DE102013201219A1 - Leuchtmittel - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Leuchtmittel.
- Ein derartiges Leuchtmittel kann beispielsweise als ein Leuchtmodul oder eine Leuchtpanel ausgebildet sein Leuchtmittel weisen meist eine oder mehrere Leuchtelementeinheiten auf, die ein oder mehrere von einem Verkapselungsmaterial umgebene Licht emittierende Elemente aufweisen, die auf einem Träger, beispielsweise einem Substrat, angeordnet sind, das wiederum eine oder mehrere Kontaktflächen aufweist. Eine Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung der Leuchtelementeinheit erfolgt meist unmittelbar über ein Anordnen von Federpins, Aufbringen eines Leitklebers oder einer Leitpaste oder Anbringen einer Crimpverbindung. Weiter ist es auch möglich ACF-gebondete Leiterplatten (ACF: Anisotropic Conductive Film; Anisotroper leitfähiger Film) zu verwenden, welche eine lötfähige metallische Fläche zum Anlöten weiterer Kontaktelemente aufweisen. Derartige Kontaktierungen sind jedoch aufwändig in der Herstellung und meist unflexibel, da sie nicht mehrfach voneinander lösbar und wieder verbindbar sind.
- Verschiedene Ausführungsformen stellen ein Leuchtmittel zur Verfügung, bei welchem die Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung mit einem reduzierten Aufwand erfolgen kann und zudem die elektrische Kontaktierung flexibler ausgebildet werden kann.
- In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Leuchtmittel aufweisen: mindestens eine Leuchtelementeinheit, welche einen Träger, mindestens ein auf dem Träger angeordnetes, von einem Verkapselungsmaterial umgebenes Licht emittierendes Element, mindestens eine auf dem Träger ausgebildete Kontaktfläche und mindestens ein auf der Kontaktfläche angeordnetes Kontaktelement aufweist, wobei das von einem Verkapselungsmaterial umgebene Licht emittierende Element über die Kontaktfläche mit dem Kontaktelement elektrisch verbunden ist, und mindestens ein Gegenkontaktelement, wobei das Gegenkontaktelement mit dem Kontaktelement über eine Steckverbindung elektrisch kontaktierbar ist.
- Vorteilhafte Ausführungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Derartige Leuchtmittel können aus einer oder mehreren Leuchtelementeinheiten ausgebildet sein. Eine Leuchtelementeinheit kann wiederum eine oder mehrere von einem Verkapselungsmaterial umgebene Licht emittierende Elemente aufweisen, wobei die Licht emittierenden Elemente beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) oder organische Leuchtdioden (OLEDs) sein können. Zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung weist die Leuchtelementeinheit ein oder mehrere Kontaktelemente auf, wobei diese Kontaktelemente mit einem Gegenkontaktelement lösbar verbunden werden können, um auch hier eine elektrische Verbindung bzw. Kontaktierung auszubilden. Das Kontaktelement und das Gegenkontaktelement können über eine Steckverbindung miteinander verbunden werden. Die Steckverbindung ermöglicht eine einfache Handhabung zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung, so dass die elektrische Kontaktierung ohne großen Aufwand erfolgen kann. Ferner ermöglicht die Steckverbindung, dass das Kontaktelement und das Gegenkontaktelement auch von einem (mechanisch und/oder elektrisch leitend) verbundenen Zustand in einen nicht (mechanisch und/oder elektrisch leitend) verbundenen Zustand und umgekehrt mehrfach überführbar sind, so dass die Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung flexibel ist und dadurch mehrfach verwendet werden kann.
- Das mindestens eine Licht emittierende Element kann mindestens ein Licht emittierendes Halbleiterelement aufweisen.
