DE202022106751U1 - Spielwürfel - Google Patents

Abstract

Spielwürfel, der als Polyeder ausgeführt ist mit mehreren Seitenflächen (2) und jeweils einer zwischen zwei benachbarten Seitenflächen (2) angeordneten Kante (3), wobei der Spielwürfel (1) einen Elastomerwerkstoff mit einer Rückprallelastizität von mindestens 30% aufweist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Spielwürfel.
• Ein Spielwürfel ist ein Spielgerät, das bei einem Wurf auf eine waagerechte Unterlage eine von mehreren unterscheidbaren stabilen Ruhelagen einnimmt. Der Spielwürfel dient beispielsweise in Gesellschaftsspielen zum Erzeugen eines zufälligen Symbols, das nach dem Wurf des Spielwürfels eine ausgezeichnete Lage einnimmt. Dieses Symbol gilt dann als Ergebnis des Wurfes.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Spielerlebnis mit einem Spielwürfel zu verbessern.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Spielwürfel mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
• Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Spielwürfel, der einen Elastomerwerkstoff aufweist, verbesserte Sprungeigenschaften aufweist. Wesentlich ist, dass der Elastomerwerkstoff eine Rückprallelastizität von mindestens 30%, insbesondere von mindestens 35%, insbesondere von mindestens 40%, insbesondere von mindestens 45%, insbesondere von mindestens 50%, insbesondere von mindestens 55%, insbesondere von mindestens 57%, insbesondere von mindestens 60%, insbesondere von mindestens 62%, insbesondere von mindestens 64%, insbesondere von mindestens 70% und insbesondere von mindestens 75% aufweist. Der Elastomerwerkstoff ist insbesondere ungeschäumt.
• Die Rückprallelastizität R wird gemäß DIN 53512 bestimmt. Ein definierter Pendelhammer schlägt auf einen Prüfkörper des zu prüfenden Werkstoffs. Die Rückprallelastizität R wird aufgrund einer Auslenkung des Pendelhammers berechnet. Die Rückprallelastizität R ist wie folgt definiert: $$\text{R}=100\times \frac{\text{hR}}{\text{h0}}$$

  

  wobei h_R die Rückprallhöhe des Pendelhammers und h₀ die Anfangshöhe des Pendelhammers bezeichnen.
• Die Sprungeigenschaften des Spielwürfels sind insbesondere vergleichbar mit denen eines Gummiballs oder Sprungballs. Der Spielwürfel ist als Polyeder ausgeführt mit mehreren Seitenflächen und jeweils dazwischenliegenden Kanten. Es ergibt sich im Vergleich zu dem Gummiball ein verbesserter Spieleffekt. Die Rücksprünge sind weniger vorhersehbar und weniger kontrollierbar, da der Spielwürfel in verschiedenen Orientierungen auf der Unterlage auftreffen kann, also beispielsweise im Wesentlichen flächig mit einer der Seitenflächen oder mit einer Kante oder einer Ecke.
• Vorteilhaft ist, wenn der Spielwürfel als regelmäßiger Polyeder ausgeführt ist, insbesondere mit sechs Seitenflächen, die insbesondere quadratisch ausgeführt sind. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen mit mehr oder weniger als sechs Seitenflächen möglich. An den jeweiligen Seitenflächen sind eindeutige Markierungen angebracht, um die Seitenflächen voneinander zu unterscheiden. Es ist auch möglich, dass mehrere Seitenflächen jeweils identische Markierungen aufweisen. Beispielsweise kann ein sechsseitiger Würfel an zwei Seitenflächen, die insbesondere gegenüberliegend angeordnet sind, jeweils identische Markierungen aufweisen. Die Markierungen können als sogenannte Augen oder Ziffern ausgeführt sein. Es sind aber auch andere, insbesondere beliebige, Symbole beispielsweise Smileys oder Emojis denkbar. Die Symbole an den Seitenflächen sind insbesondere aufgedruckt und/oder als Ausnehmung oder Vertiefung an der Seitenfläche ausgeführt.
• Der Spielwürfel kann analog zu bekannten Spielwürfeln beispielsweise in Brettspielen Verwendung finden. Der Spielwürfel kann aber auch für neuartige Spielformen eingesetzt werden, bei welchen der Wurf des Spielwürfels aufgrund seiner besonderen Sprungeigenschaften wesentlichen Spielinhalt bildet.
• Ein Spielwürfel gemäß Anspruch 2 eignet sich besonders für einen Wurf aus der Hand. Ein derartiger Spielwürfel vermittelt eine gewohnte Haptik. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sämtliche Kanten des Spielwürfels gleich lang ausgeführt sind.
