DE10310863B3 - sharpener - Google Patents

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Abstract

Beschrieben wird ein mit Druckluft betriebenes Schleifgerät mit einem Rotor (40), der Schlitze (41) aufweist, in denen Rotorschieber (42) radial verschiebbar sind, wobei der Rotor (40) mit den Rotorschiebern (42) in einer gegenüber der Drehachse (A) des Rotors (40) exzentrisch angeordneten Hülse (30) drehbar ist. Die Hülse (30) ist in einem Stator (25) mittels eines Luftspalts (70) luftgelagert. Durch die Reibung der Rotorschieber (42) an der Hülse (30) wird die Hülse in Drehrichtung mitgenommen. Hülse (30) und Rotorschieber (42) sind aus einem Material, das als wesentliche Bestandteile Phenolharz und Baumwollgewebe enthält.A grinding machine operated with compressed air is described with a rotor (40) which has slots (41) in which rotor slides (42) can be moved radially, the rotor (40) with the rotor slides (42) in a direction opposite the axis of rotation (A ) of the rotor (40) eccentrically arranged sleeve (30) is rotatable. The sleeve (30) is air-borne in a stator (25) by means of an air gap (70). Due to the friction of the rotor slide (42) on the sleeve (30), the sleeve is carried in the direction of rotation. Sleeve (30) and rotor slide (42) are made of a material that contains phenolic resin and cotton fabric as essential components.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleifgerät der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art.The Invention relates to a grinder in the preamble of the claim 1 mentioned Art.

Derartige Schleifgeräte sind bei feinen Schleifarbeiten, die von Hand geführt werden, im Einsatz und arbeiten mit hohen Drehzahlen (siehe DE 39 13 908 A1 ; WO 03/067032 A1; US 3 753 469 A ).Such grinders are used for fine grinding work that is performed by hand and work at high speeds (see DE 39 13 908 A1 ; WO 03/067032 A1; US 3,753,469 A ).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schleifgerät dieser Art derart weiterzubilden, dass weniger Reibungsverluste entstehen. Somit sollen höhere Drehzahlen erreichbar und der Verschleiß geringer sein.task the invention is to develop a grinding device of this type in such a way that there is less friction loss. Thus, higher speeds should be achievable and less wear his.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Schleifgerät mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Die Erfindung betrifft ferner die in den Unteransprüchen angegebenen vorteilhaften Weiterbildungen.The solution this task is performed by a grinder with in the claim 1 specified characteristics. The invention further relates to the dependent claims specified advantageous developments.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen wird im Folgenden anhand der 1 bis 9 erläutert. Es stellen dar:An embodiment of the invention and its advantageous developments is described below with reference to 1 to 9 explained. They represent:

1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel; 1 a cross section through an embodiment;

2 einen Schnitt in Richtung der Pfeile II-II in 1; 2 a section in the direction of arrows II-II in 1 ;

3 einen Schnitt in Richtung der Pfeile III-III in 1; 3 a section in the direction of arrows III-III in 1 ;

4 einen Schnitt entlang der Pfeile IV-IV in 1; 4 a section along the arrows IV-IV in 1 ;

5 einen Schnitt entlang der Pfeile V-V in 1; 5 a section along the arrows VV in 1 ;

6 einen Schnitt entlang der Pfeile VI-VI in 1; 6 a section along the arrows VI-VI in 1 ;

7 einen Schnitt entlang der Pfeile VII-VII in 1; 7 a section along the arrows VII-VII in 1 ;

8 einen Schnitt entlang der Pfeile VIII-VIII in 1; 8th a section along the arrows VIII-VIII in 1 ;

9 eine perspektivische Außenansicht des Handschleifgerätes. 9 an external perspective view of the hand grinder.

9 zeigt eine perspektivische Außenansicht des erfindungsgemäßen Schleifgerätes. Es ist cirka 15 cm lang. 9 shows an external perspective view of the grinding device according to the invention. It is about 15 cm long.