- Beispielsweise ist es möglich, dass das Kontaktelement ein Buchsenelement (beispielsweise eine Buchse als ein erstes Steckverbinderteil) und das Gegenkontaktelement ein Steckerelement (beispielsweise ein Stecker als ein zweites Steckverbinderteil) sind oder das Kontaktelement ein Steckerelement und das Gegenkontaktelement ein Buchsenelement sind. Das Buchsenelement kann ein oder mehrere Öffnungen zur Aufnahme des Steckerelementes aufweisen, wobei bei mehreren Öffnungen das Buchsenelement als eine Buchsenleiste ausgebildet sein kann. Das Steckerelement kann ein oder mehrere Stiftkontaktelemente aufweisen, welche jeweils in eine Öffnung des Buchsenelementes zur Ausbildung der elektrischen Kontaktierung zwischen dem Buchsenelement und dem Steckerelement eingeführt werden können, wobei das Steckerelement als Steckerleiste bezeichnet werden kann, wenn dieses mehrere Stiftkontaktelemente aufweist. Durch die Ausbildung einer Steckverbindung mittels eines Buchsenelementes und eines Steckerelementes kann eine Steckverbindung mit einer geringen Bauhöhe ausgebildet werden. Zudem zeichnet sich eine derartige Steckverbindung durch eine einfache Handhabung aus.
- Das Kontaktelement kann mit der Kontaktfläche unmittelbar über eine stoffschlüssige Verbindung elektrisch verbunden sein. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Bonden, Löten, Schweißen oder Kleben ausgebildet sein, wodurch eine sichere und stabile Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der Kontaktfläche ausgebildet werden kann, welche zudem die Bauhöhe einer Leuchtelementeinheit und damit auch des Leuchtmittels nicht negativ beeinflusst. Unmittelbar bedeutet hier, dass durch die stoffschlüssige Verbindung kein weiteres Bauelement zwischen dem Kontaktelement und der Kontaktfläche angeordnet sein muss.
- Alternativ ist es aber auch möglich, dass das Kontaktelement über eine Leiterplatte mit der Kontaktfläche elektrisch verbunden ist. Das Kontaktelement kann dann beispielsweise über eine Lötverbindung mit der Leiterplatte fest verbunden sein. Die Leiterplatte ermöglicht beispielsweise, dass über die Leiterplatte auch mehrere Kontaktelemente nebeneinander an einer oder mehreren nebeneinander angeordneten Kontaktflächen angeordnet werden können.
- Die Leiterplatte kann eine flexible Leiterplatte sein, welche sich durch eine besonders geringe Bauhöhe und einen geringen Platzbedarf auszeichnet.
- Um die Verbindung des Gegenkontaktelementes mit dem Kontaktelement vor einem ungewollten Lösen zu sichern, ist es beispielsweise möglich, dass das Gegenkontaktelement an dem Kontaktelement über mindestens ein Befestigungselement lösbar verrastbar ist. Das Befestigungselement, welches beispielsweise ein Verrastelement ist und eine mechanische Befestigung zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenkontaktelement ermöglicht, kann derart ausgebildet sein, dass es nur mittels eines Werkzeuges lösbar ist. Beispielsweise kann das Befestigungselement in Form von ein oder mehreren Rastnasen oder Widerhaken ausgebildet sein.
- Das Leuchtmittel kann ferner derart ausgebildet sein, dass ein Gegenkontaktelement zwei oder mehr Kontaktelemente elektrisch kontaktiert. Das Gegenkontaktelement kann dadurch zwei oder mehr Kontaktelemente überspannen, wobei dadurch auch zwei oder mehr Leuchtelementeinheiten mit einem Gegenkontaktelement elektrisch leitend kontaktiert werden können. Die Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung bei mehreren Leuchtelementeinheiten eines Leuchtmittels kann dadurch schneller und mit einem geringeren Aufwand erfolgen. Zudem kann die Anzahl der notwendigen Gegenkontaktelemente reduziert werden, wodurch das gesamte Leuchtmittel kompakter ausgebildet werden kann.
- Weiter ist es möglich, dass mehrere Gegenkontaktelemente an einer Trägerplatte befestigt sind und die mehreren Gegenkontaktelemente mit mehreren Kontaktelementen elektrisch kontaktierbar sind. Durch diese Ausbildung können mehrere Leuchtelementeinheiten besonders kompakt aneinander gereiht angeordnet werden, indem diese beispielsweise zu Blöcken zusammengefasst werden, um ein Leuchtmittel auszubilden. Die Trägerplatte kann beispielsweise in Form einer Leiterplatte oder auch in Form eines Rahmens, auf welchem die Gegenkontaktelemente aufsitzen, zur Erhöhung der Stabilität ausgebildet sein.
