DE102021108094A1 - Linsenhalteanordnung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Linsenhalteanordnung für Linsen (2) einer Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem Umgebungskörper (5), der eine Anzahl von koaxial zueinander und in einem axialen Abstand zueinander angeordneten Linsen (2) umgibt und der auf einer Innenseite eine Anzahl von Anschlagelementen (10) aufweist, an denen die Linsen (2) mit einem vorderseitigen oder rückseitigen Rand (11, 14) anliegen, wobei der Umgebungskörper (5) segmentiert ausgebildet ist mit einer Anzahl von Segmenten (6, 7), die jeweils die Linsen (2) in einem Umfangswinkelabschnitt (φ) umgeben, und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen der Segmente (6, 7).
Description
- Die Erfindung betrifft eine Linsenhalteanordnung für Linsen einer Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem Umgebungskörper, der eine Anzahl von koaxial zueinander und in einem axialen Abstand zueinander angeordneten Linsen umgibt und der auf einer Innenseite eine Anzahl von Anschlagelementen aufweist, an denen die Linsen mit einem vorderseitigen oder rückseitigen Rand anliegen.
- Aus der
WO 19194276 A1 DE 10 2012 206 831 A1 bekannt ist. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Linsenhalteanordnung für Linsen einer Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass der Montageaufwand insbesondere bei einer Vielzahl von Linsen verringert werden kann.
- Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungskörper segmentiert ausgebildet ist mit einer Anzahl von Segmenten, die jeweils die Linsen in einem Umfangswinkelabschnitt umgeben, und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen der Segmente.
- Nach der Erfindung besteht ein die linsenumgebender Umgebungskörper aus mehreren Segmenten, die relativ zueinander in eine Montagestellung bewegbar angeordnet sind. Vorteilhaft können die Linsen nacheinander oder gleichzeitig an einem ersten Segment positioniert werden. In einem weiteren Schritt erfolgt das Zusammenfügen des ersten Segmentes mit mindestens einem weiteren Segment, wobei alle Linsen positionsgenau angeordnet sind. Der Fertigungsaufwand kann hierdurch reduziert werden. Herstellungstechnisch günstig können die Segmente beispielsweise im Tiefziehverfahren oder im Spritzguss aus Kunststoff oder Metall oder einem Verbundwerkstoff oder einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt werden.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Segmente als Halbschalen ausgebildet, wobei die Halbschalen sich jeweils in einen Umfangswinkelbereich von 180° erstrecken. Die eine Halbschale dient während der Montage zur Aufnahme der Linsen. Durch Bewegen der zweiten Halbschale in die Montagestellung, in der die Linsen durch die beiden Halbschalen eingespannt sind, kann eine schnelle und einfache Montage erfolgen, wobei die einzelnen Linsen positionsgenau gehalten sind.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Segmente bzw. Halbschalen einen seitlich abstehenden Befestigungsflansch auf, an der Befestigungsmittel angreifen zur Fixierung der Segmente bzw. Halbschalen zueinander.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist den Befestigungsflanschen ein Axialausgleichsmittel zugeordnet zur lagesicheren Anordnung der Segmente zueinander in Axialrichtung. Beispielsweise kann das Axialausgleichsmittel als ein Langloch ausgebildet sein, so dass bei Justierung der Segmente ein Toleranzausgleich geschaffen werden kann.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind innenseitig der Segmente und/oder der Halbschalen zum einen Anschlagelemente und zum anderen Federelemente vorgesehen, mittels derer die Linsen in der Montagestellung präzise gehalten sind. Während die Segmente bzw. Halbschalen zusammen mit den Anschlagelementen zum Halten der Linsen dienen, bewirken die Federelemente eine Verringerung der Positionstoleranz der Linsen.