DE1960338A1

DE1960338A1 - Mit Hochfrequenzwellen betriebener Ofen

Info

Publication number: DE1960338A1
Application number: DE19691960338
Authority: DE
Inventors: Soulier Joel Henri Auguste
Original assignee: SOULIER JOEL HENRI AUGUSTE
Current assignee: SOULIER JOEL HENRI AUGUSTE
Priority date: 1968-12-05
Filing date: 1969-12-02
Publication date: 1970-06-18
Also published as: GB1290888A; ES374191A1; DE1960338B2; FR1598315A; US3632946A

Description

Ppfeotonwalt Dipl.-lng. C-H. Huss Garmbch - Partenfcirchen ,, _A λ ~ « - _A

14 M 505 1960338

Grarmisch-Partenkirchen, 28. November 1969 Hs-S:H

Joel Henri Auguste SOULIBR

81, Boulevard Marceau, OOLOMBES, Hauts-de-Seine, Prankreich

Mit Hochfrequenzwellen betriebener Ofen »

Die Erfindung betrifft einen sog. Mikrowellenofen, d.h. einen unter Verwendung von Hochfrequenzwellen betriebenen Ofen für die Behandlung von dielektrischen, absor- J bierenden Materialien, wie Kautschuk oder dessen Abkömmlinge.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen Ofen zur Wärmebehandlung von Strängen oder Profilen der verschiedensten Querschnittsformen aus einem dielektrischen Material, wie sie beispielsweise am Ausgang einer Strang-

fr

presse erzeugt werden.

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•Bis heute machte das Erhitzen solcher Profile unter Verwendung von Hochfrequenzwellen sehr große Schwierigkeiten. Bei der Wärmebehandlung eines Profiles, z.B. einer Dichtung für eine Automobilkarosserie, ist es unter Berücksichtigung der Arbeitsgeschwindigkeit der Strangpressen z.B. erforderlich, relativ lange Öfen oder sogar eine Folge von mehreren Öfen hintereinander einzusetzen. Dabei ergibt sich aber vor allem das Problem, eine genaue Lage des zu behandelnden Profiles in dem Ofeninneren einzuhalten und weiter zu verhindern, daß die Hochfrequenzwellen nach außen gelangen, was für das Bedienungspersonal gefährlich werden könnte,.

Außerdem führt die Wärmebehandlung des Profiles in dem Ofen dazu, daß Dämpfe und Gase abgegeben werden, die sich auf der Innenwand des Ofens niederschlagen und dort absorbiert werden, was wieder zur Polge· hat, daß sich die Arbeitsbedingungen erheblich ändern. Hun ist aber ein Ofen großer Länge offensichtlich schwer zu reinigen, bzw. erfordert das Auseinandernehmen und den Wiederzusammenbau durch ' Spezialisten, die fähig sein müssen, den Ofen erneut einzuregulieren.

Die vorliegende Erfindung behebt die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten vollständig durch Schaffung eines neuen, mit Hochfrequenzwellen betriebenen Ofens. '

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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Ofen einen mit einem Hochfrequenzgenerator verbundenen, . rechteckigen Hohlleiter aufweist, der quer zu einem Ofentunnel angeordnet ist, welcher seinerseits einen länglichen -Innenraum begrenzt, wobei zumindest ein Teil dieses Ofendurchgangs von zwei komplementären Halbkokillen gebildet ist, die in Längsrichtung aufeinander angeordnet sind.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es stellen dar:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ofen in stark verkleinertem Maßstab,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1, teils im Schnitt längs der linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt, geschnitten län^s der Linie III-III der Fig. 1 und in demgegenüber vergrößertem Maßstab, |

Fig. 4 einen Vertikalschnitt, geschnitten längs der Linie IV-IV der Fig. 1,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt, geschnitten längs der Linie V-V der Fig. 1, *

Fig. 6 einen YertSalschnitt, geschnitten längs der Linie VI-VI der Fig. 1,

Fig. 7 einen Vertikalschnitt, geschnitten längs der Linie VII-VII der Fig. 1.

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Der in der Zeichnung dargestellte Ofen für die kontinuierliche Wärmebehandlung dielektrischer Materialien, insbesondere von Kautschuk in Gestalt von Profilen, wie sie durch eine Strangpresse erzeugt werden, ist von einem beispielsweise aus Rohren oder anderen Profilträgern aufgebauten Rahmen 1 getragen* Die Anordnung hat für die Erfindung im einzelnen wenig Bedeutung, da der Rahmen nur die Gesamtheit der Bestandteile des Ofens und die Teile, die mit ihm in Verbindung stehen, zu tragen hat. .

