ausgebildet ist.
- Öffnung erstreckender Schlitz gleichbleibender Weite als Spalt ausgebildet ist. Derartige Bohrungen als Aufnahme lassen sich schnell und ohne großen Aufwand während der Herstellung des Bauteils an diesem vorsehen, ohne dass hierzu übermäßig viel Platz am Bauteil vorgesehen sein muss.
- Auch kann es vorgesehen sein, das die Aufnahme des Sicherungselementes radial zur als Bohrung ausgeführten Öffnung verläuft. Bei dieser Variante durchdringt die Aufnahme mit dem darin angeordneten Sicherungselement den Außenumfang der Bohrung radial. Dadurch entsteht eine punktuelle Klemmung der Schraube innerhalb der Bohrung. Ein Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass das Sicherungselement auch erst nach dem Einführen der Schraube zum Einsatz kommen kann.
- Ausführungsbeispiel
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
-
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verliersicherung; -
2 eine Seitenansicht der Verliersicherung, in der das Sicherungselement vor Einführen eines zu sichernden Verbindungselementes gezeigt ist; und -
3a –c unterschiedliche Ansichten des Sicherungselementes der erfindungsgemäßen Verliersicherung. -
4 Darstellung einer erfindungsgemäßen Verliersicherung, welche eine radial zur Öffnung verlaufende Aufnahme aufweist. - In
1 ist in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Verliersicherung10 zum Sichern eines nicht näher gezeigten Verbindungselementes, beispielsweise einer Schraube oder eines Bolzens, in einer an einem Bauteil12 ausgebildeten Bohrung14 gezeigt. - Die Verliersicherung
10 weist eine Aufnahme16 und ein in die Aufnahme16 eingeführtes Sicherungselement18 auf. Wie die1 und2 zeigen, ist die Aufnahme16 als zylindrisches Sackloch ausgebildet, wobei die Längsachse der Aufnahme16 parallel zur Längsachse der Bohrung14 verläuft. Die Aufnahme16 ist unmittelbar benachbart zur Bohrung14 seitlich versetzt am Bauteil12 ausgebildet, wobei die Aufnahme16 die Bohrung14 abschnittsweise schneidet, also die Innenwand der Bohrung14 abschnittweise unterbrochen ist. Hierdurch ist an der Bohrung14 ein mit der Aufnahme16 in Verbindung stehender, sich über die gesamte Länge erstreckender Spalt20 ausgebildet. - In die Aufnahme
16 ist das Sicherungselement18 eingesetzt, wobei die Außenabmessung des im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Sicherungselementes18 geringfügig größer ist als der Innendurchmesser der Aufnahme16 , so dass das Sicherungselement18 unter Ausbildung eines Presssitzes in der Aufnahme16 gegen Verschieben geklemmt ist. - In den
3a bis3c ist das Sicherungselement18 in unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Das Sicherungselement18 hat einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper22 , an dem ein sich über die gesamte axiale Länge zwischen den beiden Stirnseiten des Grundkörpers22 erstreckender konkaver Oberflächenabschnitt24 ausgebildet ist. Der Innenradius des konkaven Oberflächenabschnittes24 (im Querschnitt des Grundkörpers22 quer zu dessen Längsachse betrachtet) entspricht dabei im wesentlichen dem gedachten Krümmungsradius der Bohrung14 im Bereich des Spaltes20 . - Von dem konkaven Oberflächenabschnitt
24 steht unter einem Winkel von etwa 15° eine Lasche26 ab, die ausgehend von der in den3a bis3c oben gezeigten Stirnseite sich in Längsrichtung des Grundkörpers22 in Richtung der unten gezeigten Stirnseite über die gesamte Länge des Grundkörpers22 erstreckt. Die Lasche26 ist in Form eines Hohlzylindersegmentes ausgebildet, wobei der Radius der dem Grundkörper22 zugewandten konvexen Seite der Lasche26 im wesentlichen dem Krümmungsradius des konkaven Oberflächenabschnittes24 entspricht. Der Radius der vom Grundkörper22 wegzeigenden konkaven Seite entspricht gleichfalls dem Krümmungsradius des konkaven Oberflächenabschnittes24 , wobei die konkave Seite der Lasche26 im Bereich der oberen Stirnseite des Grundkörpers22 in den konkaven Oberflächenabschnitt24 übergeht. - Wie insbesondere die
1 und2 zeigen, ist die Lasche26 dabei so bemessen, dass die Lasche26 durch den zwischen der Aufnahme16 und der Bohrung14 ausgebildeten Spalt20 federnd in die Bohrung14 ragt, wenn das Sicherungselement18 in seiner endgültigen Einbaulage in die Aufnahme16 eingesetzt ist. - Das Sicherungselement
18 ist aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise einem Elastomer gefertigt, so dass die Lasche26 federnd am Grundkörper22 ausgebildet ist. - Die so mit der Verliersicherung
10 ausgestattete Bohrung14 ist nun bereit zur Aufnahme eines Verbindungselementes, beispielsweise eines Bolzens oder einer Schraube. Wird der Bolzen bzw. die Schraube in die Bohrung14 eingeführt, drückt dieser bzw. diese die Lasche26 in Richtung Aufnahme16 , wobei die Lasche26 elastisch vorgespannt wird. Dabei entstehen Vorspannkräfte, die so ausreichend hoch sind, dass ein in die Bohrung14 eingeführter Bolzen durch die dabei entstehenden Klemmkräfte gegen Herausrutschen aus der Bohrung14 gesichert ist. Wird dagegen eine Schraube in die Bohrung14 eingeführt, liegt die Lasche26 nicht nur unter Vorspannung am Schraubenbolzen an, sondern kommt im Normalfall auch mit einem der Gewindegänge der Schraube in Eingriff, wodurch die Schraube zusätzlich formschlüssig in der Bohrung14 gehalten ist. -
