DE1958970A1

DE1958970A1 - Hitze- bzw. Feuer-Anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE1958970A1
Application number: DE19691958970
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Mamiya
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1968-11-25
Filing date: 1969-11-24
Publication date: 1970-06-04
Also published as: CH499329A; GB1267554A; DE1958970B2

Description

Sf-

19583/0

Dipl.-li»g. Hainz Umr, Patentanwalt D - 8 MOnAw 81, CotimostraB· 81 ■ T.l.fon: (0611) 48 38 20

MATSUSHITA DENKO K.K.

10M8 Oaza Kadoraa, Kadoma-shi, Osaka/JAPAN L 8907 Gg/he

Hitse- bzw. Feuer-Anaeigeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Hitse- bzw. Feuer-Anseigeeinrichtung, bestehend aus einem an einem Grundkörper festgelegten, geschlossenen Gehäuse mit einem wärmeleitfähigen Metalldeckel und einem wärmeempfindlichen Bimetall-Element, das in einem niedrigen Temperaturbereich an seiner konvexen Seite mit dem Deckel in thermischer Verbindung steht und in einem plötzlich auftretenden, höheren bzw. in einem erhöhten Temperaturbereich einen Kontaktsatz betätigt. Bei derartigen Einrichtungen steht der letzt erwähnte Kontaktsatz in elektrischer Verbindung, ' beispielsweise mit einer Feuer-Alarmeinrichtung, einer Feuer-Auslöscheinrlchtung od. dgl,, welche bei "Anzeige einer überhöhten Temperatur oder bei Ausbrechen eines Feuers durch die dadurch hervorgerufene Schliessung der Kontakte betätigt werden.

Anzeigeeinrichtungen der vorgenannten Art sind bekannt. Gesass einer ersten Ausführungsform ist für sie die Umhüllung •ines wärmeempfindlichen Elementes, wie eines Bimetalls, eines Thermistors od. dgl., mit einer porösen Schutzhülle vorgesehen] während geeäss einer zweiten Ausführungsform ein gleichartiges, wtrmeempflndliches Element in einem Metallgehäuse hoher thermischer Leitfähigkeit angeordnet ist, das mit diesem in enger Berührung steht· Diese bekannten Ausführungsformen weisen nun

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verschiedene Nachteile auf. Die Anzeigeeinrichtung gemäss der ersten Ausführungsform ist darin nachteilig, dass die poröse Schutzhülle eine Strömung von Heissluft su dem wärmeempfindlichen Element behindert, dessen Wärme empfangende Oberfläche ie Regelfall relativ klein gehalten ist, so dass es su einer Betätigung des Kontaktsatzes meist erst dann kommt,wenn die Temperatur bereits einen sehr hohen Wert erreicht hat bzw. das Feuer bereits im vollen Gange ist und schon beträchtlichen Schaden, angerichtet hat. Die zweite Ausführungsform ist zwar demgegenüber darin vorteilhaft, dass das metallische Gehäuse eine Vergrösserung der effektiven, Wärme empfangenden Fläche bringt, da jedoch das wärmeempfindliche Element bei dieser Ausführungsform nicht so angeordnet ist, dass es der Heissluftströmung unmittelbar ausgesetzt wird, lat auch hier die Wärmeaufnahmefähigkeit dieses wärmeempfindlichen Elementes gestört. Würde für diese Ausführungsform zur Kompensierung dieses Fehlers eine Vergrösserung des Metallgehäuses vorgenommen werden,dann iwürde dadurch die thermische Kapazität der Anzeigeeinrichtung nutzlos vergrössert werden, mit der Folge, dass das wärmeempfindliche Element erst In einem sehr hohen' Temperaturbereich zum Ansprechen gebracht werden würde, also zu einem Zeitpunkt, wenn dae zu entdeckende Feuer bereits voll im Gange 1st.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hitze- bzw. Feuer-Anzeigeeinrichtung zu schaffen, bei welcher das wärmeerapfindliche Element innerhalb kürzester Zeit zum Ansprechen gebracht werden kann, wobei gleichzeitig vorgesorgt sein soll, dass nicht nur dieses Element, sondern die Anzeigeeinrichtung in ihrer Gesamtheit von kleiner Baugrösse gehalten sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass nach der Erfindung- das geschlossene Gehäuse mit einem Wärme sammelnden, plattenförmigen Körper versehen ist, der in thermisch enger Berührung

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Patentanwalt D - 8 MOndwn 81, Cowmortfafe· 81