An den Enden ist der Rahmen 1 mit Seitenwänden 2 bzw. 2a versehen, von denen zumindest der eine Satz, in dem Beispiel die beiden im linken Teil der Pig. 1 gezeigten Seitenwände 2, mit Führungsgleitschienen 3 für Gleitstücke 4" versehen sind. Diese lagern eine Achse 5, auf der sich ein Rad 6 drehen kann. Mit Schraubenspindeln 7 können die Gleitstücke 4 und damit auch das Rad 6 verschoben werden, das als Spannrad für einen endlosen Treibriemen einer Transportvorrichtung 8 dient. Der Riemen läuft ferner über ein zweites Rad 6a, das zwischen den Seitenwänden 2a befestigt ist und dessen Achse mit einer - nicht dargestellten - Antriebsvorrichtung verbunden ist. Hit dieser kann die nur schematisch strichpunktiert angedeutete Transportvorrichtung 8 kontinuierlich mit konstanter, aber gegebenenfalls regelbarer Geschwindigkeit verschoben werden, um das zu behandelnde, sich auf der Transportvorrichtung 8 befindende Erzeugnis, gegebenenfalls während einer mehr oder weniger langen Zeit im Inneren des Ofens belassen zu können. , ■· /

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Der eigentliche Ofen besteht aus einem Hauptkörper 9 mit, wie im besonderen aus den !"ig» 3 und 4 zu ersehen, einer Grundplatte 10, der eine halb zylindrische Halbkolcille 11 angeformt ist, die sich in nach beiden Seiten hin verlaufende Plansche 12, 12a fortsetzt.

An seinem Ende läuft der Körper 9'in einen zylindrischen Abschnitt 9a aus (siehe Pig. 1), der einen Bundring für die Befestigung eines Hohlleiters 13 von rechteckigem Querschnitt bildet. Der Körper 9 trägt eine zweite halbzylindrische · ™

Halbkokille 14₅ deren nach beiden Seiten hin verlaufende Plansche 15, 15a den Planschen 12, 12a entsprechen und auf diesen aufliegen. Zwischen den Planschen liegen elastische Dichtungen 16 und Metallitzendichtungen 17 (siehe Pig. 4), die die Portpflanzung der in dem Ofen zirkulierenden Hochfrequenzwellen nach außen verhindern, wie es im einzelnen nachstehend beschrieben wird.

Die Halbkokille 14 kann auf beliebige Weise befestigt

sein. Bei einer zweckmäßigen, und dargestellten Ausführungs- " form ist sie um Achsen 18 schwenkbar, die-in an den Körper 9 angeformten und sich seitlich von diesem erstreckenden Konsolen 19 gelagert sind, wie die Pig. 2 und 4 zeigen. Auf der anderen Seite sind seitlich des Körpers 9 schwenkbare Gewindebolzen 20 mit Muttern 21 vorgesehen, die sich auf an den Plansch 15 der Halbkokille 14 ängeformte Ausleger abstützen.

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Pig. 1 zeigt, daß die Verbindung des Körpers 9 und der Halbkokille 14 einen rohrförmigen, nachfolgend "Tunnel" genannten Durchgang 22 von kreisförmigem Querschnitt begrenzt, dessen Durchmesser dem des zylindrischen Abschnitts 9a des Körpers 9 entspricht«

An dem Hohlleiter 13 ist in der Verlängerung des Tunnels 22 ein im Durchmesser diesem entsprechendes zylindrisches Mundstück 23 befestigt. Dieses Mundstück 23 nimmt einen Kolben 24 auf, der mit Abschnitten 25 eines biegsamen Metallbandes oder Metallitzen versehen ist. Der Kolben kann in dem Mundstück gleiten, das zu diesem Zweck Schlitze 26 (Pig, 2) aufweist, durch die Klemmschrauben 27 hindurchgehen. Durch Verschiebung des Kolbens 24 kann man die Wellenlänge in dem Hohlleiter 13 abstimmen und die im Schnittpunkt des Hohlleiters und des Tunnels 22 des Ofens bzw. in dessen Nähe entwickelte Heizkraft verteilen. Außerdem wird dadurch auch die Einstellung des Magnetrons, welches als Generator der Mikrowellen vorgesehen und auf dem Hohlleiter mittels einer Klemme 28 befestigt ist, vorgenommen.