- Weiter ist es auch möglich eine Verbindung zwischen zwei nebeneinander angeordneten Leuchtelementeinheiten eines Leuchtmittels kompakt und unmittelbar auszubilden, indem ein Kontaktelement einer ersten Leuchtelementeinheit mit einem Gegenkontaktelement, welches mit einem Kontaktelement einer zweiten Leuchtelementeinheit elektrisch kontaktierbar ist, über einen Verbindungsbereich einstückig verbunden ist.
- Das Gegenkontaktelement kann mit einer Stromzuführung, beispielsweise mittels eines Kabels, verbunden sein. Weiter ist es aber auch möglich, dass zur Verbindung von zwei Leuchtelementeinheiten ein erstes Gegenkontaktelement, welches mit einem Kontaktelement einer ersten Leuchtelementeinheit verbunden ist, mit einem zweiten Gegenkontaktelement, welches mit einem Kontaktelement einer zweiten Leuchtelementeinheit verbunden ist, über geeignete Leiterelemente, wie beispielsweise ein Kabel, miteinander verbunden sind. Ferner kann das Gegenkontaktelement auf einer Leiterplatte aufgelötet und so elektrisch leitfähig mit der Leiterplatte sowie über Leiterbahnen mit weiteren Gegenkontaktelementen verbunden sein. Dies kann beispielsweise mittels der MID-Technologie (MID: molded interconnect device) erfolgen.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
- Es zeigen
-
1 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels gemäß einer Ausführungsform; -
2 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
3 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
4 eine weitere schematische Darstellung der in3 gezeigten Ausführungsform eines Leuchtmittels; -
5 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels gemäß einer weiteren Ausführungsform; und -
6 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels gemäß einer weiteren Ausführungsform. - In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
- Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
- In
1 ist ein als Leuchtpanel ausgebildetes Leuchtmittel1 gezeigt, welches eine Leuchtelementeinheit2 in Form mindestens einer Kontaktleiste sowie ein Trägerelement3 aufweist, auf welchem eine oder mehrere Kontaktflächen und ein Licht emittierendes Halbleiterelement angeordnet sind, wobei das Licht emittierende Halbleiterelement über ein oder mehrere Kontaktflächen des Trägerelementes3 kontaktiert ist. Das Licht emittierende Halbleiterelement ist von einem Verkapselungsmaterial4 umgeben, um das Licht emittierende Halbleiterelement vor Umgebungseinflüssen zu schützen. Auf einer der ein oder mehreren Kontaktflächen ist weiter eine Leiterplatte5 angeordnet, auf welcher wiederum ein Kontaktelement6 angeordnet ist, wobei das Kontaktelement6 hier in Form eines Buchsenelementes, insbesondere einer Buchsenleiste, die mehrere Öffnungen7 aufweist, ausgebildet ist. Das Licht emittierende Halbleiterelement ist über das Trägerelement3 , die ein oder mehreren Kontaktflächen sowie die Leiterplatte5 elektrisch mit dem Kontaktelement6 verbunden. - Das Leuchtmittel
1 weist ferner ein Gegenkontaktelement8 auf, welches hier als ein Steckerelement in Form einer Steckerleiste ausgebildet ist und eine Vielzahl von Stiftkontakten9 aufweist, die zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement6 und dem Gegenkontaktelement8 jeweils in eine Öffnung7 des Kontaktelementes6 eingeführt werden können. Das Kontaktelement6 und das Gegenkontaktelement8 sind somit über eine Steckverbindung elektrisch miteinander kontaktierbar. Der Richtungspfeil10 zeigt die Bewegung des Gegenkontaktelementes8 in Richtung des Kontaktelementes6 zur Ausbildung der Steckverbindung und damit einer elektrischen Kontaktierung. Das Gegenkontaktelement8 ist über ein Kabel11 mit einer Stromzuführung verbunden. -
2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Leuchtmittels1 , wobei das Leuchtmittel1 zwei oder mehr Leuchtelementeinheiten2a ,2b aufweisen kann. Jede Leuchtelementeinheit2a ,2b weist jeweils einen Träger3a ,3b , ein von einem Verkapselungsmaterial4a ,4b umgebenes Licht emittierendes Halbleiterelement und eine Kontaktfläche auf, auf welcher ein als Buchsenelement ausgebildetes Kontaktelement6a ,6b angeordnet ist, wobei das Kontaktelement6a ,6b hier unmittelbar auf der Kontaktfläche angeordnet ist und über eine stoffschlüssige Verbindung, ausgebildet durch Kleben, Bonden, Löten oder Schweißen, mit der Kontaktfläche elektrisch verbunden ist. Ferner weist das Leuchtmittel1 ein als Steckerelement ausgebildetes Gegenkontaktelement8 auf, wobei das Gegenkontaktelement8 derart lang ausgebildet ist, dass es in die beiden Kontaktelemente6a ,6b der beiden Leuchtelementeinheiten2a ,2b einsteckbar ist, so dass über ein Gegenkontaktelement8 zwei Leuchtelementeinheiten2a ,2b miteinander verbunden werden können. Auch hier ist an dem Gegenkontaktelement8 ein Kabel11 angeordnet, welches mit einer Stromzuführung oder aber auch mit einem weiteren Gegenkontaktelement8 , hier nicht gezeigt, verbunden sein kann. - In
