DE1710078A1 - Garnwickel - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. H. FINCKE MÖLLERST*. 31 K.

DIPL.-ING. H. BOHR
DIPL.-ING. 8. STAlGER 1710078

Mappe 21332
Case FC,19519

Beschreibung zur Patentanmeldung der

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LTD, LONDON, GROSSBRITANNIEN

betreffendj

'Garnwickel

PRIORITÄT: 4. August 1966

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei der überendaufspulung von Garnen sowie auf derartig aufgespulte Garnwickel.

Es sind die verschiedensten Formen von Uberendaufspulvorriohtungen bekannt. Beispiele hierfür sind beispielsweise äijfeVorrichtungen mil? einer Ring*- und LäufergarnfUhrung und die Vorrichtung, die ala Kappenspinnvorriohtung bekannt ist. Der Einfachheit halber wird in der folge in dieser Beschreibung lediglich auf eine Ring«· und Läufervorrichtung Bezug genommen; es 1st jedoch selbstverständlich, daß

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die Vorliegende Erfindung s»£öh auch" auf Jede andere Form einer Überendaufspulvorrichtung bezieht.

Gelegentlich wird beim Oberendaufspulen von darnwiekeln,,beispielsweise bei Garnwickeln mit beidseitig konischen Enden, eine Musterbildung auf der Aufspuloberflache des Garns erhalten, d.h, daß sioh auf der Oberfläche ein feines Reliefrauster bildet*

Diese Musterbildung tritt dann ein,wenn das Garn zumindest während eines Teils des Aufspulvorgangs auf dem Garnwickel in Form enger Spiralwindungen abgelegt wird, denen eine Sinuswellenform (oder eine Dreieckwellenform) Überlagert 1st» wobei der Maximal*inkel des Garns zum mittleren Winkel der Steigung in jeder solcher Wellenform mindestens 0,1° beträgt.

Wenn entweder eine Garnwindung in einer bestimmten Aufspulhöhe eine kleine Anzahl von ganzen solchen Sinuswellen bedltzt oder wenn in einer bestimmten Aufspulhöhe eine Garnwindung einen Bruchteil . einer Sbuuwelle ausmacht, der ein Verhältnis von kleinen Ganzzahlen ist« dann werden die Garnwindungen während der Herstellung des Garnwickel in dieser Aufspulhöhe regelmäßig auf der Oberfläohe abgelegt. Jedoch laufen die Teile der Wellen mit dem maximalen Neigungswinkel zur mittleren Steigungsachse des Garns auf dem Garnwickel beidseitig dieser Aufspulhähe bei dem Aufspulvorgang ineinander, wenn die

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Relativlage der Wellenform benachbarter Windungen entweder vorwärts» schreitet oder zurückbleibt. In diesem Falle wird durch die Traversierwlrkung der Ringschiene, welche die Hing«· und Läufergarnführung trägt, die Wellenform der Oarnwindungen nicht mehr wirksam getrennt und die Garnwindungen berühren sich und bilden Rippen, welche die Basis für die oben genannte Musterbildung sind.

Eine solche Husterbildung kann aufgrund unkontrollierbarer Vorgänge eintreten, die mit dem Auf spulVorgang verknüpft sind, wie z.B. aufgrund von Vibrationen eines Teils der Aufspulvorriohtung, oder ™ aus Irgend einem anderen Grund, der verursacht, daß die Garnführung ™ in vertikaler Ebene oszilliert. Eine solche Ortsveränderung der Garnführung kann auch durch Rippen verursacht werden, die bereits auf dem Garnwickel gebildet sind, einfach deswegen well das Garn endlich die Dimensionen aufweist. Somit besteht sogar unter anderweitig idealen Aufspulbedingungen eine gewisse Neigung, daß Mußterbildungsbedlngungen auftreten. Es soll erwähnt werden, daß nur. sehr kleine Kräfte nötig sind, un das Garn zu einer unkontrollierbaren Bewegung in einer Ebene parallel zurRotationsachse der Spindel zu μ veranlassen, bevor es auf den Garnwickel abgelegt wird, da die g Hauptkraft, die auf das Garn einwirkt, die Aufspulspannung' 1st, welche an diesem Punkt Im rechten Winkel zur Rotationsachse der Spindel verläuft.