Um die Wellenlänge in dem Ofen abstimmen zu können, kann man, wie aus den Fig. 1 und 7 zu ersehen ist, den Hohlleiter 13 mit einem Resonator 29 ausrüsten. Im Ausfüh- ' rungsbeispiel ist dieser in dem oberen Teil des Hohlleiters angeordnet und an einem in axialer Richtung verschiebbaren Stopfen 30 befestigt. Letzterer wird durch Stifte 31 geführt und mittels einer Schraube 32 verstellt, die mit einer Händel-.

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mutter 33 eingestellt werden kann. Diese ist in einem Schlitz 34 im Inneren einer Abdeckkappe 35 untergebracht, die den oberen Teil des Hohlleiters 13 abschließt. Der Resonator 29 ist, wie·aus Fig. 7 zu entnehmen, in Art eines Metallgehäuses ausgebildet, welches die Hochfrequenzwellen reflektiert.

Der vorstehend beschriebene Ofentunnel wird durch den Hauptkörper 9, die den Deckel bildende Halbkokille 14» den Hohlleiter 13 und das Mundstück 23 gebildet und ist, wie die Fig. 1 und 6 zeigenι so gelagert, daß er in der Höhe verstellt werden kann· Hierzu ist eine Tragplatte 36 vorgesehen, die direkt auf dem Rahmen 1 aufliegt und an"ihren beiden Enden allgemein mit 37 und 38 bezeichnete Höheneinstellvorrichtungen trägt· Eine Ausbildungsform dieser Vorrichtungen ist in Fig. 6 dargestellt. Sie bestehen aus einem rohrförmigen Gehäuse 39 mit Planschen 40, mit denen das Gehäuse über Zwischenstege 41 an der Tragplatte 36 befestigt ist. In das Innere des Gehäuses 39 ist eine Büchse 42 eingesetzt· Diese führt eine Spindel 43 mit einem abgedrehten Ende 43a, das in eine Bohrung in der i grundplatte 10 des Körpers 9 des Ofens hineinreicht. Ein formschlüssig mit 'der Spindel 43 verbundener Stützflansch 44 ist mit einer Schrauce 45 am Körper 9 befestigt, um jede Drehung der Spindel 43 zu verhindern. Die Spindel weist unterhalb der Büchse 42 einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 42a auf, auf den ein Kettenrad 46 aufgeschraubt ist. Das Kettenrad 46 sitzt zwischen der Büchse 42 und einem Deckel 47, der auf der unteren Stirnfläche des Gehäuses 39 befestigt und von dem mit

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Gewinde versehenen Endabschnitt 43b der Spindel durchsetzt ist, auf den eine Kontermutter 48 aufgeschraubt ist. "

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Wie Pig. 1 veranschaulicht, läuft über die Kettenräder 46 der beiden Vorrichtungen 37 und 38 eine Kette 49» die durch eine Feder 50 ständig gespannt gehalten wird« Diese Kette trägt einen Bedienungshebel 51, der als Markierzeiger 51a dient und in bezug auf die auf einer Skala 52 am Rahmen 1 vorgesehene. Gradeinteilung verschiebbar ist. : >

™ Aus der vorstehenden Beschreibung folgt, daß beim

Verschieben des Bedienungshebels 51 auch die Kettenräder 46 der beiden Höheneinstellvorrichtungen gedreht werden, deren Gewinde die Spindeln 43 axial im auf- oder absteigenden Sinn mitnimmt. Auf diese Weise hebt oder senkt man die gesamte Ofenanordnung.

Die Tragplatte 36, an der die vorbeschriebenen Höheneinstellvorrichtungen angebracht sind, trägt auch die in Pig. 3 dargestellten Kolben 53. Diese Kolben sind mit bieg- W samen Metalldichtungen 54 und mit normalen Dichtungen 55 versehen, die sich gegen die zylindrische Wand in der Grundplatte 10 des Körpers 9 anlegen, damit die Kolben in das Innere des Ofentunnels 22 hineinragen können. Die Kolben 53 enden in einer Stützgabel 56, die die Transportvorrichtung unterstützt und führt. Letztere ist ein Förderband, das aus einem für Hochfrequenzwellen durchlässigen Material, beispielsweise aus einem mit Silikon überzogenen Glasfaservlies besteht. ·

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Die Stützgabeln 56 für das Förderband sind in relativ kleinen Abständen voneinander angeordnet, so daß man sicher ist, daß sich das Band im Inneren des Ofenraumes nicht durchbiegen kann. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß das einer Wärmebehandlung zu unterziehende Gut, beispielsweise das in den Pig. 3 und 4 dargestellte Profil 5? aus Kautschuk, immer genau in Richtung der Ofenachse derart gehalten wird, daß eine gleichmäßige Behandlung erfolgen kann.