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind den Linsen jeweils mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnete Anschlagelemente einerseits und eine Anzahl von Federelementen zugeordnet, wobei die Federelemente vorzugsweise senkrecht zur Anlagefläche an der Linse federnd ausgebildet sind. Vorteilhaft kann hierdurch eine spielfreie Anordnung der Linsen innerhalb des durch die Segmente gebildeten Umgebungskörpers bereitgestellt werden. Durch die Kombination aus Anschlagelementen und Federelementen sind Linsen innerhalb des Umgebungskörpers quasi verkapselt angeordnet und weisen eine eindeutige Relativposition zueinander auf. Hierdurch kann eine bessere Abbildungsgüte des lichttechnischen Systems sowie ein höherer Wirkungsgrad aufgrund der genauen Position der Linsen bereitgestellt werden.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Federelement als ein Metallfederelement mit einer profilierten Oberflächenstruktur ausgebildet, so dass Streulicht absorbiert werden kann. Vorteilhaft kann hierdurch eine Kontrasterhöhung und ein Schutz gegen einen sogenanntes Brennglas-Effekt durch Sonneneinstrahlung von außen erfolgen.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Innenseite der Segmente mit einer Reflexionsfläche versehen. Die Linsen selbst sind glasklar ausgebildet, so dass hierdurch eine designtechnisch gewünschte Tiefenwirkung des so gebildeten Objektivs bzw. Linsenanordnung bereitgestellt werden kann.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Innenseite der Segmente eingefärbt oder lackiert oder bedampft ausgeführt, so dass die Linsen im Kalterscheinungsbild eine Eigenfarbe, beispielsweise blau, aufweisen bzw. im Warmerscheinungsbild eine gezielte Farbwirkung der Linsen in der schrägen Seitenansicht erzeugt wird.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Linsenhalteanordnung, -
2 einen Querschnitt durch die Linsenhalteanordnung entlang einer Schnittlinie II-II in1 und -
3 eine Draufsicht auf die Linsenhalteanordnung. - Eine Linsenhalteanordnung 1 ist Bestandteil einer Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge, die beispielsweise zur Erzeugung einer Abblendlichtfunktion, Fernlichtfunktion oder dergleichen dient.
- Die Linsenhalteanordnung 1 weist eine Mehrzahl von Linsen 2 auf und ist in Hauptabstrahlrichtung 3 vor einer Lichtquelle 4 angeordnet. Die Lichtquelle 4 kann beispielsweise als LED-Lichtquelle ausgebildet sein. Die in der Linsenhalteanordnung 1 zusammengefassten Linsen 2, die axial versetzt zueinander angeordnet sind, dienen zur Abbildung der Lichtquelle 4 entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilung. Die Lichtquelle 4 kann eine Mehrzahl von auf einem Array verteilt angeordneten Leuchtelementen aufweisen. Die Linsen 2 sind koaxial zueinander angeordnet. Auf einer optische Achse A der Linsen 2 ist die Lichtquelle 4 angeordnet.
- Die Linsenhalteanordnung 1 umfasst einen Umgebungskörper 5, der die Linsen 2 einfasst und in der vorgesehenen Position relativ zu der Lichtquelle 4 hält. Der Umgebungskörper 5 der Linsenhalteanordnung 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgebildet und besteht aus zwei Segmenten, die jeweils als Halbschalen 6, 7 ausgebildet sind. Eine obere Halbschale 6 und eine untere Halbschale 7 erstrecken sich jeweils in einem Umfangswinkelbereich φ von 180°. Umfangsseitige Enden der Halbschalen 6, 7 sind als Befestigungsflansche 8, 9 ausgebildet, die in der Montageposition der Halbschalen 6, 7 flächig aneinander liegen, s.
2 . - Wie aus
1 ersichtlich ist, sind die Halbschalen 6, 7 als Gleichteile ausgebildet, wobei sie zur Halterung der Linsen 2 Halteabschnitte 18 aufweisen, in denen die Linsen 2 jeweils lagesicher, quasi verkapselt, angeordnet sind. Die Halbschalen 6, 7 sind profiliert ausgebildet in Abhängigkeit von der Quererstreckung Q bzw. Durchmesser der Linsen 2. Die Querrichtung Q verläuft senkrecht zu der optischen Achse A. - Zur positionsgenauen Halterung der Linsen 2 weisen die Halbschalen 6, 7 jeweils in dem Halteabschnitt 18 eine Anzahl von Anschlagelementen 10 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in einem vorderen Bereich des Halteabschnitts 18 der Linsenhalteanordnung 1 mindestens drei Anschlagelemente 10 angeordnet, an denen die Linsen 2 jeweils mit einem vorderseitigen Rand 11 anliegen. Beispielsweise kann die untere Halbschale 7 zwei Anschlagelemente 10 und die obere Halbschale 6 ein einziges Anschlagelement 10 aufweisen. Hierdurch ist eine eindeutige Positionierung in einer einzigen Axialrichtung der Linsen 2 vorgegeben.