Andererseits kann eine solche Musterbildung auf Grund

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beabsichtigter Aufspulbedingungen eintreten, wie z.B. wenn die Achse ies Rings der Ring- und Läufergarnführung zur Rotationsachse des.öarnwiakels geneigt ist, wodurch der Steigung der Windungen des Garns auf dem Wickel eine ausgesprochene sinusförmige Komponente Überlagert wird.

Durch eine beabsichtigte Neigung der Achse des Rings einer Ring- und Läufervorrichtung in einem Winkel von zwischen beispielsweise 3 und 6° zur Rotationsachse des Garnwickels 1st es möglich, die Stabilität der den Wickel tragenden Spindel zu verbessern, insbesondere wenn das Garn ein synthetisches polymeres Garn mit einer verhältnismäßig glatten Oberfläche ist, weil nämlich die Garnwindungen sich in einer gewünschten Welse kreuzen, so daß die OarnwIndungen sowohl in radialer als auch in achsialer Richtung gehalten werden»

Eine solche Ringneigung 1st auch deshalb nützlich, v/eil die Abzugs-φ spannung die mit den letzten Garnschichten verbunden ist, wenn diese φ vom Garnwickel abgezogen werden sollen, kleiner ist als diejenige die bei Garnwickeln auftritt, die ohne beabsichtigte Ringneigung aufgespult sind.

Eine absichtliche Neigung des Rings zur Beeinflußung der Ursachen von Gärnwlckellnstabllltäten und unzufriedenstellenden Garneigenschaften ergibt auch eine Erhöhung des Gewichts eines Garnwickels

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mit konischen Enden* weil nämlich ein größerer VerJUngungswlnkel an den konischen Endteilen verwendet werden kann als es anderweitig möglich 1st; hierdurch wird auch die wirtschaftliche Ausnutzung der Aufspulvorrichtung verbessert.

Wenn eine Must erb i Idling eintritt, dann si:.id die Garnlagen in den Bereichen der Musterbildung nicht isst abgelegt. Somit ist es klar, daß bei einer fciusterbildung im Garnwickel trotz einer Gesamtverbesserung der Garnstabilität auf Grund einer Aufspulung mit λ Ringneigung dem Garnwickel an gewissen Punkten eine Instabilität λ verliehen wird.

Es wurden auch verschiedene Garnaufbauten vorgeschlagen, um die Effekte einer ungleichmäßigen Kontraktion des Garns im Wickel, welche die verschiedensten Ursachen haben kann zu verringern, so daß die bekannten Streifen in einem Textilstoff nicht vorhanden sind, in welchen das Garn später verarbeitet wird. Bie vorteilhaften Eigenschaften solcher Aufbauten können jedoch annulliert werden, wenn die Garnwickeldichte auf dem Halter auf- ™ grund von Musterbildung im Garnwickel ungleichmäßig ist. "

Wenn somit Garnwickel gespult «erden könnten, in denen das Garn im Wickel mit im wesentlichen gleicher Spannung während des gesamten Aufspulvorgangs ohn«? die Ausbildung von Mustarn abgelegt worden ist, und wenn dabei ein stabiler Garnwickel erhalten würde, dann würden

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Fehler in Textilstoffen, die aus auf diese Weise aufgespulten synthetischen polymeren Garnen hergestellt werden, wie z.B. Barre*- bildung oder Kettenstreifen, weitgehend vermindert werden.