In Anpassung an die spezielle Form und die Querschnittsabmessungen des zu behandelnden Profiles 57 ist esnatürlich notwendig, die Lage der Transportvorrichtung 8 in bezug auf die Längsachse des Ofentunnels 22 einzustellen. Dies wird dadurch erreicht, daß man den Ofen hebt ode-r senkt, dessen Lage in bezug auf diejenige der in der Höhe festliegenden Transportvorrichtung mittels des Markierungszeigers 51a des Bedienungshebels ^V51 reproduzierbar ist.

Damit die in dem Ofenraum erzeugten Hochfrequenzwellen > nicht aus dem Ofenraum herausgelangen, weist der im Hundstück verschiebbare Abstimmkolben 24 eine Öffnung 24a auf, deren Schnittbild dem des zu behandelnden Profiles möglichst angenähert ist. Außerdem stellt man vorteilhafterweise den Kolben aus einem Hochfrequenzweilen absorbierenden Material, beispielsweise Kohlenstoff, her /und verschließt entsprechend das gegenüberliegende Ende des Tunnels 22 mit einem Stopfen 58, der vorzugsweise ebenfalls aus Kohlenstoff besteht, Der

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Stopfen ist mit einer elastischen Dichtung 59 und einer 'Hetalllitzendichtung 60 ausgestattet. Außerdem ist er natürlich hohl, damit die Transportvorrichtung 8 und das Profil 57 durch ihn hindurch laufen können. Auf seinem über den Tunnel 22 hinausreichenden Teil trägt der Stopfen eine mit Öffnungen versehene Abdeckkappe 61, die eine bewegliche Klappe 62 hält, welche einerseits zur Führung der Transportvorrichtung 8 und andererseits für einen möglichst guten Verschluß des Stopfens 58 sorgt. ·

Außer den vorstehend beschriebenen Organen weist der Ofen in seinem Innenraum oder Tunnel 22 Ringe 63 auf, die in dem Abschnitt angeordnet sind, der von dem Körper 9 und der Halbkokille 14 begrenzt ist. Diese Ringe 63 sind von geringer Dicke, beispielsweise von 5/10 bis 6/10 mm,und haben eine Länge, die von der in';dem Magnetron erzeugten Wellenlänge abhängt« Außerdem sind sie, wie Fig. 1 zeigt, im Abstand d voneinander angeordnet, der der halben Wellenlänge entspricht, damit sich das in dem Hohlraum des Ofens erzeugte, in Fig. 1 durch das Bezugszeichen 64 angedeutete elektrische Feld um aufeinanderfolgende Ringe schließen kann und damit das gestrichelt eingezeichnete magnetische Feld im Inneren des Raumes bleibt, der von jedem Ring begrenzt wird.

Man entnimmt aus Fig. 4» daß im Inneren der Ringe 63

das elektrische Feld 64 radial von der Achse des Durchgangs 22 aus nach außen verläuft, während das magnetische Feld 65 sich ringförmig und konzentrisch innerhalb der Ringe ausbreitet.

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Außerdem ist im Bereich des Hohlleiters 13 eine Büchse 66 aus einem für Hochfrequenzwellen durchlässigen Material, beispielsweise aus Tetrafluräthylen, vorgesehen, Diese Büchse wird bei der Hontage festgekleimat, damit sich das magnetische Feld gut im Inneren der aus Kupfer bestehenden Ringe 63 schließt. Sie.hat u.a. auch die Aufgabe zu verhindern, daß Dämpfe, die beim Brennen des Profiles 57 entstehen, in den Hohlleiter 13 eindringen. Indem man diese Büchse 66 mehr oder weniger weit verschiebt, kann man in der Tat die Phasenlage f der Wellen regeln. .

Aus all dei.i folgt, daß die verschiedenen Bestandteile des Ofens, insbesondere der Körper 9 und die seine Abdeckung bildende Halbkokille 14 ebenso wie das Mundstück 23 und der Hohlleiter 13 aus einem Metall bestehen, das die hochfrequenten Wellen reflektiert. Dieses Metall ist beispielsweise eine Leichtmetallegierung von der Art, daß die Teile leicht durch Formen und spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden können. Wenn die die Abdeckung bildende Halbkokille 14 leicht abnehm- (j bar ist» kann man das Ofeninnere ohne Demontage leicht reinigen, weil die das magnetische Feld einschließenden Ringe 63 in Abstünden voneinander angeordnet sind. Im übrigen können sowohl

der Kolben 24 als auch der Stopfen 53 ebenfalls aus zwei zueinander komplementären Halbkokillen gebildet sein, wenn dies auch in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Diese Teile können dann im Bedarfsfälle ausgewechselt werden, z.B. wenn man ein Profil einer anderen Gestalt behandeln will, wobei dieser

