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HINTERGRUND
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Schleifmaschinen werden dazu verwendet, Oberflächen von Maschinenteilen zu glätten. Schleifmaschinen können eine oder zwei Schleifscheibe(n) aufweisen. Wo in einer Schleifmaschine zwei Schleifscheiben zu finden sind, ist ein Teileträger zwischen einander gegenüberliegenden ebenen Schleifflächen der Schleifscheiben angeordnet. Wo in der Schleifmaschine eine Schleifscheibe zu finden ist, ist der Teileträger typischerweise unterhalb der ebenen Schleiffläche der Schleifscheibe angeordnet.
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Es ist notwendig, periodisch die Schleiffläche abzurichten und/oder abzudrehen, welche die in einen Teileträger der Schleifmaschine geladenen Teile berührt. Das Abrichten einer Schleifscheibe bezieht sich auf das Entfernen von Schleifabfall, stumpfen Körnern und Bindematerial von dem Schleifmaterial auf der Schleiffläche. Das Abrichten schärft die Schleifscheibe. Das Abdrehen bezieht sich auf das Abrichten einer Scheibe, um die Schleiffläche zu ihrer ursprünglichen Form zurückzubringen, oder auf das Entfernen von Material von der Schleiffläche der Scheibe, so dass die sich ergebende Schleiffläche plan zu einer anderen Fläche läuft.
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Die
US-Patentschrift Nr. 6,338,672 offenbart ein Abrichtscheibensystem zum Abrichten von ebenen Schleifflächen in einer Schleifmaschine. Bei diesem Abrichtscheibensystem werden mehrere Planeten-Abrichträder durch den gleichen Ritzelantrieb angetrieben, der typischerweise den Teileträger der Schleifmaschine antreibt. Das in
US 6,338,672 offenbarte Schleifscheibensystem arbeitet gut, aber es erfordert das Laden und Entladen von mehreren Abrichtscheiben, was die Stillstandszeit der Schleifmaschine, während die Schleifflächen abgerichtet werden, steigert.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Beispiel einer Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe, die sich wenigstens eines der oben erwähnten Probleme annimmt, umfasst ein Antriebszahnrad, das um eine Mittelachse drehbar ist, und einen Abrichtring, der sich in Eingriff mit dem Antriebszahnrad befindet. Eine Drehung des Antriebszahnrades um die Mittelachse führt zu einer Drehung des Abrichtrings um eine Versatzachse, die gegenüber der Mittelachse versetzt ist. Der Abrichtring weist eine Berührungsfläche auf, die im Allgemeinen senkrecht zu der Versatzachse und dafür eingerichtet ist, stumpfe CBN-Teilchen von einer im Wesentlichen ebenen Schleiffläche einer Schleifscheibe zu entfernen, die in Berührung mit der Berührungsfläche kommt.
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Ein Beispiel eines Verfahrens zum Abrichten einer Schleifscheibe umfasst das Drehen einer Schleifscheibe, die eine im Wesentlichen ebene Schleiffläche einschließt, das Drehen eines Abrichtrings um eine Versatzachse, die gegenüber der Mittelachse versetzt ist, und das Berühren der Schleiffläche der sich drehenden Schleifscheibe mit dem sich drehenden Abrichtring. Die ebene Schleifscheibenfläche der Schleifscheibe hat einen Außendurchmesser od1. Der Abrichtring hat einen Außendurchmesser od2, der größer ist als od1/2.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht einer Schleifmaschine.
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2 ist eine Querschnittsansicht einer Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe, die dazu verwendet wird, Schleifscheiben der in 1 gezeigten Schleifmaschine abzurichten und/oder abzudrehen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die Beschreibung und die Zeichnungen hierin sind lediglich illustrativ und werden bereitgestellt, damit ein Durchschnittsfachmann eine hierin beschriebene Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe herstellen und verwenden kann. Es können verschiedene Modifikationen und Abänderungen an den offenbarten Strukturen und Schritten vorgenommen werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, der durch die angefügten Ansprüche definiert wird. Verschiedene identifizierte Bestandteile einer Schleifmaschine, die hierin offenbart werden, sind nur Fachbegriffe, die von einem Hersteller zu einem anderen abweichen können. Die Begriffe sollten nicht so angesehen werden, dass sie die Erfindung beschränken. Die Zeichnungen werden zu Zwecken der Illustration eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele gezeigt und dienen nicht dem Zwecke der Beschränkung der angefügten Ansprüche. Alle Bezugnahmen auf Richtung und Position beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf die in den Zeichnungen illustrierte Ausrichtung der Bestandteile und sind nicht so auszulegen, dass sie die angefügten Ansprüche beschränken.