• Bei einem Spielwürfel gemäß Anspruch 3 ist das Spielerlebnis aufgrund der Unvorhersagbarkeit des Rücksprungs besonders ausgeprägt. Der Spielwürfel ist an seinen Kanten und insbesondere auch an den Ecken besonders scharfkantig ausgeführt. Dadurch ergibt sich eine ausgeprägte Abhängigkeit der jeweils zufälligen Lage, mit der der Spielwürfel auf der Unterlage nach dem Wurf auftrifft.
• Ein Spielwürfel gemäß Anspruch 4 bildet ein homogenes Kontinuum aus. Die Wurfeigenschaften des Spielwürfels entsprechen denen eines sogenannten Laplace-Würfels. Die Zufallswahrscheinlichkeiten für das Eintreten bestimmter Ereignisse sind insbesondere gleich verteilt. Insbesondere ist der Spielwürfel kein Hohlkörper. Die Rücksprungeigenschaften sind zusätzlich verbessert.
• Eine Elastomerwerkstoff gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine vorteilhafte Herstellung des Spielwürfels, insbesondere im Kunststoff-Spritzgussverfahren. Für den Spielwürfel verwendetes TPE weist insbesondere eine Dichte in einem Bereich von 0,85 g/cm³ bis 0,9 g/cm³, insbesondere zwischen 0,88 g/cm³ und 0,9 g/cm³ und insbesondere von 0,89 g/cm³ auf. Die Härte gemäß Shore A, ermittelt nach DIN ISO 48-4 beträgt zwischen 40 und 45, insbesondere 42, nach einer Messdauer von 3s und beträgt zwischen 37 und 40, insbesondere 39, nach einer Messdauer von 15s. Die Zugfestigkeit ermittelt nach DIN 53504 beträgt in Längsrichtung bezogen auf die Prüfrichtung zwischen 4,5 N/mm² und 5,0 N/mm², insbesondere 4,9 N/mm², und in Querrichtung bezogen auf die Prüfrichtung zwischen 6,5 N/mm² und 7,0 N/mm², insbesondere 6,8 N/mm². Die Reißdehnung ermittelt nach DIN 53504 beträgt in Längsrichtung zwischen 700% und 750%, insbesondere 714%, und in Querrichtung zwischen 870% und 920%, insbesondere 896%. TPE weist eine Rückprallelastizität auf, die insbesondere mindestens 57% beträgt.
• Ein verwendeter TPU-Werkstoff weist eine Dichte im Bereich von 0,88 g/cm³ bis 0,9 g/cm³ und insbesondere von 0,89 g/cm³ auf. Die Härte dieses Werkstoffs gemäß Shore A beträgt zwischen 45 und 55, insbesondere zwischen 46 und 52. Die Zugfestigkeit beträgt zwischen 10 und 15 N/mm² und insbesondere zwischen 10 und 13 N/mm². Die Bruchdehnung beträgt zwischen 850% und 950%, insbesondere zwischen 870% und 930% und insbesondere zwischen 890% und 910%.
• Ein Spielwürfel gemäß Anspruch 6 mit einem Gummiwerkstoff ermöglicht einen zusätzlich verbesserten Spieleffekt. Der Gummiwerkstoff kann beim Auftreffen des Spielwürfels auf die Unterlage eine Änderung des Drehimpulses bewirken. Dadurch wird die Zufälligkeit des Rückspringens des Spielwürfels noch stärker ausgeprägt.
• Der Gummiwerkstoff weist eine Rückprallelastizität auf, die insbesondere mindestens 64% beträgt. Besonders vorteilhaft ist ein Gummiwerkstoff, der Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk und Butadien-Kautschuk aufweist.
• Der Gummiwerkstoff weist eine Dichte auf im Bereich von 1,0 g/cm³ bis 1,3 g/cm³, insbesondere von 1,1 g/cm³ bis 1,2 g/cm³ und insbesondere von 1,15 g/cm³. Die Härte des Gummiwerkstoffs gemäß Shore A, ermittelt nach DIN 53 505, beträgt zwischen 40 und 50, insbesondere zwischen 42 und 48 und insbesondere 45. Die Zugfestigkeit ermittelt nach DIN 53 504 des Gummiwerkstoffs beträgt zwischen 8 N/mm² und 12 N/mm², insbesondere zwischen 10 N/mm² und 11 N/mm² und insbesondere 10,5 N/mm². Die Bruchdehnung des Gummiwerkstoffs beträgt 580% und 620%, insbesondere zwischen 590% und 610%, insbesondere zwischen 600% und 605% und insbesondere 603%. Der Gummiwerkstoff kann mit farbigen Additiven zu einer gewünschten Farbgebung eingestellt werden.