Nach 1 weist das Schleifgerät ein Gehäuse 1 auf, das mit einem Gummischlauch 2 überzogen ist. In das Gehäuse 1 ist rechts ein Anschlusskörper 3 mittels Gewinde 4 eingeschraubt. Am linken Ende ist ein Druckring 5 mittels Gewinde 6 eingeschraubt. Zwischen diesen beiden Bauteilen sind die restlichen Teile angeordnet und gegeneinander verspannt, sofern nicht im Folgenden etwas anderes beschrieben wird. Im Anschlusskörper 3 befindet sich ein Luftzuführkanal 7 und Luftabführkanäle 8, 8' (vergleiche auch 6). An der Schulter 9 ist eine Feder 10 abgestützt, die eine Kugel 11 auf den Luftkanalabschnitt 12 drückt, und zwar derart, dass dieser in der in 1 gezeigten Position durch die Kugel 11 verschlossen wird. In den Anschlusskörper 3 ist das Rohrstück 13 eingeschraubt, das die erwähnte Schulter 9 aufweist.To 1 the grinder has a housing 1 on that with a rubber hose 2 is covered. In the case 1 is a connector on the right 3 by means of thread 4 screwed. At the left end is a pressure ring 5 by means of thread 6 screwed. The remaining parts are arranged between these two components and braced against one another, unless something else is described below. In the connector body 3 there is an air supply duct 7 and air discharge ducts 8th . 8th' (compare also 6 ). On the shoulder 9 is a feather 10 supported that a ball 11 on the air duct section 12 presses, in such a way that this in the 1 shown position by the ball 11 is closed. In the connector body 3 is the pipe section 13 screwed that the mentioned shoulder 9 having.

Auf den Anschlusskörper 3 ist ein Schaltring 14, der außen mit einer Riffelung 15 versehen ist, beschränkt drehbar angeordnet. Die beschränkte Drehbarkeit ergibt sich dadurch, dass ein Stift 16 im Anschlusskörper 3 angeordnet ist, der in eine Ausfräsung 17 im Schaltring 14 hineinragt (vergleiche 6). Diese Ausfräsung 17 im Schaltring 14 ist über einen Winkelbereich von cirka 90 ° begrenzt und begrenzt damit auch die Drehung des Schaltringes 14 gegenüber dem auf dem Anschlusskörper 3 angeordneten Stift 16.On the connector body 3 is a switching ring 14 , the outside with a corrugation 15 is provided, rotatably arranged. The limited rotatability results from the fact that a pin 16 in the connector body 3 is arranged in a cutout 17 in the switching ring 14 protrudes (compare 6 ). This milled out 17 in the switching ring 14 is limited over an angular range of approximately 90 ° and thus also limits the rotation of the switching ring 14 opposite to that on the connector body 3 arranged pen 16 ,

Wie weiter aus 1 und 6 zu ersehen, ist einer radial verlaufenden Bohrung 18 im Schaltring 14 radial verschiebbar ein Schaltstift 19 angeordnet, dessen äußeres Ende sich an der Schaltfläche 20 abstützt, die Teil einer Ausfräsung 21 im Schaltring 14 ist. Der Verlauf der Schaltfläche 20, nämlich in radialer Richtung zu- beziehungsweise abnehmend, bewirkt, dass bei Drehung des Schaltringes 14 gegenüber dem Anschlusskörper 3 die Kugel 11 aus der in 1 gezeigten Position radial nach unten herausgedrückt wird, so dass die Verbindung zwischen Luftzufuhrkanal 7 und Luftkanalabschnitt 12 frei wird. Damit ist die Druckluftzufuhr zum Inneren des Gerätes, das heißt unter anderem im Anschluss an den Luftkanalabschnitt 12 in den Luftkanalabschnitt 22 freigegeben.How further out 1 and 6 can be seen is a radially extending bore 18 in the switching ring 14 a switching pin can be moved radially 19 arranged, the outer end of which is on the button 20 supports that part of a cutout 21 in the switching ring 14 is. The history of the button 20 , namely increasing or decreasing in the radial direction, causes that when the switching ring rotates 14 opposite the connector body 3 the ball 11 from the in 1 shown position is pushed radially downward, so that the connection between the air supply duct 7 and air duct section 12 becomes free. This is the compressed air supply to the inside of the device, that is, among other things, in connection to the air duct section 12 in the air duct section 22 Approved.