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1 bildet schematisch eine Schleifmaschine 10 ab, die eine obere Schleifscheibe 12 und eine untere Schleifscheibe 14 umfasst. Die obere Schleifscheibe 12 weist eine obere ebene Schleiffläche 16 auf. Die untere Schleifscheibe 14 weist eine untere ebene Schleiffläche 18 auf. Die Schleifflächen 16, 18 werden dazu verwendet, Maschinenteile zu glätten, die zwischen den Schleifflächen in die Schleifmaschine 10 geladen werden. Die Schleifflächen 16, 18 erfordern periodisch ein Abrichten und/oder Abdrehen. Für die Zwecke dieser Offenbarung umfasst das Abrichten der Schleiffläche das Abdrehen der Schleiffläche.
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Bei der illustrierten Ausführungsform hat jede ebene Schleifscheibenfläche 16, 18 einen Außendurchmesser od1. Jede ebene Schleifscheibenfläche 16, 18 umfasst Schleifteilchen, wie beispielsweise Teilchen aus kubischem Bornitrid (CBN), die in jede jeweilige Schleifscheibe 12, 14 eingebettet sind. Die CBN-Teilchen sind in einem Kunststoffträger suspendiert, der an der ebenen Schleifscheibenfläche 16, 18 jeder jeweiligen Scheibe 12, 14 angeordnet ist. Es können andere Schleifteilchen und andere Träger verwendet werden.
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Ein erster Motor 22 ist wirksam mit einer ersten Antriebswelle 24 verbunden, um die obere Schleifscheibe 12 um eine Mitteldrehachse 26 zu drehen. Ein zweiter Motor 28 ist wirksam mit einer zweiten Antriebswelle 32 verbunden, um die untere Schleifscheibe 14 um die Mitteldrehachse 26 zu drehen. Ein dritter Motor 34 kann wirksam mit einer Antriebszahnradwelle 36 verbunden sein, um ein Antriebsritzel 38 um die Mitteldrehachse 26 zu drehen. Das Antriebsritzel 38 kann typischerweise einen Teileträger (nicht gezeigt) der Schleifmaschine antreiben. Während eines Schleifvorgangs kann durch eine Fluidleitung 42 ein Kühlfluid in die Schleifmaschine 10 eingespeist werden.
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Eine Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe 50 kann dazu verwendet werden, die Schleifflächen 16, 18 der jeweiligen Schleifscheiben 12, 14 abzurichten und/oder abzudrehen. Obwohl die Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe 50 als eine „Abrichtbaugruppe” beschrieben wird, versteht es sich, dass die Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe ebenfalls dazu verwendet werden kann, die Schleiffläche 16, 18 abzudrehen.
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Die Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe 50 weist ein Antriebszahnrad 52 auf, das dafür konfiguriert ist, durch das Antriebsritzel 38 angetrieben zu werden. Das Antriebszahnrad 52 umfasst eine Mittelöffnung 54 und mehrere Bolzenlöcher 56, um die Befestigung des Antriebszahnrades 52 an dem Antriebsritzel 38 zu erleichtern. Das Antriebszahnrad 52 ist ein kreisförmiges Zahnrad, das sich um die Mittelachse 26 dreht. Unter Bezugnahme auf 2 weist das Antriebszahnrad 52 eine Außenumfangsfläche 58 auf, die bei der illustrierten Ausführungsform mehrere Radzähne, hierin als Antriebsradzähne 62 bezeichnet, umfasst.
