DE2139930A1

DE2139930A1 - Verfahren zum Befestigen eines Fadens auf einer Spule

Info

Publication number: DE2139930A1
Application number: DE19712139930
Authority: DE
Inventors: Philippe Hardy-The Columbia S.C. Mc Lain (V.St.A.). M
Original assignee: Shakespeare Co., Kalamazoo, Mich. (V.StA.)
Priority date: 1970-10-06
Filing date: 1971-08-10
Publication date: 1972-04-13
Also published as: JPS5438224B1; FR2110994A5; CA947267A; ES394680A1; ES198845Y; IT938958B; DE2139930B2; ES198845U; AU460991B2; GB1358306A; AU3351271A; GB1358741A; US3719332A

Description

Dr. (ng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage . Aktenzeichen

zur Eingabe vom 9. AUgUSt1971 VA// Name d. Ann,. SHAKESPEARE COMPANY

Verfahren zum Befestigen eines Fadens auf einer Spule

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Fadens auf einer Spule und eine Fadenspule„

Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Befestigen eines Fadens auf einer Spule bekannt. In einigen Fällen wurde beispielsweise ein Ende des Fadens zuerst durch ein Streifenstück oder Bienenwachs auf einem Spulenkern befestigt, worauf der Faden auf den Kern aufgewickelt wurde. In anderen Fällen wurde im Spulenkern eine Ausnehmung ausgebildet und das freie Ende des Fadens mit derselben in Reibungseingriff gebracht. Hierauf wurde der Faden auf dem Spulenkern aufgewickelt. In noch anderen Fällen sind verschiedene andere Arten mechanischer Befestigungen auf den Spulen vorgesehen, um das Ende eines Fadens in denselben festzuhalten zum Zwecke des Aufwickeins des Fadens auf der Spule.

Diese verschiedenen Verfahren waren jedoch nicht vollkommen zufriedenstellend. In dem Fall, in welchem ein Fadenende mit einer Ausnehmung im Spulenkern in Reibungseingriff gebracht wurde, besteht zum Beispiel die Möglichkeit, daß der Faden aus der Ausnehmung herausgleitet, bevor das Aufwickeln beginnt. Um dies zu verhindern, wurde das Ende des Fadens häufig mit einem Knoten versehen. Dieser Knoten verhindert jedoch später, daß der Faden durch.das or einer Nähmaschinennadel hindurchgeht und daher die Ursache ein©r Störung bildet. In anderen Fällen, in denen auf der Spul® a©chanische Befestigungen vorgesehen sind, haben dieselben zusätzliche Kosten bei der Herstellung der Spulen verursacht. Auch in jenen Fällen, in denen das Fadenende manuell auf

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der Spule befestigt wird, ergeben sich zusätzliche Kosten wegen der zu leistenden Arbeit und der Zeit, die zum Herstellen einer entsprechenden Befestigung des Fadens auf der Spule erforderlich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zum leichten und automatischen Befestigen des Anfangsendes eines Fadens auf einer Spule vorzusehen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fadenspule vorzusehen, welche beim Abwickeln ermöglicht, daß das befestigte Ende des Fadens leicht und rasch von der Spule abgezogen werden kann.

Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines Verfahrens zum raschen und leichten Befestigen eines Fadens auf einer Spule.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fadenspule vorzusehen, von welcher der Faden einfach und leicht abgewikkelt werden kann.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fadenspule mit verhältnismäßig geringen Kosten herzustellen.