3 ist eine Ausführungsform eines Leuchtmittels1 in Form eines Leuchtmoduls gezeigt, bei welcher das Leuchtmittel1 ebenfalls zwei Leuchtelementeinheiten2a ,2b aufweist, wobei jede Leuchtelementeinheit2a ,2b jeweils ein Trägerelement3a ,3b , ein von einem Verkapselungsmaterial4a ,4b umgebenes Licht emittierendes Halbleiterelement und eine Kontaktfläche aufweisen. Auf den Kontaktflächen ist jeweils ein als Steckerelement ausgebildetes Kontaktelement6a ,6b angeordnet. Das Gegenkontaktelement8 ist hier als Buchsenelement ausgebildet und ist auf einer als Leiterplatte ausgebildeten Trägerplatte12 angeordnet. Die beiden Kontaktelemente6a ,6b sind nebeneinander an dem Gegenkontaktelement8 anordbar bzw. einsteckbar, so dass auch hier zwei Leuchtelementeinheiten2a ,2b über ein Gegenkontaktelement8 miteinander verbindbar sind. -
4 zeigt die in3 gezeigte Ausführungsform in einem Zustand, bei welchem die Kontaktelemente6a ,6b der Leuchtelementeinheiten2a ,2b mit dem Gegenkontaktelement8 zusammengesteckt sind, wobei durch Anordnen der Leuchtelementeinheiten2a ,2b und des Gegenkontaktelementes8 unmittelbar nebeneinander eine besonders kompakte Ausbildung eines Leuchtmittels1 erreicht wird. -
5 zeigt eine Ausführungsform die ähnlich zu der in3 und4 gezeigten Ausführungsform ist, wobei hier auf der Trägerplatte12 mehrere, insbesondere drei, Gegenkontaktelemente8a ,8b ,8c angeordnet sind und die Leuchtelementeinheiten2a ,2b jeweils zwei Kontaktelemente6a ,6b aufweisen. Das mittig zwischen den beiden Leuchtelementeinheiten2a ,2b angeordnete Gegenkontaktelement8b , welches als Buchsenelement ausgebildet ist, weist, wie auch in der in4 gezeigten Ausführungsform vorgesehen ist, zwei parallel zueinander verlaufende Reihen an Öffnungen auf, wobei in die erste Reihe der Öffnungen die Stiftkontakte des Kontaktelementes6a der ersten Leuchtelementeinheit2a und in die zweite Reihe der Öffnungen die Stiftkontakte des Kontaktelementes6b der zweiten Leuchtelementeinheit2b eingesteckt werden können, um eine elektrische Kontaktierung auszubilden. Die rechts und links von dem mittig angeordneten Gegenkontaktelement8b angeordneten, ebenfalls als Buchsenelemente ausgebildete Gegenkontaktelemente8a ,8c weisen jeweils nur eine Reihe an Öffnungen auf, wobei in die Öffnungen des Gegenkontaktelementes8a Stiftkontaktelemente eines weiteren Kontaktelementes6a der ersten Leuchtelementeinheit2a und in die Öffnungen des Gegenkontaktelementes8b Stiftkontaktelemente eines weiteren Kontaktelementes6b der zweiten Leuchtelementeinheit2b einsteckbar sind, um eine elektrische Kontaktierung auszubilden. Bei dieser Ausführungsform kann ein Leuchtmittel aus mehreren zu einem Block zusammengefassten Leuchtelementeinheiten2a ,2b ausgebildet sein. - In
6 wird ferner eine Ausführungsform eines als Leuchtpanel ausgebildeten Leuchtmittels1 gezeigt, bei welcher ein Kontaktelement6a einer ersten Leuchtelementeinheit2a mit einem Gegenkontaktelement8 , welches mit einem Kontaktelement einer benachbart zu der ersten Leuchtelementeinheit2a anordbaren zweiten Leuchtelementeinheit, hier nicht gezeigt, elektrisch kontaktierbar ist, über einen Verbindungsbereich13 einstückig verbunden ist. Das Kontaktelement6a ist hier als Buchsenelement und das Gegenkontaktelement8 als Steckerelement ausgebildet, wobei die Öffnungen7 des Buchsenelementes des Kontaktelementes6a entgegengesetzt zu den Stiftkontakten9 des Gegenkontaktelementes8 gerichtet sind. Das mit dem Gegenkontaktelement8 einstückig ausgebildete Kontaktelement6a bildet eine Stufenform bzw. eine Z-Form aus. Bei dieser Ausführungsform können zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Leuchtelementeinheiten elektrisch miteinander verbunden werden.