Der Luftkanalabschnitt 22 befindet sich in einem Luftleitring 23. Dieser drückt, infolge der bereits erwähnten Verschraubung, auf den Lagerring 24 (3), eine Luftverteilscheibe 50 (8), den Stator 25 und einen weiteren Lagerring 26. Im Stator 25 befindet sich drehbar eine Hülse 30.The air duct section 22 is located in an air guide ring 23 , As a result of the screw connection already mentioned, this presses on the bearing ring 24 ( 3 ), an air distribution disc 50 ( 8th ), the stator 25 and another bearing ring 26 , In the stator 25 a sleeve is rotatable 30 ,

Im Lagerring 24 befindet sich ein Kugellager 27. Ferner befinden sich zwischen Lagerring 26 und Druckring 5 Kugellager 28, die radial außen am Gehäuse 1 abgestützt sind. Im Lagerring 26 befindet sich ferner ein Gleitlager 29.In the bearing ring 24 there is a ball bearing 27 , There are also between the bearing ring 26 and pressure ring 5 ball-bearing 28 that are radially outside of the housing 1 are supported. In the bearing ring 26 is a plain bearing 29 ,

Der mittels der Kugellager 27, 28 und Gleitlager 29 im Gehäuse drehbar gelagerte Rotor 40 ist, wie aus 7 ersichtlich, mit radial verlaufenden Schlitzen 41 versehen, in denen Rotorschieber 42 radial verschiebbar angeordnet sind. Ihr radial äußeres Ende liegt jeweils an der Innenfläche der Hülse 30 an. Bei Drehung des Rotors 40 werden sie durch die Zentrifugalkraft zur Anlage an die Hülse 30 nach außen gedrückt.The means of the ball bearings 27 . 28 and plain bearings 29 rotor rotatably mounted in the housing 40 is how out 7 visible, with radial slots 41 provided in which rotor slide 42 are arranged radially displaceable. Its radially outer end lies on the inner surface of the sleeve 30 on. When the rotor rotates 40 centrifugal force causes them to abut the sleeve 30 pushed outwards.

Wie aus 1 und 7 ersichtlich, ist die Hülse 30 exzentrisch bezüglich der Drehachse A (vergleiche 1) des Rotors 40 im Stator 25 angeordnet, so dass bei Drehung des Rotors 40 die Rotorschieber 42 pro Umdrehung einmal hin und her geschoben werden. Zwischen Rotor 40 und der Hülse 30 befindet sich der sichelförmige Druckraum 45. In diesen tritt die Druckluft ein, trifft auf die Rotorschieber 42 und dreht somit den Rotor 40.How out 1 and 7 can be seen, the sleeve 30 eccentric with respect to the axis of rotation A (cf. 1 ) of the rotor 40 in the stator 25 arranged so that when the rotor rotates 40 the rotor slide 42 be pushed back and forth once per revolution. Between rotor 40 and the sleeve 30 is the crescent-shaped pressure chamber 45 , The compressed air enters them and hits the rotor valves 42 and thus turns the rotor 40 ,

Die Zufuhr von Druckluft aus dem Luftkanalabschnitt 22 zum Druckraum 45 erfolgt, wie aus 2 zu ersehen, über eine ringförmige Aussparung 46 in dem Luftleitring 23 und einen radial von dieser nach außen abgehenden Zuluftkanal 47, der, wie aus 3 ersichtlich, in einen Zuluftkanal 48 im Lagerring 24 mündet. Dieser Zuluftkanal 48 im Lagerring 24 erweitert sich bis zum linken Ende des Lagerrings 24 (1) hin. Der Zuluftkanal 48 mündet dann, wie aus 5 zu ersehen, in eine nierenförmige Aussparung 49 in der Luftverteilscheibe 50, von der der Übertritt der Druckluft in den Druckraum 45 erfolgt. Die Luftverteilscheibe 50, die Hülse 30 und der Lagerring 24 sind mittels eines Stiftes 51 gegen Verdrehung gesichert.The supply of compressed air from the air duct section 22 to the pressure chamber 45 done as from 2 can be seen through an annular recess 46 in the air guide ring 23 and a supply air duct radially extending outward therefrom 47 who like out 3 can be seen in a supply air duct 48 in the bearing ring 24 empties. This supply air duct 48 in the bearing ring 24 extends to the left end of the bearing ring 24 ( 1 ) there. The supply air duct 48 then flows out like 5 to be seen in a kidney-shaped recess 49 in the air distribution disc 50 , from which the transfer of compressed air into the pressure chamber 45 he follows. The air distribution disc 50 who have favourited Sleeve 30 and the bearing ring 24 are using a pen 51 secured against rotation.