Eine Musterbildung kann auch eine Quelle für unkontrollierbare Vibrationen in der Abzugsspannung des Garns sein, weil nämlich die Garnwindungen gefangen werden können; auf jedem Falle 1st ein solcher Garnkörper unansehnlich.

Somit 1st es eine Aufgabe der Erfindung, ein Mittel zu schaffen, wodurch die Musterbildung weltgehend in einem Garnwickel beseitigt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, das Ausmaß der Musterbildung in einen Garnwickel durch eine Maßnahme zu verhindern, welche die Garneigensohaften nicht wesentlich beeinträchtigt.

Es wurde nunmehr gefunden, daß Schwankungen in der physikalischen Bremsung, die auf das laufende Garn angewendet werden, d.h. Veränderungen in der Zuführung des Garns zum Wickel erzeugt werden können, die von solcher Größe sind, daß keine abträglichen Ein -flUsse, wie z.B. Garnrisse oder Sohlingenbildungen eintreten, oder daß, sofern diese nicht aus Neuigkeitsgründen erwünscht sind, keine Textllstoffstrelfen gebildet werden, wobei die Schwankungen aber derart sind, daß eine Verminderung der Musterbildung im Garnwickel auftritt. Eine solche Veränderung in den Aufwickelbedingungen wird in der Folge "veränderliche physikalische Bremsung definierter Form"

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bezeichnet. Eine Begleiterscheinung i3t diejenige, daß die XAufergeschwindigkeit in einem Ring- und Läuferüberendaufspulsysten schwankt.

Eine erf indungsgemäße Vorriohtung zur Herstellung eines Garnwickols durch üborendaufspuluag besitzt eine Einrichtung, die dem. laufenden Garn eine veränderliche physikalische Bremsung definierter Form erteilt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Veränderung der physikalischen — Bremsung definierter Form, die den laufenden Garn erteilt wird, durch Bevorratung Veränderlicher Mengen Garn veranlaßt werden kann* bevor dieses dem Ballon zugeführt wird, aber nachdem es mit einer konstanten Geschwindigkeit vom Oambehandlungstell der Vorriohtung zugeführt wird. Die Voränderung der physikalischen Bremsung kann dem Garn auch andererseits im Ballon erteilt werden, obwohl die letztere Art nicht so zweckmäßig ist.

Das Garn kann mit einem Garnerfassungsteil in Berührung stehen, welches in einer Ebene im rechten Winkel zur allgemeinen Laufrich- % tung des Garns sich hin- und herbewegt, und es kann somit vom Weg, den es ansonsten normalerweise einnimmt, ausgerückt werden, so daß veränderliche Garnmengen auf diese Weise bevorratet werden.

Bsi einer Form besitzt das Garnerfassungsteil eine Garnführung,

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die so angeordnet Ist, daß sie durch einen bekannten Traversiertnechar'snms hin und her geführt werden kann.

B&i eiiier anderen Form besitzt das Garnerfassungsteil einen sich drehenden Exzenter, der im Gamweg angeordnet ist. Zweckmäßigerv.eise trägt der Exzenter einen Stift, um den das Garn teilweise geschlungen ist.

Xm allgemeinen ist es erwünscht, daß das Garn der Aufspulvorrichtung von einer kontinuierlichen Zuführung aus mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt wird» beispielsweise kann frisch gesponnenes Garn von einer SplnndUsenplatte otter Garn vom Verstreckteil einer yerstreoktwlstmasehine zugeführt werden. Veränderungen dieser Geschwindigkeit sind unerwünscht, da sie zur KoIge haben können, daß das Garn reißt oder das es um die verschiedenen Bestandteile der Aufspulvorrichtung Schlingen bildet und infolgedessen reißt. Aus di- seir, Grunde wird Immer darauf geachtet, daß keine gleichmäßigen unbeabsichtigten Veränderungen in der Zuführgeschwindigkeit des zur Aufspulvorrichtung laufenden Garns eintreten. Trotzdem kann es möglich sein, komplizierte Verarbeitungsvorrichtungen zu konstruieren, um Veränderungen in der Garnzuführgesohwlndigkelt zu erzeugen und somit die Musterbildung euf dem erfindungsgemäßen Garnwickel herabzusetzen. Auch solche komplizierteren Vorrichtungen fallen innerhalb des Bereichs der Erfindung.