• Ein Spielwürfel gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine besonders unkomplizierte Herstellung. Es wurde gefunden, dass ein, insbesondere innenliegendes, Trägerelement des Spielwürfels aus einem Innenwerkstoff hergestellt sein kann, wobei sich der Innenwerkstoff von dem Elastomerwerkstoff unterscheidet. Es ist insbesondere nicht erforderlich, dass der Innenwerkstoff besondere Rücksprungeigenschaften aufweist. Der Innenwerkstoff weist insbesondere eine Härte auf, die größer ist als die Härte des Elastomerwerkstoffs. Der Innenwerkstoff ist härter als der Elastomerwerkstoff. Das Trägerelement bildet ein sogenanntes Inlay, das insbesondere in einem ersten Herstellungsschritt gefertigt wird. Anschließend wird der Elastomerwerkstoff um das Inlay herum geformt und die Polyeder-Form des Spielwürfels gebildet.
• Es wurde insbesondere erkannt, dass eine funktionale Trennung zwischen dem Elastomerwerkstoff einerseits und dem Innenwerkstoff andererseits möglich ist. Der für das Trägerelement verwendete Innenwerkstoff weist insbesondere tragendende Eigenschaften auf und dient zum Tragen des Elastomerwerkstoffs. Der Elastomerwerkstoff ermöglicht die vorteilhaften Rücksprungeigenschaften des Spielwürfels.
• Der Spielwürfel kann besonders vorteilhaft im zwei Komponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden. Die Herstellung des Spielwürfels ist insbesondere automatisierbar. Der Spielwürfel kann insbesondere in mittleren und großen Stückzahlen kosteneffizient hergestellt werden. Insbesondere ist der Innenwerkstoff mit dem Elastomerwerkstoff formschlüssig, also geometrisch, stoffschlüssig, also durch eine chemisch und/oder physikalisch basierte Materialverbindung, und/oder kraftschlüssig, insbesondere reibend, verbunden.
• Die Geometrie des Inlays kann im Wesentlichen regelmäßig ausgeführt sein und insbesondere polyederförmig. Insbesondere entspricht die Geometrie des Inlays einer verkleinerten Geometrie des Polyeders. An dem Inlay können einteilig Formelemente angeformt sein, die die formschlüssige, kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung mit dem Elastomerwerkstoff begünstigen, insbesondere durch Hinterschnitte und/oder eine vergrößerte Oberfläche.
• Ein Spielwürfel gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine unkomplizierte und kosteneffiziente Herstellung des Trägerelements. Als thermoplastischer Kunststoff dient insbesondere Polypropylen, Polyamide, insbesondere PA6, PA6.6, PA 11 oder PA12, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Acryl-Styrol-Acrylester (ASA) und/oder Polyester-Materialien. Die vorstehenden Kunststoffe eignen sich insbesondere als Trägerelement für einen TPE-Elastomerwerkstoff.
• Das Trägerlement kann auch aus Polyetherimid (PEI) hergestellt sein. Polyetherimid ist ein hochtemperaturbeständiger Kunststoff und weist eine Schmelztemperatur von etwa 450°C auf. Polyetherimid eignet sich insbesondere bei der Verwendung eines Gummiwerkstoffs als Elastomerwerkstoff.
• Insbesondere kann das Trägerelement mit einer hohen Gestaltungsfreiheit hergestellt werden. Dadurch ist es insbesondere möglich, die formschlüssige Verbindung zwischen dem Trägerelement und dem Elastomerwerkstoff zu verbessern.
• Bei dem Spielwürfel gemäß Anspruch 9 ist gewährleistet, dass er immer mit dem Elastomerwerkstoff, der die vorteilhaften Rücksprungeigenschaften aufweist, auf der Unterlage aufkommt. Der Spielwürfel insgesamt weist verbesserte Rücksprungeigenschaften auf. Der Elastomerwerkstoff bildet eine Außenhülle des Spielwürfels, die das Trägerelement, insbesondere vollständig, umgibt.