Die Erfindung sieht daher ein Verfahren zum Befestigen eines Fadens auf einer Spule vor, bei welchem der Faden und/oder die Spule aus einem thermoplastischen Material besteht, sowie eine Fadenspule von einfacher Konstruktion,

Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt die Schritte der Anordnung eines Teils des Fadens auf einem Teil der Spule, sowie die Einwirkung von Hitze und Druck auf den aus thermoplastischem Material bestehenden Teil des Fadens oder der Spule, um zu bewirkeny daß der erhitzte thermoplastische Teil zu fließen beginnt und mit dem anderen Teil heiß verschweißt wird. Falls die Spule

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aus -thermoplastischem Material hergestellt ist, werden die Hitze und der Druck zur Einwirkung gebracht, um zu bewirken, daß der mit dem Faden in Berührung stehende Teil der Spule rund um den Faden zu fließen beginnt, um den Faden innerhalb der Spule festzuhalten. Bei der Abkühlung der Spule wird der Faden sicher an seinem Platz gehalten· Diese Befestigung ist jedoch derart, daß der Faden bei Einwirkung einer ausreichenden Kraft aus der Spule herausgezogen wird, so daß der ganze Faden aus der Spule entfernt werden kann, zum Beispiel während der Tätigkeit einer Nähmaschine, in welcher die Spule angeordnet ist.

Um Hitze und Druck zur Einwirkung zu bringen, wird ein einziger elektrisch erhitzter Stab oder Stempel mit geregelter Temperatur verwendet. Ein solcher Stempel kann eine ebene Oberfläche aufweisen oder eine gekrümmte Oberfläche, welche dem Kerndurchmesser angepaßt ist, um im wesentlichen den ganzen an den Faden angrenzenden Teil des Kerns zu erhitzen. Der Stab oder Stempel kann auch mit einer V-förmigen Uit versehen sein, welche den Faden aufnimmt, während im Abstand voneinander liegende Teile der Spule erhitzt werden, um das Material der Spule derart zu verformen, daß es den Faden stärker bedeckt.

Falls der Faden aus thermoplastischem Material besteht, wird der Faden selbst unter Druck erhitzt, so daß derselbe mit der Spule direkt heiß verschweißt wird.

Die Erfindung kann verwendet werden, solange der Faden und/oder die Spule aus thermoplastischem Material hergestellt sind. Der Faden kann beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder mit Kunststoff überzogenem Draht hergestellt werden, während die Spule aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als der Faden. Umgekehrt kann die Spule aus Metall, nicht-thermoplastischem Material oder thermoplastischem Material hergestellt werden, während der Faden aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist. Als weiteres Beispiel kann ein

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Einzelfaden oder Mehrfachfaden aus HT-Nylon mit Spulen aus Nylon 6, Polystyrol ABS oder Polypropylen heißverschweißt werden. Diese Spulen können für teblanken oder überzogenen Kupferdraht, für Baumwollfäden, Polyesterfäden, Acrylfäden, Kunstseidefäden sowie für Fäden aus anderen natürlichen Fasern verwendet werden. Außerdem kann der Faden einen runden Querschnitt aufweisen oder aus einem Band bestehen. Der Faden kann ferner ein Einzelfaden oder ein Mehrfachfaden sein.

Die Fadenspule gemäß der Erfindung stellt die Kombination einer Spule und eines auf der Spule aufgewickelten Fadens dar, wobei die Spule und/oder der Faden aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist. Der Faden weist in der Nähe eines Endes einen Teil auf, der auf der Spule durch Heißverschweißen befestigt ist.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in welcher zeigt:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht des freien Endes eines Fadens, der gemäß der Erfindung auf einer Spule durch Heißverschweißen befestigt ist,

Fig. 2 eine teilweise Endansicht eines Fadens, der auf einer im Längsschnitt dargestellten Spule in Stellung gebracht ist, um gemäß der Erfindung Hitze und Druck auf die Spule zur Einwirkung zu bringen,

Fig. 3 eine teilweise Ansicht eines Fadens, der innerhalb eines Teiles einer Spule festgehalten wird, welche durch einen mit einer Nut versehenen Stab erhitzt wird,

Fig. 4 einen Querschnitt eines Fadens, der gemäß der Erfindung innerhalb einer Spule festgehalten wird.