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Es wird darauf hingewiesen, daß die veränderliche physikalische Bremsung definierter Form normalerweise so sein soll, daß die begleitenden Veränderungen in der Garnspannung keine sichtbares Streifen im Textilstoff erzeugen, in welchen das Garn später verarbeitet wird, sofern nicht solche Streifen oder andere verätäder» liehe Effekte aus Neuigkeitsgründen erwtinaoht sind»

Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur Hersteilung eines Garnwickels duroh überendaufspulung vorgeschlagen, welches' dadurch gekennzeichnet ist, daß man dem laufenden Garn eine veränderliche physikalische Bremsung definierter* Form kontinuierlich während der gesamten Aufspulung des Garnwickels erteilt. Zweck» mäßigerweise wird die physikalische Bremsung des laufenden Garns derart durchgeführt, daß sie zyklisch während des ganzen Aufspulvorgangs variiert.

Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein Garnwickel vorgeschlagen, der durch die oben genannte Oberendaufspulvorrichtung oder duroh das oben genannte überendaufspulverfahren aufgewickelt wurde.

Durch die Erfindung kann das Musterbildungsphänomen bei Uberende aufgespulten Garnwickeln auf einem körner*,ieil brauchbaren Grad herabgesetzt werden, aber es ist manchnal erwünscht, die veränderliche physikalische Bremsung definierter Form (eine Ho«hfr»eCi'uer?.^-- v&^änit·..}- mit anderen stärker-an '' ■>/'·:-. J-j:¹· .:;;,■-,·■. c.-t kv^t:''f ■ ".>;" .'A *..;:,; x.

au koitsMnieren, wie z.B. langzeitigen Veränderungen der Spindelgeschwindigkeit.

So kann die Spitfdelgesehwindigkeit allmählich während der gesamten Aufspulung verändert werden« beispielsweise kann sie allmählich herabgesetzt werden. Weiterhin können solche SpindelgeschwindIgkeitevarlatlonen abrupte Verschiebungen auf Werte oberhalb oder unterhalb der mittleren Geschwindigkeit Überlagert enthalten, und zwar zu den Zeltpunkten der Aufspulung, wenn gemäß einer Rechnung Bereiche von Musterbildung auftreten. Andererseits kann die Spindel· geschwindigkeit auch zwischen zwei oder wahreren Werten während der gesamten Aufspulzeit verschoben werden, wobei die Zeitpunkte der Verschiebung wiederum so programmiert sind, daß sie zu vorberechneten Aufspulverha*ltnissen eintreten, bei denen es . ^wahrscheinlich ist, daß eine Husterbildung auftritt, um Bereiche vom Musterbildung zu vermelden.

Die Erfindung kann auch gegebenenfalls mit anderen Hochfrequenz— techniken kombiniert werden, wie z.B. mit einer hochfrequenten Änderung der Spindelgeschwindigkeit, alleine oder in Kombination Kit einem der oben genannten Programmierungsverfahren und zwar entweder bei einer gegebenen Hochfrequenz oder bei einer Vielzahl von gegebenen Hochfrequenzen oder bei einer Frequenz die von der Konstanten AufrechtarhaItung eineE gegebenem Verhältnis

Eine Aus£Uhrungsform gemäß der Erfindung und Abwandlungen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese Aufsführungsfonn ist beispielhaft} eine BeeahrSn kung des Bereichs der Erfindung wird hierdurch nicht beabeiebtigt.