Wie aus einem Vergleich von 5, 7 und 8 ersichtlich, tritt die Druckluft aus der Aussparung 49 in der Luftverteilscheibe 50 von rechts oben (in 7) in den Druckraum 45 ein. Von dieser Stelle aus erweitert sich der Druckraum 45 in Umfangsrichtung. Dadurch wird auf die Rotorschieber 42 eine Kraft in Drehrichtung ausgeübt, die den Rotor 40 in eine Drehung im Uhrzeigersinn versetzt (7).As from a comparison of 5 . 7 and 8th visible, the compressed air comes out of the recess 49 in the air distribution disc 50 from top right (in 7 ) in the pressure room 45 on. From this point, the pressure space expands 45 in the circumferential direction. This will affect the rotor slide 42 a rotational force exerted on the rotor 40 rotated clockwise ( 7 ).

Der Luftaustritt aus dem Druckraum 45 erfolgt – siehe 5 und 7 – durch die nierenförmige Aussparung 52 in der Luftverteilscheibe 50, die sich über etwas weniger als die linke Hälfte des Druckraumes 45 erstreckt. Von dort tritt die Druckluft – jetzt als Abluft – in die Aussparung 53 im Lagerring 24 (vgl. 4) und von dort in die Aussparung 54 im Luftleitring 23 (vergleiche 2) ein. Von dort gelangt sie in den Raum 55 auf der Außenseite des Luftleitrings 23 (1) und von dort in die Luftabführkanäle 8, in denen Dämmmaterialien 60 zur Geräusch- und Vibrationsdämpfung vorgesehen sind.The air outlet from the pressure chamber 45 done - see 5 and 7 - through the kidney-shaped recess 52 in the air distribution disc 50 that are over a little less than the left half of the print space 45 extends. From there, the compressed air - now as exhaust air - enters the recess 53 in the bearing ring 24 (see. 4 ) and from there into the recess 54 in the air guide ring 23 (see 2 ) on. From there it gets into the room 55 on the outside of the air guide ring 23 ( 1 ) and from there into the air discharge ducts 8th in which insulation materials 60 are provided for noise and vibration damping.

Wenn nun nach dem Einschalten durch Drehung des Schaltrings 14 der Rotor 40 in Drehung versetzt wird, dann reiben die Rotorschieber 42 mit ihren radial äußeren Enden an der Innenfläche der zunächst noch nicht mitdrehenden Hülse 30 und nehmen diese mit zunehmender Drehzahl dann schließlich infolge dieser Reibungskraft mit, so dass sich die Hülse 30 mitdreht. Bei höheren Drehzahlen bildet sich dann zwischen dem äußeren Umfang der Hülse 30 und dem Stator 25 ein Luftfilm, der ein Luftlager darstellt. Eine Reibung des Rotors 40 und der Rotorschieber 42 aneinander ist somit – nach dem Anlaufen – nicht mehr vorhanden. Reibungsverluste entstehen im Wesentlichen also nur durch Reibung der Hülse 30 an dem Luftfilm in dem Luftspalt 70 zwischen Hülse 30 und Stator 25. Der Luftspalt 70 beträgt cirka 0,1 – 0,4 mm. Die Luft gelangt in den Luftspalt ebenfalls über die Aussparung 49 (8).If now after switching on by turning the switching ring 14 the rotor 40 is rotated, then the rotor slides rub 42 with its radially outer ends on the inner surface of the sleeve which is not yet rotating 30 and then take them with increasing speed due to this frictional force, so that the sleeve 30 rotates. At higher speeds then forms between the outer circumference of the sleeve 30 and the stator 25 an air film that represents an air bearing. Friction of the rotor 40 and the rotor slide 42 after each other - after starting up - is no longer available. Frictional losses essentially only result from friction of the sleeve 30 on the air film in the air gap 70 between sleeve 30 and stator 25 , The air gap 70 is approximately 0.1 - 0.4 mm. The air also enters the air gap through the cutout 49 ( 8th ).