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Fig. 5 veranschaulicht ein Band, das gemäß der Erfindung durch einen mit einer Nut versehenen erhitzten Stab auf einer Spule befestigt wird;

Fig. 6 zeigt im Querschnitt einen runden Faden in Stellung auf einer Spule vor der Befestigung desselben gemäß der Erfindung;

Fig. 7 zeigt im Querschnitt einen heißverschweißten Teil eines runden Fadens, der auf einem Teil einer Spule befestigt ist;

Fig. 8 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, welche ein Paar Enden eines Metalldrahtes aufweist, die sich gemäß der Erfindung von einem Kern einer Spule erstrecken;

Fig. 9 zeigt im Querschnitt einen mit Kunststoff überzogenen Draht in Stellung auf einem Kern einer Spule vor der Befestigung desselben gemäß der Erfindung}

Fig. 10 zeigt im Querschnitt den mit Kunststoff überzogenen Draht der Fig. 9, der durch Heißverschweißen auf dem Kern der Spule befestigt ist.

Gemäß Fig. 1 ist eine Spule 11 mit einem Kern 12 von im allgemeinen zylindrischem Querschnitt und mit einem Paar von kreisförmigen Flanschen 13 an den Enden des Kerns 12 versehen. Ein Ende eines Fadens 14 mit beispielsweise rundem Querschnitt ist auf einem Teil 15 der Oberfläche des Spulenkerns befestigt, so daß der restliche Teil des Fadens auf dem Kern 12 aufgewickelt werden kann. Sowohl die Spule 11 als auch der Faden 14 sind aus thermoplastischem Material hergestellt. Die Spule 11 besteht jedoch aus einem Material, das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als das Material des Fadens 14. Der Faden 14 kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Einzelfaden aus Nylon

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hergestellt werden, der einen Schmelzpunkt von 214° C aufweist, während die Spule 11 aus einem anderen thermoplastischen Material besteht.

Um den Faden 14 auf dem Kern 12 der Spule 11 zu befestigen, wird gemäß den Figuren 2 und 3 ein elektrisch erhitzter Stab 16 mit geregelter Temperatur oder eine andere entsprechende Einrichtung zwischen den Flanschen 13 der Spule 11 angeordnet, wobei der Faden 14 unterhalb des Stabes 16 liegt. Die Unterseite 17 des Stabes 16 ist eben oder in der Querrichtung gekrümmt, um sich dem Umriß des Kerns 12 anzupassen. Die Unterseite ist ferner mit einer V-förmigen Längsnut 18 versehen, welche so bemessen ist, daß sie den Faden 14 übergreift. Der Stab 16 wird erhitzt und gegen die Oberfläche des Spulenkerns angedrückt (Fig. 3), um zu bewirken, daß der durch die Hitze und den Druck des Stabes beeinflußte Teil 15 der Spule 11 erweicht und rund um den Teil des Fadens 14 innerhalb der V-förmigen Nut 18 fließt. Nach einem ausreichenden Zeitraum, der ermöglicht, daß eine genügende Menge des Spulenmaterials rund um den Faden 14 fließt, um den Faden 14 in demselben festzuhalten, wird der Stab 16 entfernt und die Spule 11 wird abkühlen gelassen, damit das den Faden 14 umgebende Material erstarrt. Der Faden 14 ist daher in der Umfangsrichtung umschlossen und innerhalb der Spule 11 befestigt (Fig. 4).

Die Befestigung des Fadens 14 in der Spule 11 ist derart, daß die Unversehrtheit der Teile des Fadens 14 innerhalb des und angrenzend an den verformten Teil 15 der Spule im wesentlichen aufrecht erhalten wird, das heißt die Form wird aufrecht erhalten und der Faden 14 besteht mit dem Material der Spule nicht aus einem Stück. Der Faden 14 kann daher später aus der Spule 11 herausgezogen werden, wenn auf den Faden eine genügend große Zugkraft ausgeübt wird, zum Beispiel wenn der Faden 14 bei der Verwendung in einer Nähmaschine während eines Abwickelvorganges herausgezogen wird. Die erforderliche Kraft ist jedoch derart, daß der Faden während der Herstellung nicht versehentlich von der Spule abgezogen wird_e

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Gemäß Fig. 5, in welcher gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, wird anstelle eines Fadens von rundem Querschnitt ein Band 19 des Materials verwendet, das ebenfalls auf dem Kern 12 einer Spule 11 befestigt werden kann. In diesem Fall ist der erhitzte Stab 16, der gegen den Kern 12 angedrückt wird, mit einer im wesentlichen rechteckigen Nut 20 versehen, in welcher das Band 19 angeordnet wird.