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mit dem Metalldeckel steht und eine Vielzahl von Offnungen auf weist, welche ein Durchströmen von Heissluft zur gleichzeitigen Erwärmung der beiden Oberflächen dieses Körpers erlauben. Mit dieser erflndunsgemässen Massnahme erreicht man eine Konzentrierung von Wärme in der unmittelbaren Umgebung des wärmeempfindlichen Elementes, oder anders ausgedrückt, es wird damit verhindert, dass die Wärme an für die Betätigung des Kontaktsatzes unerhebliche Teile der Anzeigeeinrichtung abgestrahlt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der weiteren Beschreibung in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erkennbar. Es zeigen:

Figur 1

Figur 2

Figur 3

Figur 5

Figur 6 Figur 6

eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung ,

einen Längsschnitt durch die Anzeigeeinrichtung gemäss Figur 1 nach der Linie II - II,

die Anzeigeeinrichtung gemäss den Figuren 1 und 2.in rückwärtiger Draufsicht,

in vergrössertera Maßstab einen Längsschnitt durch eine Einzelheit der Einrichtung nach den Figuren 1 bis 3 nach der Linie IV-IV der Figur 5,

eiie Perspektivansicht der Hauptbauelemente der Einzelheit gemäss Figur 4 in auseinandergezogener Darstellung,

A eine Teil-Perspektivansicht des Wärmesammeikörpers gemäss Erfindung B einen Schnitt nach der Linie VI - VI der Figur

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DJpI₁-In₉. Hm* Lmmt. Potwifemwolt 0-8 MOnchMi 81. CoMimntrofc· 81 · T.Ufon: (0611) 48 38 20

6 A, und

Figur 7 eine Teil- Perspektivansicht des erfindungsge-

mässen Wärmesammeikörpers gemäss einer alternati ven Ausführungsform.

In den Figuren 1 und 2 bezeichnet A das geschlossene Gehäuse der erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung in seiner Gesamtheit welches das wärmeempfindliche Element aufnimmt. Um dieses Gehäuse A herum ist ein Wärmesammeikörper H angeordnet, welchem erflndungsgemäss die Aufgabe zufällt, Wärme zu sammeln und diese gesammelte Wärme an das Gehäuse A weiterzuleiten, das an einem Grundkörper B befestigt ist, über welchen die Einrichtung beispielsweise an der Decke eines Raumes zur Festlegung kommen kann.'

Das in der Hitze- bzw. Feuer-Anzeigeeinrichtung gemäss Erfindung zur Verwendung kommende, wärmeempfindliche Element ist ein scheibenförmiges Bimetall 1, das, wie insbesondere aus der Figuren 4 und 5 erkennbar, innerhalb eines Raumes a des geschlossenen Gehäuses A angeordnet ist, das sich aufbaut aus finem Auflagekörper 2 aus Kunstharz für das Bimetall 1, welches gegen diesen Körper 2 durch einen Metalldeckel H angedrückt ist. Die Umfangekante des Bimetalls 1 ist in Abstufungen 3a¹, 3b¹ und 3c¹ von axialen Flanschen 3a bzw. 3b bzw. 3c des Körpers 2 aufgenommen, die an dessen Umfangekanten angesetzt sind. Der topfförmige Metalldeckel 4 lob über den Körper 2 in eine rückwärtige Rille 2a von diesem eingeschnappt. Das tellerförmige Bimetall 1 ist so angeordnet, dass es an" seiner konvexen Seite mit der Innenwand des Metalldeckels 4 in einem niedrigen Temperaturbereich in Berührung steht.

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Dtpl-ln» HaIu Lmmt, Ptotentanweitt D - 8 MOndwn 81, Co»imo$trafc· 81 ■ Telefon: (ΟβΠΚ48 38,20

I 9 5 O 9 / 0

In den Raum a des vorerwähnten, geschlossenen Gehäuses A ist weiterhin ein Kontaktsatz S neben dem Bimetall angeordnet, welcher aus einem beweglichen Kontakt 5 an einem beweglichen Kontaktarm 6 und einem Pestkontakt 7 besteht. Der Kontaktarm 6 ist a» einen Ende eines stabförmigen Leiters 8festgelegt, der in sine, kleine Bohrung 8a des Körpers 2 eingefügt 1st, so dass der Kontaktarm bei Normaltemperatur der konkaven Seite des Bimetalls 1 gegenüberliegt. Der bewegliche Kontaktarm 6 ist mistig mit einem Betätigungsknopf 6a versehen, welcher bezüglich des Bimetalls 1 so liegt»dass dieses den Kontaktarm 6 verschwenken wird, wenn sich die Normaltemperatur über einen bestimmten Wert erhöht. Der verschwenkende Kontaktarm 6 wird dann seinen Kontakt 5 mit dem Kontakt 7 in Berührung bringen, welch letzterer am Ende eines weiteren stabförmigen Leiters 9 befestigt ist, der gleichfalls in eine kleine Bohrung 9 des Körpers 2 eingefügt ist. Das das Bimetall 1 und den Kontaktsatz S enthaltende, geschlossene Gehäuse A ist an dem Grundfcörper B festgelegt, wie dies nachfolgende näher beschrieben ist. .