• Ein Spielwürfel gemäß Anspruch 10 ermöglicht eine unkomplizierte Darstellung der Symbole an den Seitenflächen. Durchgangsöffnungen an den Seitenflächen legen das umschlossene Trägerelement frei. Das Material des Trägerelements kann insbesondere in die Durchgangsöffnungen vorstehen, sodass die formschlüssige Verbindung des Trägerelements mit der Außenhülle verbessert ist. Insbesondere kann das Material des Trägerelements die Durchgangsöffnungen jeweils vollständig ausfüllen, sodass eine insgesamt oberflächenbündige Kontur geschaffen wird. Durch den Kontrast der unterschiedlichen Werkstoffe erscheinen die Symbole an den jeweiligen Seitenflächen. Zusätzliche Kennzeichnungen, insbesondere Markierungen durch Druck, sind entbehrlich. Insbesondere ist eine derartige Kennzeichnung besonders robust und dauerhaft.
• Es ist möglich, an einer Seitenfläche, an der eine integrale Oberfläche der mindestens einen Durchgangsöffnung einen Mindestflächenschwellwert überschreitet, eine Ausnehmung anzuordnen. Der Mindestflächenschwellwert beträgt insbesondere mindestens 10% bezogen auf den Flächeninhalt einer Seitenfläche, insbesondere mindestens 15%, insbesondere mindestens 20% und insbesondere mindestens 25%.
• Die Ausnehmung ist insbesondere kugelkalottenförmig oder zylinderförmig ausgeführt. Die Ausnehmung ist an der Seitenfläche insbesondere derart angeordnet, dass sämtliche Durchgangsöffnungen innerhalb der Ausnehmung angeordnet sind. Die Durchgangsöffnungen sind an dieser Seitenfläche zurückversetzt angeordnet. Die Ausnehmung ist insbesondere zentrisch angeordnet und ist insbesondere von einem äußeren, im Wesentlichen quadratisch oder rechteckförmigen Rahmen umgeben. Dieser äußere Rahmen ist aus dem Elastomerwerkstoff gebildet. Mit dieser Ausgestaltung einer Seitenfläche ist gewährleistet, dass die besonderen Rücksprungeigenschaften des Spielwürfels auch dann gewährleistet sind, wenn in Folge der mindestens einen Durchgangsöffnung das vergleichsweise härtere Material des Trägerelements die charakteristischen Rücksprungeigenschaften beeinträchtigen könnte. Die vorteilhaften Rücksprungeigenschaften bleiben gewährleistet.
• Sowohl die in den Schutzansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spielwürfels angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
• Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
• 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Spielwürfels,
• 2 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie II-II in 1.
• Ein Spielwürfel 1 ist als regelmäßiger Polyeder in Form eines Sechsseiters ausgeführt. Der Spielwürfel 1 weist sechs Seitenflächen 2 auf. Jeweils zwei benachbarte Seitenflächen 2 sind durch eine Kante 3 getrennt. Jeweils drei Kanten 3 laufen in einer Ecke 4 zusammen.
• An den Seitenflächen 2 ist jeweils eine eindeutige Markierung 5 vorhanden, wodurch sich die verschiedenen Seitenflächen 2 voneinander unterscheiden lassen. Die verschiedenen Markierungen bilden jeweils ein unterscheidbares Symbol. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Markungen 5 als Augen ausgeführt.
• Die Kanten 3 weisen jeweils eine Kantenlänge s auf, die für sämtliche Kanten 3 identisch ist. Die Kantenlänge s liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 10 mm und 50 mm. Besonders bevorzugte Kantenlängen sind 15 mm, 20 mm oder 30 mm.
• Der Spielwürfel 1 ist scharfkantig ausgeführt. Ein Rundungsradius r der Kanten 3 beträgt insbesondere höchsten 0,5 mm.
• Der Spielwürfel 1 ist als Vollkörper ausgeführt. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Spielwürfel 1 eine Außenhülle 6 und ein inneres Tragelement 7 auf.
• Die Außenhülle 6 ist aus einem Elastomerwerkstoff hergestellt. Der Elastomerwerkstoff ist TPE und weist eine Rückprallelastizität von 57% auf. Der Elastomerwerkstoff verleiht dem Spielwürfel 1 besondere Rücksprungeigenschaften.
• Das Tragelement 7 ist optional. Der Spielwürfel 1 kann als Hohlkörper ausgeführt sein. Alternativ kann der Spielwürfel 1 als Vollkörper aus dem Material der Außenhülle 6 ausgeführt sein.
• Die Außenhülle 6 weist eine Wandstärke w auf, die bezogen auf die Kantenlänge s klein ist. Die Außenhülle 6 ist dünnwandig ausgeführt. Insbesondere gilt w ≤ 0,2 x s, insbesondere w ≤ 0,15 x s, insbesondere w ≤ 0,1 x s und insbesondere w ≤ 0,05 x s.