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Die Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe 50 weist ferner einen Abrichtring 70 auf, der sich in Eingriff mit dem Antriebszahnrad 52 befindet. Der Abrichtring 70 umfasst eine Innenumfangsfläche 72, die mehrere Zähne, hierin als Abrichtringzähne 74 bezeichnet, aufweist. Die Abrichtringzähne 74 auf der Innenumfangsfläche 72 des Abrichtrings 70 nehmen die Antriebsradzähne 62 auf der Außenumfangsfläche 58 des Antriebszahnrades 52 in Eingriff. Bei der in 2 abgebildeten Ausführungsform nehmen die Abrichtringzähne 72 die Antriebsradzähne 58 nahe einer 12-Uhr-Position auf dem Abrichtring 70 und dem Antriebszahnrad 52 (nach der in 2 gezeigten Ausrichtung) in Eingriff. Eine Drehung des Antriebszahnrades 52 um die Mittelachse 26 führt zu einer Drehung des Abrichtrings 70 um eine Versatzachse 76, die gegenüber der Mittelachse 26 versetzt ist. Wie in 1 zu sehen, ist die Mittelachse 26 gegenüber der Versatzachse 76 um eine Strecke d versetzt.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 weist der Abrichtring 70 eine obere Berührungsfläche 78 auf, die im Allgemeinen senkrecht zu der Versatzachse 76 angeordnet ist. Die obere Berührungsfläche 78 ist dafür eingerichtet, stumpfe CBN-Teilchen von der oberen ebenen Schleiffläche 16 der oberen Schleifscheibe 12 zu entfernen, wenn die Schleiffläche 16 in Berührung mit der Berührungsfläche 78 kommt. Der Abrichtring 70 weist ebenfalls eine untere Berührungsfläche 80 (gezeigt in 1) auf, die im Allgemeinen senkrecht zu der Versatzachse 76 angeordnet ist. Die untere Berührungsfläche 80 ist dafür eingerichtet, stumpfe CBN-Teilchen von der unteren ebenen Schleifscheibe 14 zu entfernen, die in Berührung mit der Berührungsfläche kommt. Eine Abrichtringhöhe ist zwischen der oberen Berührungsfläche 78 und der unteren Berührungsfläche 80, gemessen parallel zu der Mittelachse 26, definiert.
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Wie in 2 illustriert, umfasst der Abrichtring 70 das Antriebszahnrad 52. Der Abrichtring 70, der ringförmig ist, und das Antriebszahnrad 52, das ein kreisförmiges Zahnrad ist, definieren einen sichelförmigen Leerraum 82 zwischen der Innenumfangsfläche 72 des Abrichtrings 70 und der Außenumfangsfläche 58 des Antriebszahnrades 52. Der Abrichtring 70 weist ferner eine äußere umlaufende Lagerfläche 84 auf. Die äußere umlaufende Lagerfläche 84 des Abrichtrings 70 ist gegenüber der Versatzachse 76 um einen Radius r1 versetzt.
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Die Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe 50 umfasst ferner einen Außenring 90, der eine Innenumfangsfläche 92 hat. Mehrere Außenringzähne 94 auf der Innenumfangsfläche 92 erstrecken sich zu der Mittelachse 26 hin nach innen. Die Innenumfangsfläche 92 des Außenrings 90 ist gegenüber der Mittelachse um einen Radius r2 versetzt. Der Radius r2 der Innenumfangsfläche 92 des Außenrings 90 ist im Wesentlichen gleich r1 (dem Radius zu der äußeren umlaufenden Lagerfläche 84 des Abrichtrings 70) + die Strecke d, welche die Strecke ist, um welche die Mittelachse 26 gegenüber der Versatzachse 76 versetzt ist.
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Die Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe 50 weist ferner einen Lagereinsatz 100 auf. Der Lagereinsatz 100 kann aus einem ultrahochmolekularen Polyethylen-Werkstoff hergestellt sein. Der Lagereinsatz 100 umfasst eine innere im Wesentlichen kreisförmige Lagerfläche 102 und eine äußere im Wesentlichen kreisförmige Fläche 104. Die innere im Wesentlichen kreisförmige Lagerfläche 102 des Lagereinsatzes 100 liegt an der äußeren umlaufenden Lagerfläche 84 des Abrichtrings 70 an. Die innere Lagerfläche 102 des Lagereinsatzes 100 folgt dem Radius r1, und die äußere im Wesentlichen kreisförmige Fläche 104 folgt dem Radius r2. Da die Mittelachse 26 gegenüber der Versatzachse 76 versetzt ist, bildet die innere Lagerfläche 102 keinen vollständigen Kreis. Wie in 2 gezeigt, ist der Lagereinsatz 100 zwischen dem Abrichtring 70 und dem Außenring 90 angeordnet. Der Innendurchmesser des Außenrings, 2r2, ist im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser od1 der ebenen Schleifflächen 16, 18 der jeweiligen Schleifscheiben 12, 14.