Aus den Figuren 1 bis 3 ist erkennbar, dass der Basiskörper B mit öffnungen 10a und 10b versehen ist, über welche die Einneit an der Decke eines_tRaumes festgelegt werden kann. Der Grundkörper ist in seiner äusseren Umrissform stromlinienförmig gehalten, so dass jeder Heissluftstrom in Richtung auf das geschlossene Gehäuse A, welches das wärmeempfindliche Bi- ■etsl.l a enthält, gelenkt wird. Auf der Pestlegungsseite des ©rundkÖrpersB ist ein Hohlraum 11 ausgebildet, in welchem AnsohluesplAtten 13a und 13b angeordnet sind, die. gegeneinander dWeh Trennwände 12 abgeschirmt sind und die Pestlegungsschraube» 13a* bzw. 13b* für die Drähte der Kontakte besitzen Neben Jeder der Anschlussplatten 13a, 13b sind öffnungen 15a bzw. 15b vorgesehen, welche mit öffnungen 17a bzw. 17b In^ axialen Porteätsen l6a bzw. l6b des Qrundkörpers B fluchten, in welche die Leiter 8 bzw. 9 eingefügt sind. Die oberen Endei

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D(Pl₁-In₉. Hdoz Uatr, Patentanwalt D - 8 MOndwn 81, Cciniostrofc· 81 · Tatefon: (0811) 48 38 20 ■

dieser Leiter 8,9 sind an die Anschlussplatten 13a bzw. 13b angelötet. Das geschlossene Gehäuse A 1st also über die Leite 8 und 9 an dem QrundkÖrper B festgelegt. Dieser ist mit weiteren axialen Rippen 18a bzw. 18b versehen, welche dem Schutz des Wärmesammlers H dienen, was nachstehend näher beschrieben let.

Der Wärmesammler H ist mit dem geschlossenen Gehäuse A in eine enge thermische Berühiung gebracht, um an ihn herangebrachte Wärme rasch an das Bimetall 1 abzuleiten, welches innerhalb jdes Gehäuses A angeordnet ist. Er 1st scheibenförmig ausgebildet und weist mittig einen Zylinderteil 19 einer Höhe h auf, der durch einen Pressvorgang erzeugt ist. Der Innendurchmesser dieses Zylinderteils 19 entspricht im wesentlichen dem Aussendurchraesser des Gehäuses A, so dass der Wärraesammler H um dieses Gehäuse A herum angeordnet ist, und dabei sein Zylinderteil 19 in Berührung steht mit der Aussenfläche des Gehäuses A, an welchem er mittels eines geeigneten Bindemittels festgelegt ist. Wärmesammler H und Gehäuse A sinA also mechanisch und thermisch miteinander verbunden. Entlang | seiner äusseren Umfangskante ist der Wärmesammler H mit einer gleichfalls durch einen Pressvorgang erzeugten, erhabenen Rippe 20 versehen, welche die mechanische Festigkeit des Sammlers erhöht·. Weiterhin ist dieser nach einem Teilmerkmal der Erfindung mit einer Vielzahl von Brücken 21 versehen, wel ehe in ihrenlängskanten durch eine Vielzahl sich radial erstreckener Längsschlitze voneinander getrennt aind. Diese Radialschlitze oder -ausnehmungen lassen sich gleichfalls durch einen Pressvorgang erzeugen, derart, dass die Brücken 21 bezüglich dieser Schlitze oder Ausnehmungen als abwechselnde Abstufungen auftreten, wie dies aus den Figuren 6 A und 6b erkennbar ist. In vertikaler Richtung des scheibenförmigen Wärmeeammlers H sind also eine Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen einer Tiefe t gebildet, welche ausreicht, durch dieae Schlitze oder Ausnehmungen Luft zwischen zwei benach-

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Dipt-lng. t-Wni Lmmt. Patentanwalt D - 8 MOndtwi 81, Cotimmtiofc· 81 ■ T.Ufon: (0811J 48 3ß 20

barten Brücken 21 durchströmen zu lassen.