Claims (11)
- Leuchtmittel (
1 ), mit • mindestens einer Leuchtelementeinheit (2 ,2a ,2b ), welche einen Träger (3 ,3a ,3b ), mindestens ein auf dem Träger (3 ,3a ,3b ) angeordnetes, von einem Verkapselungsmaterial (4 ,4a ,4b ) umgebenes Licht emittierendes Element, mindestens eine auf dem Träger (3 ,3a ,3b ) ausgebildete Kontaktfläche und mindestens ein auf der Kontaktfläche angeordnetes Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) aufweist, wobei das von einem Verkapselungsmaterial (4 ,4a ,4b ) umgebene Licht emittierende Element über die Kontaktfläche mit dem Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) elektrisch verbunden ist, und • mindestens ein Gegenkontaktelement (8 ,8a ,8b ,8c ), wobei das Gegenkontaktelement (8 ,8a ,8b ,8c ) mit dem Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) über eine Steckverbindung elektrisch kontaktierbar ist. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß Anspruch 1, wobei das mindestens eine von einem Verkapselungsmaterial (4 ,4a ,4b ) umgebene Licht emittierende Element mindestens ein Licht emittierendes Halbleiterelement aufweist. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) ein Buchsenelement und das Gegenkontaktelement (8 ,8a ,8b ,8c ) ein Steckerelement oder das Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) ein Steckerelement und das Gegenkontaktelement (8 ,8a ,8b ,8c ) ein Buchsenelement ist. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) mit der Kontaktfläche unmittelbar über eine stoffschlüssige Verbindung elektrisch verbunden ist. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) über eine Leiterplatte (5 ,5a ,5b ) mit der Kontaktfläche elektrisch verbunden ist. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß Anspruch 5, wobei die Leiterplatte (5 ) eine flexible Leiterplatte ist. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gegenkontaktelement (8 ,8a ,8b ,8c ) an dem Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) über mindestens ein Befestigungselement lösbar verrastbar ist. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Gegenkontaktelement (8 ,8a ,8b ,8c ) zwei oder mehr Kontaktelemente (6 ,6a ,6b ) elektrisch kontaktiert. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mehrere Gegenkontaktelemente (8 ,8a ,8b ,8c ) an einer Trägerplatte (12 ) befestigt sind und die mehreren Gegenkontaktelemente (8 ,8a ,8b ,8c ) mit mehreren Kontaktelementen (6 ,6a ,6b ) elektrisch kontaktiert sind. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) einer ersten Leuchtelementeinheit (2 ,2a ,2b ) mit einem Gegenkontaktelement (8 ,8a ,8b ,8c ), welches mit einem Kontaktelement (6 ,6a ,6b ) einer zweiten Leuchtelementeinheit (2 ,2a ,2b ) elektrisch kontaktierbar ist, über einen Verbindungsbereich (13 ) einstückig verbunden ist. - Leuchtmittel (
1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Gegenkontaktelement (8 ,8a ,8b ,8c ) mit einer Stromzuführung verbunden ist.
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