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Die äußere im Wesentlichen kreisförmige Fläche 104 des Lagereinsatzes 100 umfasst mehrere Lagereinsatzzähne 106. Die äußere im Wesentlichen kreisförmige Fläche 104 des Lagereinsatzes 100 greift mit dem Außenring 90 ineinander, um den Lagereinsatz 100 in Bezug auf den Außenring 90 zu fixieren. Wenn dies getan wird, greifen die Lagereinsatzzähne 106 mit den Außenringzähnen 94 ineinander. Der Lagereinsatz 100 ist im Wesentlichen sichelförmig, wenn er senkrecht zu der Mittelachse 26 betrachtet wird. Unter Bezugnahme auf 1 weist der Lagereinsatz 100 eine obere Fläche 110 und eine untere Fläche 112 auf. Wie in 1 zu sehen, erstreckt sich die obere Fläche 78 des Abrichtrings 70 oberhalb der oberen Fläche 110 des Lagereinsatzes 100, und die untere Fläche 80 des Abrichtrings 70 erstreckt sich unterhalb der unteren Fläche 112 des Lagereinsatzes 100 in einer Richtung, parallel zu der Mittelachse 26. Dementsprechend berühren, wenn sich die Berührungsflächen 78, 80 des Abrichtrings 70 in Berührung mit dem Schleifflächen 16 beziehungsweise 18 befinden, die obere Fläche 110 und die untere Fläche 112 des Lagereinsatzes 100 die Schleifflächen nicht, d. h., sind gegenüber denselben versetzt.
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Die Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe 50 weist ferner eine Schleifscheibenstütze 120 auf. Die Schleifscheibenstütze 120 ist in 2 als eine kreisförmige Scheibe abgebildet, jedoch kann die Schleifscheibenstütze eine alternative Konfiguration annehmen. Die Schleifscheibenstütze 120 hält die jeweiligen Schleifscheiben 12, 14 während des Abrichtvorgangs im Gleichgewicht. Unter Bezugnahme auf 1 hat die Schleifscheibenstütze 120 eine erste (obere) ebene Fläche 124 und eine zweite (untere) ebene Fläche 126 entgegengesetzt zu der ersten Fläche. Eine Höhe der Schleifscheibenstütze wird zwischen der ersten Fläche 124 und der zweiten Fläche 126 parallel zu der Mittelachse 26 definiert. Wie in 1 zu bemerken ist, ist die Abrichtringhöhe im Wesentlichen gleich der Höhe der Schleifscheibenstütze. Auf Grund der Ähnlichkeit bei der Höhe bleiben die jeweiligen Schleifscheiben 12, 14 in dem Bereich außerhalb des Abrichtrings 70 unterstützt und im Gleichgewicht, weil die erste Fläche 124 der Schleifscheibenstütze 120 die obere Schleiffläche 16 der oberen Schleifscheibe 12 und die untere Schleiffläche 18 der unteren Scheibe 14 während des Abrichtvorgangs berührt. Die Schleifscheibenstütze 120 kann aus einem Werkstoff, z. B. Stahl, hergestellt sein, der mit der gleichen oder einer sehr ähnlichen Geschwindigkeit verschleißt wie der Abrichtring 70.
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Die Schleifscheibenstütze 120 ist zwischen dem Abrichtring 70 und dem Außenring 90 angeordnet. Der Lagereinsatz 100 weist eine Schleifscheibenstützenöffnung 122 auf, und die Schleifscheibenstütze 120 ist in der Öffnung aufgenommen. Daher wird die Schleifscheibenstütze 120 wenigstens teilweise (wie abgebildet, ist die Schleifscheibenstütze 120 vollständig umschlossen) durch den Lagereinsatz 100 umschlossen. Die Schleifscheibenstützenöffnung 122 hat im Wesentlichen die gleiche Größe (Durchmesser) und Form wie die Schleifscheibenstütze 120. Die Schleifscheibenstützenöffnung 122 ist in einem Bereich des Lagereinsatzes 100 bereitgestellt, der eine größte Abmessung, gemessen in Radialrichtung von der Mittelachse 26, zwischen der inneren im Wesentlichen kreisförmigen Lagerfläche 102 und der äußeren im Wesentlichen kreisförmigen Fläche 104 hat.