Ein Wärraesairanler H der vorstehend detailliert beschriebenen Ausführungsform erfüllt die Aufgabe, bei Ausbrechen eines Feuers oder bei Auftreten einer plötzlich überhöhten Temperatur, welche ein solches Feuer auslösen kann, die Wärme zu sammeln, und die so gesammelte Wärme zu dem Bimetall 1 hin augenblicklich zu lenken, so dass dieses dann ein Verschwenken des beweglichen Kontaktarmes 6 auslöst, so dass die Kontakte 5 und 7 geschlossen werden. Durch diese Schliessung der Kontakte 5 und 7 werden die Anschlussplatten 13a und 13b kurz geschlossen, so dass die angeschlossene .Alarmeinrichtung oder das angeschlossene Feuer-Auslöschsystem betätigt wird . Der erfindungsgemässe Wärmesammler H benötigt zur Erfüllung seiner erfindungsgewollten Aufgabe eine kleinstmögliche Oberfläche, was auf seine speeifIsche Ausführungsform zurückzuführen 1st. Die Vielzahl der radialen Brücken 21 erlauben es nämlich in Kombination mit den Schlitzen oder Ausnehmungen t, dass der aufsteigende Heissluftstrom nicht nur mit der rückwärtigen Fläche des scheibenförmigen Wärmesämmlers H in Berührung kommt, sondern dass dieser Heissluftstrom auch gleichzeitig gegen die Brücken 21 aufprallt, um so turbulente oder Wirbelströmungen zu erzeugen, und zwar über die gesamte Oberfläche der beiden Selten des Wärmesamraters H, so dass alle Brücken 21 und deshalb der gesamte Wärmesammler äusserst wirksam sowohl auf seiner vorderen wie auch auf seiner rückwärtigen Seite innerhalb kürzester Zeit aufgewärmt wird. Da weiterhin die untere Fläche des Wärmesammlers H in einer anderen Ebene liegt als die untere Fläche des Metalldeckels Ί des Gehäuses A- diese Ebenen weisen einen Abstand vonelnan · der auf, welcher mindestens der Höhe h des Zylinderteils 19 des Wärmesammlers entspricht - wird dadurch die wirksame Wärmesamme1fläche der erfindungsgemässen Einheit um eine Fläche vergrößert, welche dem Produkt aus der Höhe h mit der Umfangelänge des Zyllndatells 19 entspricht. Die Wärme

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INSPECTED

Dipl.-Ing. Heini l—m. Patentanwalt D - 8 München 81, Cotimastrafe· 81 · Telefon: (081J)(48-38(AU ™ _

I Ό D O a /U

des so auf eine höhere Temperatur erwärmten Sammlers H wird dann an den Metalldeckel M abgegeben, der auf einer niedrigeren Temperatur als derjenigen des Sammlers H deshalb gehalten ist, weil¹ er sich im Vergleich zu diesem schwerer erwärmen läset. Die Temperatur des tellerförmigen Bimetalls 1, welches mit dem Deckel H eine thermische Einheit bildet, wird deshalb sehr rasch auf einen Wert erhöht, welcher im wesentlichen dem Temperaturwert des Wärmesammlers H entspricht.

In der. vorbeschriebenen Ausführungsform des Wärmesammlers bringt die besondere Anordnung der einzelnen Brücken 21 den besonderen Vorteil einer raschen überführung der Wärme sur Mitte des scheibenförmigen Plattensammlers H hin, denn die Brücken 21 schreiben den kürzesten Weg zu dieser Mitte hin vor. Diese Massnahme bringt eine wesentlich raschere Temperaturerhöhung des tellerförmigen Bimetalls 1. Daneben verstärken die sich radial erstreckenden Brücken 21 die Festigkeit des scheibenförmigen Wärmesammlers H gegen in horizontaler Richtung auf ihn einwirkende Aussenkräfte. Es sei noch besonders darauf hingewiesen, dass das tellerförmige Bimetall 1 in der erflndungsgemässen Einheit nur durch die Plansche 5a, 3b und 3c nach oben abgestützt ist, während es andererseits nach unten durch den MetalOLdeckel 4 abgedeckt ist. Diese Anordnung begünstigt die Verhinderung einer Ableitung von Wärme zu anderen Teilen der Einheit einerseits und dadurch eine noch raschere Aufwärmung des Bimetalls andererseits.