- Die Anschlagelemente 10 ragen jeweils von einer Mantelfläche 12 der Halbschalen 6, 7 in Radialrichtung nach innen ab.
- Im Bereich einer Rückseite der jeweiligen Halteabschnitte 18 weisen die Halbschalen 6, 7 jeweils Federelemente 13 auf, die einen rückseitigen Rand 14 der Linsen 2 federnd abstützen und somit eine spielfreie Anordnung der Linsen 2 in der Linsenhalteanordnung 1 sicherstellen.
- Die Federelemente 13 sind jeweils an einer Innenseite der Mantelfläche 12 und an einer Vorderseite eines von der Mantelfläche 12 nach radial nach innen abragenden Auslegers 15 befestigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Linsen 2 jeweils an dem rückseitigen Rand 14 und an einer Mantelfläche 16 derselben durch das vorzugsweise einstückig ausgebildete Federelement 13 abgestützt und positionsgesichert.
- Wie aus
1 zu ersehen ist, weist das Federelement 13 einen Axialabschnitt 13', der an einer mantelseitigen Oberfläche der Linse 2 anliegt, und einen Radialabschnitt 13" auf, der an dem rückseitigen Rand 14 bzw. rückseitigen Oberfläche der Linse 2 anliegt. Vorzugsweise sind der Axialabschnitt 13' und der Radialabschnitt 13" einstückig miteinander verbunden. Der Axialabschnitt 13' ist derart ausgebildet, dass die Federwirkung in radialer Richtung gerichtet ist. Der Radialabschnitt 13" ist derart ausgebildet, dass die Federwirkung in Axialrichtung erfolgt. Zum Einspannen der Linsen 2 schneidet eine gedachte Verbindungslinie V zum einen das Anschlagelement 10 und zum anderen den Radialabschnitt 13" des Federelementes 13 eines jeweiligen Halteabschnitts 18 der Linsenhalteanordnung 1. - Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das Federelement 13 auch derart angeordnet sein, dass lediglich der rückseitige Rand 14 der Linsen 2 an dem Federelement 13 anliegt.
- Die Federelemente 13 sind derart ausgebildet, dass eine Federwirkung senkrecht zu einer Oberfläche der Linse 2 verläuft, an der das Federelement 13 anliegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt somit eine federnde Positionssicherung der Linsen 2 sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung.
- Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt eine flächige Anlage bzw. eine flächige Abstützung der jeweiligen Linsen 2 an den Federelementen 13. Nach einer alternativen Ausführungsform kann die Kontaktierung zwischen den Federelementen 13 und den Linsen 2 auch punktförmig und somit nicht flächig erfolgen. Dies gilt in gleicher Weise für die Kontaktierung der Anschlagelemente 10 an den Linsen 2.
- Es sei angemerkt, dass je Halteabschnitt 18 mindestens drei Anschlagelemente 10 und/oder drei Federelemente 13 vorgesehen sind. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Federelemente 13 auch in Hauptabstrahlung 3 vor der jeweiligen Linse 2 und die Anzahl der Anschlagelemente 10 an einer Rückseite der jeweiligen Linsen 2 angreifen.
- Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Linsenhalteanordnung 1 symmetrisch zu einer horizontalen Mittelachse MH derselben ausgebildet.
- Vorzugsweise sind die Federelemente 13 als Metallfederelemente ausgebildet, die vorzugsweise eine profilierte Struktur bzw. Riffelstruktur aufweisen. Hierdurch kann der Reflexionsgrad des auf die Federelemente 13 treffenden Lichtes reduziert und damit Streulicht absorbiert werden.
- Die Federelemente 13 können beispielsweise mittels einer Niet- oder Schweiß- oder Löt- oder Klebeverbindung an dem Ausleger 15 der Halbschalen 6, 7 befestigt sein.
- Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Federelemente 13 aus einem elastisch verformbaren Kunststoffmaterial bestehen, wobei die Federelemente vorzugsweise in einem Zweikomponentenspritzgießverfahren zusammen mit den Halbschalen 6, 7 durch Spritzgießen gleichzeitig hergestellt werden.
- Wie aus
3 zu ersehen ist, weist der Befestigungsflansch 8 der zumindest eines der Halbschalen 6, 7 als Axialausgleichsmittel ein Langloch 17 auf, das in Axialrichtung orientiert ausgebildet ist. Durch die größere Länge des Langlochs 17 in Axialrichtung als in Querrichtung (Radialrichtung) kann ein Axialausgleich bei der Justierung der Halbschalen 6, 7 relativ zueinander erfolgen. Nach Justierung der Halbschalen 6, 7 zueinander kann eine Fixierung der Befestigungsflansche 8, 9 zueinander beispielsweise mittels eines Rastelementes oder eines anderen Befestigungsmittels erfolgen. Diese Halbschalen 6, 7 sind dann kraftschlüssig miteinander verbunden. - Die Justierung der Halbschalen 6, 7 zueinander wird vorzugsweise durch eine selbstzentrierende Geometrie derselben sichergestellt, wobei eine dreiwertige Fixierung auf einer der Lichtquelle 4 zugewandten Rückseite des so gebildeten Umgebungskörpers 5 erfolgt. Während die dreiwertige Fixierung in drei orthogonal zueinander angeordneten Raumrichtungen an der Rückseite des Umgebungskörpers 5 erfolgt, kann eine zweiwertige Fixierung in zwei orthogonal zueinander angeordnete Richtungen im Bereich einer Vorderseite des Umgebungskörpers 5 erfolgen. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Positionsgenauigkeit der der Lichtquelle 4 zugewandten Linse 2 der Linsenhalteanordnung 1 größer ist als bei einer weiter entfernt von der Lichtquelle 4 angeordneten Linse 2.
- Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Linsen 2 aus einem Glasmaterial hergestellt. Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Linsen 2 aus einem Kunststoffmaterial bestehen, wobei die Federelemente 13 und/die Anschlagelemente 10 vorzugsweise an den Linsen 2 angeformt sind. Die Federelemente 13 und/oder die Anschlagelemente 10 bestehen bei dieser Ausführungsform aus dem gleichen Material wie die Linsen 2 selbst.
- Eine Innenseite der Halbschalen 6, 7 kann als eine Reflexionsfläche ausgebildet sein, die das einfallende Licht beim stehenden Fahrzeug reflektiert. In Verbindung mit einer glasklaren Oberfläche der Linsen 2, also ohne Mikrostrukturen oder dergleichen, kann ein tiefer Einblick in die Linsenanordnung 1 erfolgen, so dass ein offenes Erscheinungsbild der Linsenhalteanordnung 1 gegeben ist.
- Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung können die beiden Halbschalen 6, 7 auch über ein Filmscharnier mit einer axialen Drehachse verschwenkbar zueinander angeordnet sein.
- Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Montage zweistufig. In einer ersten Stufe werden die Linsen 2 auf der unteren Halbschale 7 positioniert. In einer zweiten Stufe wird dann die obere Halbschale 6 translatorisch der unteren Halbschale 7 zugeführt, wobei eine Oberseite der Linsen 2 mittels der Anschlagelemente 10 und der Federelemente 13 der oberen Halbschale 6 zwischen den beiden Halbschalen 6, 7 positionsgenau eingespannt wird.
- Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann die Linsenhalteanordnung 1 auch vier oder fünf Linsen 2 aufnehmen oder in Summe nur 2 Linsen aufnehmen. Die Halbschalen 6, 7 sind vorzugsweise aus einem Metallmaterial hergestellt.
- Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Umgebungskörper 5 auch durch drei oder mehr Segmente gebildet sein, wobei sich die Segmente jeweils in einem stumpfen Umfangswinkelbereich erstrecken.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Linsenhalteanordnung
- 2
- Linsen
- 3
- Hauptabstrahlrichtung
- 4
- Lichtquellen
- 5
- Umgebungskörper
- 6
- Halbschalen
- 7
- Halbschalen
- 8
- Befestigungsflansch
- 9
- Befestigungsflansch
- 10
- Anschlagelemente
- 11
- vorderseitiger Rand
- 12
- Mantelfläche
- 13,13',13"
- Federelement, Axialabschnitt, Radialabschnitt
- 14
- rückseitiger Rand
- 15
- Ausleger
- 16
- Mantelfläche
- 17
- Langloch
- 18
- Halteabschnitt
- A
- Achse
- MH
- Mittelebene
- V
- Verbindungslinie
- φ
- Umfangswinkelbereich
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 19194276 A1 [0002]
- DE 102012206831 A1 [0002]
Claims (14)
- Linsenhalteanordnung für Linsen (2) einer Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem Umgebungskörper (5), der eine Anzahl von koaxial zueinander und in einem axialen Abstand zueinander angeordneten Linsen (2) umgibt und der auf einer Innenseite eine Anzahl von Anschlagelementen (10) aufweist, an denen die Linsen (2) mit einem vorderseitigen oder rückseitigen Rand (11, 14) anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungskörper (5) segmentiert ausgebildet ist mit einer Anzahl von Segmenten (6, 7), die jeweils die Linsen (2) in einem Umfangswinkelabschnitt (φ) umgeben, und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen der Segmente (6, 7).
- Linsenhalteanordnung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6, 7) schalenförmige ausgebildet sind und sich mindestens in einem stumpfen Umfangswinkelbereich erstrecken. - Linsenhalteanordnung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente als Halbschalen (6, 7) ausgebildet sind, die sich jeweils in einem Umfangswinkelbereich (φ) von 180° erstrecken. - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6, 7) an ihren umfangsseitigen Enden einen Befestigungsflansch (8, 9) aufweisen. - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass die aneinanderlegenden Befestigungsflansche (8, 9) der Halbschalen (6, 7) durch ein Rastelement kraftschlüssig miteinander verbunden sind. - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein von den miteinander zu verbindenden Befestigungsflanschen (8, 9) ein Axialausgleichsmittel aufweist zur lagesicheren Anordnung der Segmente (6, 7) zueinander in Axialrichtung. - Linsenhalteanordnung nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass das Axialausgleichsmittel als eine in Axialrichtung orientiertes Langloch (17) ausgebildet ist. - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass den Linsen (2) jeweils mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnete Anschlagelemente (10) zugeordnet sind, die von der Innenseite des mindestens einen Segmentes (6, 7) abragen und an dem vorderseitigen oder rückseitigen Rand (11, 14) der Linsen (2) anliegen, und dass die Linse (2) auf einer gegenüberliegenden Seite der Linse (2) angeordneten Rand (14, 11) von einem Federelement (13) abgestützt sind zur lagesicheren Positionierung derselben in der Linsenhalteanordnung (1). - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13), dessen Federwirkung senkrecht zu einer Oberfläche der Linse (2) verläuft, an der das Federelement (13) anliegt. - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass den Linsen (2) jeweils mehrere Federelemente (13) zugeordnet sind, wobei ein Axialabschnitt (13') des Federelementes (13) an einer mantelseitigen Oberfläche der Linse (2) anliegt, wobei die Federwirkung des ersten Federelementes (13') in radialer Richtung gerichtet ist, und wobei ein Radialabschnitt (13") des Federelementes (13) an der zu dem Anschlagelement (10) gegenüberliegende Seite der Linse (2) an der vorderseitigen oder randseitigen Oberfläche (11, 14) der Linse (2) anliegt, wobei die Federwirkung des Radialabschnitts (13") in axialer Richtung gerichtet ist. - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis10 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13) an einem Ausleger (15) des Segmentes (6, 7) befestigt ist, wobei der Ausleger (15) von einer Mantelfläche (12) der Halbschalen (6, 7) radial nach innen abragt. - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13) als ein Metallfederelement ausgebildet ist mit einer profilierten Oberflächenstruktur. - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis12 , dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6, 7) innenseitig eine Reflexionsfläche aufweisen und dass die Linsen (2) jeweils glasklar ausgebildet sind. - Linsenhalteanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis12 , dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6, 7) innenseitig eine Absorptions- oder eine Eigenfärbung aufweisen, so dass die Linsen (2) ein dunkles oder eingefärbtes Erscheinungsbild aufweisen.
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