Damit dieser luftgelagerte Zustand beim Anfahren möglichst schnell erreicht wird, ist eine Wahl der Materialpaarung für Rotorschieber 42 und Hülse 30 wichtig. Die Materialien müssen verschleißfest sein. Andererseits darf die Reibung nicht zu niedrig sein. Das würde einem schnellen Mitnehmen beim Anfahren entgegenwirken. Demgemäss besteht die Hülse 30 aus einem Material, das im wesentlichen Phenolharz, Baumwollgewebe und einem Zusatz Molybdänsulfid aufweist. Ein solches Material ist zum Beispiel unter der Marke DURATEX im Handel erhältlich. Die Rotorschieber sind aus einem Material, das ebenfalls aus Baumwollgewebe und Phenolharz besteht, wie es zum Beispiel unter der Marke Ferrozell HGW FF5964 im Handel erhältlich ist.To ensure that this air-bearing condition is reached as quickly as possible when starting off, the material pairing for rotor slides is to be selected 42 and sleeve 30 important. The materials must be wear-resistant. On the other hand, the friction must not be too low. This would counteract a quick take-away when starting off. Accordingly, the sleeve is made 30 made of a material that essentially contains phenolic resin, cotton fabric and an additive molybdenum sulfide. Such a material is commercially available, for example, under the DURATEX brand. The rotor blades are made of a material that also consists of cotton fabric and phenolic resin, as is commercially available, for example, under the Ferrozell HGW FF5964 brand.

Die Oberflächengüte der Hülse 30 sollte außen Ra = 0,5 bis 1,0, innen Ra = 5 ... 10, vorzugsweise 5,5 – 7,0 also innen deutlich rauher – z. B. um den Faktor 10 – als außen sein. Die Oberflächengüte der Rotorschieber 42 sollte cirka Ra = 2 bis 5, vorzugsweise 3 bis 4 betragen. Beide Komponenten werden bei der Herstellung cirka 1 h in Öl getaucht, man lässt sie daraufhin 30 min. abtropfen; dann werden sie bei einer Temperatur von zwischen 70 und 100°C, vorzugsweise 80°C im Ofen 5 h getempert.The surface quality of the sleeve 30 should be Ra = 0.5 to 1.0 on the outside, Ra = 5 ... 10 on the inside, preferably 5.5 - 7.0, so significantly rougher on the inside - e.g. B. by a factor of 10 - as outside. The surface quality of the rotor slide 42 should be approximately Ra = 2 to 5, preferably 3 to 4. Both components are immersed in oil for about 1 hour during manufacture, then they are left for 30 minutes. drain; then they are annealed at a temperature of between 70 and 100 ° C, preferably 80 ° C in the oven for 5 h.

Diese Wahl der Materialparameter für Rotorschieber 42 und Hülse 30 ergibt ein schnelles Anlaufen bis zum Erreichen des luftgelagerten und somit fast reibungsfreien Betriebs bei hohen Drehzahlen und einen, vor allem im Dauerbetrieb, extrem verschleißfreien Lauf, der eine gegenüber bekannten Anordnungen deutlich höhere Standzeit ergibt. Bei Drehzahlen von bis zu 85.000 UpM und einem Luftdruck von 6 bar werden Leistungen von ca. 80 bis 200 Watt erzielt.This choice of material parameters for rotor valves 42 and sleeve 30 results in a quick start up until reaching the air-bearing and thus almost frictionless operation at high speeds and an extremely wear-free run, especially in continuous operation, which results in a significantly longer service life compared to known arrangements. At speeds of up to 85,000 rpm and an air pressure of 6 bar, outputs of approx. 80 to 200 watts are achieved.