• In 2 ist die Außenhülle 6 mit einer konstanten Wandstärke w dargestellt. Die Wandstärke w kann entlang des Umfangs der Außenhülle 6 auch veränderlich ausgeführt sein.
• Das Tragelement 7 ist aus einem Innenwerkstoff hergestellt. Der Innenwerkstoff ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere Polypropylen. Es wurde insbesondere gefunden, dass die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Innenwerkstoff und dem Elastomerwerkstoff verbessert ist, da TPE eine gute Haftfestigkeit bezüglich des Polypropylens aufweist. Die Verbindung zwischen dem Elastomerwerkstoff und dem Innenwerkstoff ist dauerhaft und zuverlässig. Ein unbeabsichtigtes Lösen der beiden Komponenten voneinander ist verhindert. Der Spielwürfel 1 kann insbesondere vorteilhaft im Zweikomponenten-Spritzgussverfahren, insbesondere sequentiell hergestellt werden. Aus Darstellungsgründen ist das Tragelement 7 im Wesentlichen würfelförmig dargestellt. Insbesondere durch die Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffs als Innenwerkstoff ergibt sich eine hohe Gestaltungsfreiheit für die Ausbildung des Tragelements. Insbesondere können Nebenform-Elemente, insbesondere Hinterschnitte-Durchgangsöffnungen, Vertiefungen und/oder Erhebungen an dem Tragelement 7 ausgeführt sein, um die Verbindung mit der Außenhülle 6, insbesondere durch Formschluss zu verbessern. Die stoffschlüssige Verbindung ist zusätzlich erhöht, wenn die Gesamtoberfläche erhöht ist.
• Gemäß einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, den Vollkörper aus ein und demselben Werkstoff herzustellen.
• Die Markierungen 5 sind als Durchgangsöffnungen in der Außenhülle 6 ausgeführt. Das Tragelement 7, das im Übrigen vollständig von der Außenhülle 6 umgeben ist, ist im Bereich der Markierung 5 freigelegt.

Claims (10)

1. Spielwürfel, der als Polyeder ausgeführt ist mit mehreren Seitenflächen (2) und jeweils einer zwischen zwei benachbarten Seitenflächen (2) angeordneten Kante (3), wobei der Spielwürfel (1) einen Elastomerwerkstoff mit einer Rückprallelastizität von mindestens 30% aufweist.
2. Spielwürfel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (3) eine Kantenlänge (s) im Bereich von 10 mm bis 50 mm, insbesondere von 15 mm bis 40 mm und insbesondere von 15 mm, 20 mm oder 30 mm aufweisen.
3. Spielwürfel gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (3) einen Rundungsradius (r) aufweisen, wobei gilt: 0 mm < r ≤ 0,5 mm, insbesondere 0,01 mm ≤ r ≤ 0,5 mm, insbesondere 0,05 mm ≤ r ≤ 0,4 mm und insbesondere 0,1 mm ≤ r ≤ 0,3 mm.
4. Spielwürfel gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spielwürfel (1) als Vollkörper ausgeführt ist.
5. Spielwürfel gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerwerkstoff ein thermoplastisches Elastomer (TPE), insbesondere auf Urethanbasis (TPU), aufweist.
6. Spielwürfel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerwerkstoff einen Gummiwerkstoff, insbesondere ein Vulkanisat von Naturkautschuk und/oder Synthesekautschuk, aufweist, wobei der Gummiwerkstoff insbesondere Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Butylkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Polyisopren-Kautschuk und/oder Silikon, insbesondere Vinyl-Methyl-Silikon (VMQ), umfasst.
7. Spielwürfel gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Innenwerkstoff, der mit dem Elastomerwerkstoff fest verbunden ist, insbesondere formschlüssig, stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig.
8. Spielwürfel gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenwerkstoff einen thermoplastischen Kunststoff aufweist, insbesondere Polypropylen (PP), Polyamide, insbesondere PA6, PA6.6, PA11 oder PA12, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Acryl-Styrol-Acrylester (ASA) und/oder Polyester-Materialien.
9. Spielwürfel gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenwerkstoff ein Trägerelement (7) bildet, das von dem eine Au-ßenhülle (6) bildenden Elastomerwerkstoff umschlossen ist.
10. Spielwürfel gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenflächen (2) jeweils mindestens eine Durchgangsöffnung (8) im Elastomerwerkstoff angeordnet ist.

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