4 zeigt eine erfindungsgemäße Verliersicherung10 , welche eine radial zur Bohrung14 ausgebildete Aufnahme16 des Sicherungselementes18 aufweist. Die Aufnahme16 durchbricht dadurch den Außenumfang der Bohrung14 . Das innerhalb der Aufnahme16 platzierte Sicherungselement18 kann somit form- bzw. kraftschlüssig auf die in die Bohrung14 eingebrachte Schraube einwirken. Das Sicherungselement18 kann auf Grund seiner Anordnung auch erst nach dem Einbringen der Schraube in die Bohrung14 eingesetzt werden, da es nicht durch den Schraubenkopf verdeckt wird. -
- 10
- Verliersicherung
- 12
- Bauteil
- 14
- Bohrung
- 16
- Aufnahme
- 18
- Sicherungselement
- 20
- Spalt
- 22
- Grundkörper
- 24
- konkaver Oberflächenabschnitt
- 26
- Lasche
Claims (12)
- Verliersicherung zum Sichern eines Verbindungselementes, insbesondere einer Schraube oder eines Bolzens, in einer Öffnung, mit einem das Verbindungselement in der Öffnung gegen Herausfallen sichernden Sicherungselement (
18 ), gekennzeichnet durch eine unmittelbar benachbart zur Öffnung ausgebildeten Aufnahme (16 ) für das Sicherungselement (18 ), wobei die Aufnahme (16 ) die Öffnung derart abschnittsweise schneidet, dass zwischen der Aufnahme (16 ) und der Öffnung ein Spalt (20 ) gebildet ist, durch welchen das in der Aufnahme (16 ) gehaltene Sicherungselement (18 ) in die Öffnung ragt, um das in die Öffnung einzuführende Verbindungselement durch Formschluss und/oder Kraftschluss gegen Herausfallen zu sichern. - Verliersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (
18 ) zumindest eine durch den Spalt (20 ) in die Öffnung ragende Lasche (26 ) aufweist, welche federnd vom Sicherungselement (18 ) absteht und zum Sichern am Verbindungselement unter Vorspannung anliegt und/oder mit diesem in Eingriff steht. - Verliersicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Verbindungselement in Berührung kommende Fläche der Lasche (
26 ) einen in Längsrichtung des Sicherungselementes (18 ) verlaufenden konkaven Oberflächenabschnitt (24 ) aufweist, dessen Innenradi us im wesentlichen dem gedachten Krümmungsradius der Öffnung (16 ) im Bereich des Spaltes (20 ) entspricht. - Verliersicherung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (
18 ) einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper (22 ) hat, an dem die sich in Längsrichtung des Sicherungselementes (18 ) erstreckende Lasche (26 ) angeformt ist. - Verliersicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer der Stirnseiten des Grundkörpers (
22 ) ein konkaver Oberflächenabschnitt (24 ) vorgesehen ist, der in die mit dem Verbindungselement in Berührung kommende Fläche der Lasche (26 ) übergeht, wobei der Innenradius des konkaven Oberflächenabschnittes (24 ) im wesentlichen dem gedachten Krümmungsradius der Öffnung im Bereich des Spaltes (20 ) entspricht. - Verliersicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der konkave Oberflächenabschnitt (
24 ) des Grundkörpers (22 ) unterhalb der Lasche (26 ) fortgesetzt ist, dass die Lasche (26 ) in Form eines Hohlzylindersegmentes ausgebildet ist, wobei der Radius der dem Grundkörper (22 ) des Sicherungselementes (18 ) zugewandten konvexen Seite der Lasche (26 ) im wesentlichen dem Krümmungsradius des konkaven Oberflächenabschnittes (24 ) des Grundkörpers (22 ) entspricht, während der Radius der durch den Spalt (20 ) in die Öffnung zeigenden konkaven Seite der Lasche (26 ) dem Krümmungsradius der Öffnung im Bereich des Spaltes (20 ) entspricht. - Verliersicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (
18 ) einen zumindest annähernd zylindrischen Grundkörper (22 ) aufweist. - Verliersicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (
18 ) durch einen Presssitz in der Aufnahme (16 ) gehalten ist. - Verliersicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (
16 ) mindestens ein als Hinterschneidung ausgebildetes Formelement vorgesehen ist, welches mit dem Sicherungselement (18 ) in Eingriff steht und das Sicherungselement (18 ) in der Aufnahme (16 ) sichert. - Verliersicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (
16 ) eine Bohrung, vorzugsweise ein Sackloch ist, dessen Längsachse parallel zur Längsachse der Öffnung verläuft und die Öffnung derart abschnittsweise schneidet, dass ausgehend vom Eintrittsbereich der Aufnahme (16 ) ein sich über die Länge der Öffnung erstreckender Schlitz (20 ) gleichbleibender Weite als Spalt ausgebildet ist. - Verliersicherung zum Sichern eines Verbindungselementes innerhalb einer Bohrung, insbesondere einer Schraube oder eines Bolzens, in einer Öffnung, mit einem das Verbindungselement in der Öffnung gegen Herausfallen sichernden Sicherungselement (
18 ), gekennzeichnet durch eine radial zur Öffnung ausgebildeten Aufnahme (16 ) für das Sicherungselement (18 ), wobei die Aufnahme (16 ) die Öffnung derart abschnittsweise schneidet, das das in der Aufnahme (16 ) gehaltene Sicherungselement (18 ) in die Öffnung ragt, um das in die Öffnung einzuführende Verbindungselement durch Formschluss und/oder Kraftschluss gegen Herausfallen zu sichern. - Verliersicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung als Bohrung (
14 ) ausgebildet ist.
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