AA
Achseaxis
11
Gehäusecasing
22
Gummischlauchrubber tube
33
Anschlusskörperconnection body
44
Gewindethread
55
Druckringpressure ring
66
Gewinde thread
77
LuftzufuhrkanalAir supply duct
8,8'8,8 '
LuftabführkanäleLuftabführkanäle
88th
Schultershoulder
99
Federfeather
1010
KugelBullet
1111
LuftkanalabschnittAir duct section
1212
Rohrstückpipe section
1313
Schaltringswitching ring
1414
Riffelungknurl
1515
Stiftpen
1616
Ausfräsungcountersink
1717
Bohrungdrilling
1818
Schaltstiftswitch Probe
1919
Schaltflächebutton
2020
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Luftspaltair gap

Claims (4)

Mit Druckluft betriebenes Schleifgerät mit einem Rotor (40), der Schlitze (41) aufweist, in denen Rotorschieber (42) radial verschiebbar sind, wobei der Rotor (40) mit den Rotorschiebern (42) in einer gegenüber der Drehachse (A) des Rotors (40) exzentrisch angeordneten Hülse (30) drehbar ist, und die Hülse (30) in einem Stator (25) mittels eines Luftspalts (70) luftgelagert ist und durch Reibung der äußeren Endflächen der Rotorschieber (42) an der Innenwandung der Hülse (30) in Drehrichtung von den Rotorschiebern (42) mitgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung der Hülse (30) und die radial äußeren Flächen der Rotorschieber (42) aufgeraut sind, und außerdem die Rotorschieber (42) und die Hülse (30) aus einem Material bestehen, das als wesentliche Bestandteile Phenolharz und Baumwollgewebe, insbesondere mit einem Zusatz Molybdänsulfid, enthält.Pneumatic grinder with a rotor ( 40 ), the slots ( 41 ) in which rotor slides ( 42 ) are radially displaceable, the rotor ( 40 ) with the rotor slides ( 42 ) in a direction opposite to the axis of rotation (A) of the rotor ( 40 ) eccentrically arranged sleeve ( 30 ) is rotatable, and the sleeve ( 30 ) in a stator ( 25 ) by means of an air gap ( 70 ) is air-borne and due to friction of the outer end surfaces of the rotor slide ( 42 ) on the inner wall of the sleeve ( 30 ) in the direction of rotation of the rotor slides ( 42 ) is taken along, characterized in that the inner wall of the sleeve ( 30 ) and the radially outer surfaces of the rotor slides ( 42 ) are roughened, and also the rotor slides ( 42 ) and the sleeve ( 30 ) consist of a material that contains phenolic resin and cotton fabric as essential components, especially with the addition of molybdenum sulfide. Schleifgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengüte der Hülse (30) innen Ra = 5 bis 10, vorzugsweise 5,5 bis 7,0 und die Oberflächengüte der radial äußeren Flächen der Rotorschieber (42) Ra = 2 bis 5, vorzugsweise 3 bis 4 beträgt.Grinding device according to claim 1, characterized in that the surface quality of the sleeve ( 30 ) inside Ra = 5 to 10, preferably 5.5 to 7.0 and the surface quality of the radially outer surfaces of the rotor slides ( 42 ) Ra = 2 to 5, preferably 3 to 4. Schleifgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengüte der Hülse (30) außen Ra = 0,5 bis 1,0 beträgt.Grinding device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the surface quality of the sleeve ( 30 ) outside Ra = 0.5 to 1.0. Schleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Hülse (30) und Rotorschieber (42) cirka 1 h in Öl getaucht und anschließend nach ca. 30 min Abtropfen bei einer Temperatur von 70°C bis 100°C vorzugsweise 80°C, für die Dauer von 4 bis 6 h, vorzugsweise ca. 5 h, getempert werden.Grinding device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sleeve ( 30 ) and rotor slide ( 42 ) immersed in oil for about 1 hour and then after about 30 minutes of draining at a temperature of 70 ° C. to 100 ° C., preferably 80 ° C., for a period of 4 to 6 hours, preferably about 5 hours.
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