In den Zeichnungen zeigt«

Fig. 1 eine schematisohe Darstellung einer modifizierten Ver« streoktwistraaschine, und

Fig. 2 in stärlcerer Vergrößerung die Vorrichtung zur Verttnlaeeimg etuer veränderlichen physikalischen Bremsung des laufenden aarns kontinuierlich während der Herstellung eines Garn-Wickels, welche einen . rotierenden exzentrisch in Qarnweg zwischen die Veretreokrollen und der BallonfUhrung der Verstreoktwistmasohlne angeordneten rotierenden Exzenter besitzt.

Die Vorrichtung besteht aus einer Verstreoktwistmaschlne sum Verstrecken eines aus einem synthetischen Polymer» wie z.B. ein Polyamid, hergestellten aarns und aus einer Vorrichtung zum Aufspulen des Qarns in Form eines Garnwickels mit konischen Enden vermittele einer Uberendaufspulung.

Das Garn Y wird von einen zylindrischen Garnwickel 1 , der sich auf einem Aufnehmer 3 befindet, abgezogen und durch eine Garnführungseinrichtung 5 zu einem Paar angetriebener Rollen 7 geführt»

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Hacli diesen Zuführrollen 1st das Garn um einen geneigten Ziehstift 9 gescalt^igen und wird beispielsweise auf das Fünffache seiner ursprünglichen Länge verstreckt, indem es um eine angetriebene Verstreckrolle 11 mit einer Seperatorrolle 13 geführt wird« weldhe das Garn mit einer fünfmal größeren Geschwindigkeit abführt als es durch die ZufUhrrollen zugeführt wird.

Nach den Verstreokrollen verläuft das Garn durch eine !Stollenführung 15 2u einer Aufspulvorrichtung, wo es auf einem zylindrischen Rohr 19 in einen Garnwickel 17 gespult wird, wobei das Rohr drehbar an einer eich vertikal erstreckenden Spindel 21 befestigt 1st. Die Garnführungseinrichtung, welche die Ablegung des Garns auf den Garnwickel bewerkstelligt, besitzt eine herkömmliche Ring- und Läufervorrichtung 23 bzw. 25, die auf einer Ringschiene 27 angeordnet ist. Diese Ringschiene kann entlang der Spindelachse durch einen bekannten Aufbauraechänismus 29 hin und herbewegt werden, der J) eine Anschlagplatte 31 aufweist, die an der Ringschiene befestigt fc ist und damit hin und her geht. An jedem Ende einer jeder Hin- und Herbewegung bedient die Platte einen Mikroschalter (nloht gezeigt) und veranlaßt somit die Umkehr der Bewegungsrichtung der Ringschiene Die Lagen der Mlkrosohalter werden einzeln durch zwei Nocken gesteuert, die drehbar auf einer Antriebswelle, die mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben wird, (nicht gezeigt) befestigt sind. Sin gewünschter Garnwickelaufbau ist der sogenannte "Lang-Kurz-Äufbau".

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Um die Stabilität des Wickels zu verbessern , wird die Achse des Kings der Hing* und Laufergarnfübungseinrichtung um einen Kinkel von 3° zur Spindelachse.geneigt· Somit wird das Garn auf dem Wickel In Form enger Spiralwendeln aufgewickelt, denen eine Sinus* wellenform auf Grund der Neigung des Rings überlagert ist» welohe Neigung veranlaßt, dass der Läufer eine Oszillationsbewegung mit kleiner Amplitude in der Ebene der Spindelachse besitzt» wodurch der Maximalwinkel, den das Garn einnimmt, zum mittleren Steigungswinkel in Jeder derartigen Wellenform mindestens 0,1° beträgt.

Um eine Musterbildung zu verhindern, die ansonsten durch eine solche Ringneigung verursacht wird, oder um mindestens das Ausmaß zu verringern, mit der die Musterbildung eintritt, 1st es erwOnsoht eine veränderliche physikalische Bremsung definierter Fora de« laufenden Garn während des gesamten Aufspulvorgangs zu erteilen, wodurch die Frequenz der Sinuswellenform zyklisch variiert wird.