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Wechsel dann ohne Ausbau der Transportvorrichtung 8 ausgeführt werden kann. . ■

Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt; vielmehr sind verschiedene weitere Ausbildungsformen denkbar, die ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegen«

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Claims

Patentansprüche

1. Mit Hochfrequenzwellen betriebener Ofen, gekennzeichnet durch einen mit einem Hochfrequenzgenerator verbundenen, rechteckigen Hohlleiter (13), der quer zum Ofenhauptkörper (9) angeordnet ist, der einen länglichen Durchgang oder funnel (22) begrenzt, wobei zumindest ein Teil des Hauptkörpers von zwei komplementären Halbkokillen (11, 14) gebildet ist, die in Längsrichtung aufeinander angeordnet sind.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ofentunnel zumindest in seinem von den Halbkokillen (11, 14) gebildeten Abschnitt im Abstand voneinander leitfähige Ringe (63) mit ununterbrochenen Wänden aufnimmt, deren Mittenabstände (d) gleich einer halben Wellenlänge der im Inneren des Tunnels gebildeten Hochfrequenzwellen gewählt sind. . ■

3. Ofen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ e i c hn et, daß der aus zwei komplementären Halbkokillen (11, 14) gebildete Abschnitt des Ofentunnels sich von der einen Seite des rechteckigen Hohlleiters (13) aus erstreckt und daß auf der anderen Seite des Hohlleiters der Tunnel durch ein Mundstück (23) verlängert ist.

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•4. Ofen nach den Ansprüchen 1 und 3» dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Enden des Of en?~ tunnels teilweise mit Kolben bzw. Stopfen (24» 58) ver- ; schlossen sind, von denen zumindest einer in axialer Rich- ^: tung verstellbar ist und beide aus einem Hochfrequenzwellen absorbierenden Material bestehen.

5. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Ofentunnel das Förderband einer Transportvorrichtung (8) läuft, das ein einer Wärmebehandlung zu unterziehendes Profil (57) unterstützt, und daß die Transportvorrichtung aus einem für Hochfrequenzwellen durchlässigen Material besteht, vorzugsweise aus einem mit Silikon überzogenen Glasfaservlies gebildet ist.

6. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Ofentunnel in seinem Schnittpunkt mit dem Hohlleiter (13) eine Büchse (66) vorgesehen ist, die aus einem für Hochfrequenzwellen durchlässigen Material besteht und in axialer Richtung verstellbar ausgebildet ist, um die Phase der Welle in dem Hohlleiter anzupassen und das Eindringen von Dämpfen in den Hohlleiter zu verhindern.

7· Ofen nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß im Inneren des Ofentunnels Führungsglieder, z.B. Stützgabeln (56) vorgesehen sind, die das endlose Förderband führen und zwischen den in dem Tunnel vorgesehenen Ringen (63) hindurchreichen.

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8. Ofen nach den Ansprüchen 1 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Stützgabeln (56) für das Förderband der Transportvorrichtung (8) Vorsprünge an Kolben (53) bilden, die die Wände des Tunnels durchqueren und untereinander verbunden sind, und daß Mittel (37, 38) vorgesehen sind, um zur Regelung der Lage des Förderbandes im Ofentunnel die Lage des Ofentunnels in bezug auf die Kolben einzustellen.

9· Ofen nach den Ansprüchen 1,7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (53) auf einer Tragplatte (36) befestigt sind, die ihrerseits auf einem Rahmen (1) ruht, und daß der Ofentunnel mit dem Rahmen mit Hilfe mindestens einer Höheneinstellvorrichtung (37) verbunden ist, die derart ausgebildet ist, daß die Lage des Förderbandes in bezug auf den Tunnel durch Verschieben des Ofendurchgangs regelbar ist. '

10,-Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlleiter an dem Ende, welches dem mit dem Hochfrequenzgenerator verbundenen Ende gegenüberliegt, einen Resonator (29) trägt, der an einem in axialer Richtung zu dem Hohlleiter verschiebbaren Stopfen (30) befestigt ist.

11. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen jedem Teil des Ofentunnels zumindest aus Metallitzen bestehende Dichtungen vorgesehen sind, die den Austritt des im Tunnel erzeugten elektrischen Feldes verhindern.

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