Die Brücken 21 des erfindungsgemässen Wärmesammlers H müssen natürlich nicht unbedingt radial angeordnet sein, auch ihre stufenförmige Ausbildung nach abwechselnden Richtungen 1st kein zwingendes Erfordernis. Statt dessen kann die erfindungsgemässe Führung der Heissluftströmung auch durch das Vorsehen einer Vielzahl einfacher Bohrungen oder Schlitzöffnungen erreicht werden, wie dies das Ausführungsbeispiei gem. Figur 7 veranschaulicht, was bereits einen wesentlichen Fort-

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DipMito. Heinz Umt, Patentanwalt D - 8 Mönchen 81, Cocimastraft· 81 · Telefon: (061

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schritt gegenüber den bekannten Ausführungen von Hitze- bzw. Feuer-Anzeigeeinrichtungen der erfindungsgemäss angesprochenen Art bringt. Die Brücken bildenden Abstufungen brauchen weiterhin nicht unbedingt bei jeweils zwei benachbarten Brücken nach verschiedenen Seiten vorzustehen, statt dessen ist es möglich, wie in Figur 8 veranschaulicht, Jede dritte Abstufung nach der anderen Seite vorstehen zu lassen.

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ORlGiNAl.

Claims

Dipl.-lng. H«nz Um*. Patontanwalt D - 8 MOndwn 81, Co*imarirafc· 81 · Tdefon: (0611). 48,3BA η Π Π

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- 10 PATENTANSPRÜCHE

J Hitze- bzw. Peuer-Anzeigeeinrichtung, bestehend aus einem an einem Grundkörper festgelegten, geschlossenen Gehäuse, mit einem wärmeleitfähigen Metalldeckel und einem wärmeempfindlichen Bimetallelement,das in einem niedrigen Temperaturbereich an seiner konvexen Seite mit dem Deckel in thermischer Verbindung steht, und in einem plötzlich auftretenden höheren bzw. in einem ÜberhöhtenTemperaturbereich einen Kontaktsatz betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Gehäuse (A) mit einem Wärme sammelnden, plattenförmigen Körper (H) versehen ist, der in thermisch enger Berührung mit dem Metalldeckel (4) steht und eine Vielzahl von öffnungen aufweJBt, welche ein Durchströmen von Heissluft zur gleichzeitigen Erwärmung der beiden Oberflächen des Wärme sammelnden Körpers erlauben.
2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Wärmesammler (H) scheibenförmig ausgebildet ist, und dass sich die öffnungen zu dessen Mitte hin unter Bildung von Wärmebrücken (21) zwischen dem mlttlgen und dem umfangsseitigen Teilbereich der Scheibe erstrecken.
3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebrücken (21) su den vertikal zu der Hauptebene des|scheibenförmigen Wärme Sammlers (H) angeordneten öffnungen in abwechselnden Ebenen liegen.

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ORiGiNAL INSPECTED

DipL-lng. Heinz Lmmt, Patentanwalt D - 8 Μθη*·η 81, Cowmoitrafc· 81 · Telefon·. <0β|1Μβ-3*,Α η λ

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4. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Wärme sammler (H) dem Metalldeckel (¹I) so zugeordnet 1st,dass seine Hauptebene In einer anderen Ebene .liegt als die zu ihr Im wesentlichen parallele Ebene des Netalldeckels.
5.-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass der scheibenförmige Wärmesammler (H) mit einem axialen Hohlzylinderteil (19) versehen ist, in welchen der Metalldeckel (¹I) eingefügt ist.
6. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Wärmesammler (H) durch axiale Portsätze des Grundkörp.ers (B) geschützt ist.
7. Anzeigeeinrichtung mindestens nach Anspruch.6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Qrund körper (B) eine äussere Umrissform gegeben ist, welche die Lenkung des Heissluftstromes zu dem Wärmesammler (H) hin begünstigt.'
8. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d durch gekennzeichnet,' dass das wärmeempfindllche Bimetallelement (1) durch axiale Portsätze (3a,3b,3c) eines Isolierkörpers (2) abgestützt ist, gegen welche es durch den Metalldeckel(¹I) angedrückt ist.
9. Anzeigeeinrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktatz (S) zwei stabförmige Leiter (8,9) für den bewegli*· chen (5) und den Pixkontakt (7) aufweist, welche das ge-

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schlossene Gehäuse (A) gegen den Grundkörper (B) festlegen.
10. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch

gekennzeichnet , dass die freien Enden der

Leiter (8,9)an Anschlussplatten (13a,13b) angelötet sind, welche an dem Grundkörper (B) befestigt sind.

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