Eine geeignete Einrichtung für die Veränderung der physikalischen Bremsung des Garns besitzt einen sich drehenden Exzenter 33# der im Garnweg zwischen den Yerfetreokrollen und der BallonfUhrung angeordnet 1st und veranlaßt, daß der Garnweg rassh zylindrisch verlängert und verkürzt wird, und zwar um eine Strecke von beispielsweise 10 cm während einer Umdrehung» Der Exzenter umfaßt einen drehbaren Arm 35, der mit einer Antriebswelle 37 gekuppelt

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1st, welche durch die Antriebseinrichtung der Verstrecktwistmaschine angetrieben wird, Am äußersten Ende des Arms ist ein Stift 39 befestigt, um den das Garn teilweise gesohlungen 1st.

Es 1st trotzdem Sorgfalt zu verwenden, damit eine Musterbildung durch die veränderliche physikalische Bremsung definierter Form herabgesetzt und nicht verstärkt wird.

T Deshalb wird der Exzenter mit einer Geschwindigkeit angetrieben» die beträchtlich größer ist»als die Traversengeschwindigkeit der Ringschiene ist, die aber ηloht ein kleines Vielfaches der Drehgeschwindigkeit des Ballons 1st; sie ist vorzugsweise kleiner als 1/8 dieser Geschwindigkeit. Bei einem Aufspulvorgang kann der Exzenter deshalb mit einer konstanten Geschwindigkeit von 650 U/min in Drehung versetzt werden; man kann aber diesen Wert während des Aufspulvorgangs verändern.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Garnwickel, bestehend aus einem auf einem Rohr aufgespulten Garnaufbau mit sich verjüngenden Enden, wobei die Garnwi^dungen schichtweise in engen Spiralenwendeln angeordnet sind und den Spiralenwendeln eine Sinuswellenform Überlagert ist und wobei der m Maximalwinkel, mit dem das Garn vom mittleren Steigungswinkel ab· J weicht, mindestens 0,1° beträgt« dadurch gekennzeichnet« das die Frequent der sinusförmigen Welle sich zyklisch Über den gesamten Garnwickel ändert.

   2. Verfahren-zur Herstellung eines Garnwickels nach Anspruch

   1, durch Überendaufspulung» wobei das Garn einer überendaufspuleinrichtung zugeführt wird» dadurch gekennzeichnet» daö des laufenden Garn eine veränderliche physikalische Bremsung erteilt

   wird. i

   2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» daß die Veränderung zyklisch ist und während der gesamten Aufspulung des Garnvjidkels vorgenommen wird.

   4. Verfahren nach Anspruca 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Zykluszeit während des Aufspulens verändert wird.

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   5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet« daß die Zykluszelt kleiner als die Traversenzeit und größer als die Zeit eines einzigen Umlaufs des ballonbildenen Oarns, aber nicht ein kleines Vielfaches desselben 1st.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet , daß das Garn mit einer konstanten Geschwindigkeit einer Einrichtung zugeführt wird, die "eine veränderliche physikalische Bremsung erteilt·

   7« Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn auf einer Ring- und Läufervorrichtung aufgespult wird, wobei die Achse dee Rings alt einem kleinen Winkel zur Drehachse der Spindel geneigt let.

   8. Vorrichtung für Durchführung des Verfahrens nach einen der Ansprüche 2 bis 7/ dadurch gekennzeichnet» daß ein Garneri» fassungsteil vorgesehen ist, welches veränderliche Garnmengen in einer Zone vor der Aufspulzone bevorratet.

   9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das GarnerfasBungstell eine hin- und hergehende Garnführung aufweist .

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   10. Vorrichtung nach Anspruch 8« dadurch gekennzeichnet, das das Garnerfaseungstell aus einem drehbaren Excenter besteht«

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