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Wenn eine oder beide der Schleifflächen 16, 18 der jeweiligen Schleifscheiben 12, 14 abgerichtet oder abgedreht werden, werden die Schleifscheiben 12, 14 um die Mittelachse 26 gedreht. Wenn sich die Schleifscheiben 12, 14 um die Mittelachse 26 drehen, dreht sich der Abrichtring 70 um die Versatzachse 76, die gegenüber der Mittelachse versetzt ist. Wenn sich der Abrichtring 70 dreht, befinden sich die sich drehenden Schleifscheiben 12, 14 in Berührung mit dem sich drehenden Abrichtring 70. Die Schleifscheiben 12, 14 bleiben auf Grund der oben erörterten Schleifscheibenstütze 120 ebenfalls im Gleichgewicht. Wie oben erwähnt, hat jede Schleifscheibenfläche 16, 18 einen Außendurchmesser od1. Der Abdichtring hat einen Außendurchmesser od2, der größer als od1/2 ist.
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Der Außendurchmesser der Schleifflächen 16, 18 der jeweiligen Schleifscheiben 12, 14 ist im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Innenumfangsfläche 92 des Außenrings 90 (od1 = 2r2). Eine äußerste Kante des Abrichtrings 70 (in 2 gezeigt als die 6-Uhr-Position) kommt nahezu in Berührung mit der Innenumfangsfläche 92 des Außenrings 90. Daher ist der Abrichtring 70 zu einer Berührung mit der Gesamtheit jeder Schleiffläche 16, 18 der jeweiligen Schleifscheiben 12, 14 in der Lage, wenn die Schleifscheiben um die Mittelachse 26 gedreht werden. Die obere und die untere im Wesentlichen ebene Fläche 78, 80 des Abrichtrings 70 entfernen stumpfe CBN-Teilchen von den jeweiligen Schleifflächen 16, 18, um die Schleifflächen 16, 18 abzurichten, und können die Schleifflächen zu einer im Wesentlichen ebenen Konfiguration zurückführen, um die Schleifflächen abzudrehen.
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Jede im Wesentlichen ebene Schleifscheibenfläche 16, 18 hat ebenfalls einen Innendurchmesser id1. Das Antriebszahnrad 52 hat einen Außendurchmesser od3, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser id1 ist. Der Unterschied bei dem Durchmesser des Antriebsrings 52 und dem Durchmesser des Abrichtrings 70 führt, zusammen damit, dass die Achsen 26, 76 versetzt sind, zu dem sichelförmigen Spalt 82 zwischen der Innenumfangsfläche 72 des Abrichtrings 70 und der Außenumfangsfläche 58 des Antriebszahnrades 52. Die entfernten CBN-Teilchen können in diesen sichelförmigen Spalt 82 fallen und danach über die Leitung 42, die ein Reinigungsfluid in die Schleifmaschine 10 liefert, entfernt werden.
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Es wird vorstehend eine Schleifscheiben-Abrichtbaugruppe, die zum Abrichten und Abdrehen der Schleifscheibe verwendet werden kann, gezeigt, die leichter zu laden und zu betreiben ist als bekannte Schleifscheiben-Abrichtbaugruppen. Fachleuten werden auf die Lektüre und das Verstehen der vorstehenden ausführlichen Beschreibung hin Modifikationen und Abänderungen offensichtlich werden. Die Erfindung ist nicht nur auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Stattdessen wird die Erfindung durch die angefügten Ansprüche und die Äquivalente derselben weit definiert.
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Es wird zu erkennen sein, dass verschiedene der oben offenbarten und andere Merkmale und Funktionen oder Alternativen oder Varianten derselben wünschenswerterweise zu vielen anderen unterschiedlichen Systemen oder Anwendungen kombiniert werden können, ebenfalls, dass beabsichtigt ist, dass verschiedene gegenwärtig nicht vorhergesehene oder nicht vorausgesehene Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserung daran anschließend durch die Fachleute vorgenommen werden können, ebenfalls durch die folgenden Ansprüche eingeschlossen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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