Die Verwendung der V-förmigen Nut 18 (Fig. 3) oder der rechtekkigen Nut 20 für das Band 19 (Fig. 5) ermöglicht dem Kunststoffmaterial der Spule 11, den Faden 14 besser zu umschließen, als wenn ein Stab mit einer ebenen Oberfläche verwendet würde.

Gemäß Fig. 6, in welcher gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, können die relativen Schmelzpunkte des Fadens 14 und der Spule 11 umgekehrt werden. Das heißt, der Faden 14 kann aus einem Material hergestellt werden, das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als das Material der Spule Der Faden 14 kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Einzelfaden aus Nylon hergestellt werden, während die Spule 11 aus Metall besteht. In diesem Fall wird ein Teil des Fadens 14, der auf dem Kern 12 aufruht, durch einen Stab 21, der eine glatte ebene Unterseite 17 aufweist, direkt Hitze und Druck unterworfen und dadurch in eine abgeflachte Form gebracht, so daß derselbe mit der Oberfläche des Kerns der Spule heißverschweißt wird (Fig. 7).

Gemäß den Figuren 8 bis 10 kann die Erfindung auch zur Bildung eines Transformatorkerns oder eines anderen ähnlichen Bauteils verwendet werden. Zu diesem Zweck ist eine Spule 22, die ein Paar Flansche 23 von verhältnismäßig großem Durchmesser und einen Kern 24 von kleinerem Durchmesser aufweist, mit einer ¥icklung 25 aus Metalldraht 26 versehen, wie zum Beispiel Kupferdraht. Der Metalldraht 26 weist einen Überzug 27 aus thermoplastischem Material auf, das einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzt als das Material der Spule 22, während die Spule 22 aus

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einem thermoplastischen Material oder irgendeinem anderen Material hergestellt ist.

Um den Draht 26 an der Spule 22 zu befestigen, wird gemäß Fig. ein Teil 28 des -mit Kunststoff überzogenen Drahtes 26, der von einem freien Ende des Drahtes 26 im Abstand liegt, durch ein entsprechendes Werkzeug 21 in der oben beschriebenen Weise entweder mit einem Flansch 23 der Spule 22 oder mit der Oberfläche des Spulenkerns 24 heißyerschweißt. Dies ermöglicht, daß ein kurzer Fortsatz 29 des Anfangsendes des Drahtes 26 aus der Spule 22 herausragt, damit eine (nicht dargestellte) elektrische Verbindung mit demselben hergestellt werden kann. Der Draht 26 wird dann rund um den Kern 24 gewickelt, um die Wicklung 25 zu bilden, und dann abgeschnitten, um einen zweiten Fortsatz 30 für eine weitere elektrische Verbindung vorzusehen.

Gemäß der Erfindung kann das Heißverschweißen des Fadens und der Spule auch ausgeführt werden durch die Verwendung von Hochfrequenzverfahren, wie beispielsweise zum Punktschweißen verschiedener Kunststoffmaterialien verwendet werden, oder von Ultraschallenergieverfahren, bei welchen Ultraschallenergie an einer Berührungsstelle in Hitze umgewandelt wird, wie es beim Befestigen oder Verschließen von Kunststoffteilen bekannt ist. Bei jedem der Verfahren, die verwendet werden, um die thermoplastischen Materialien genügend Hitze auszusetzen, damit ein Fließen des Materials bewirkt wird, kann Druck auf den Faden oder auf den Faden und die Spule· zur Einwirkung gebracht werden, um die Hitzeverschlußwirkung der Erfindung wirksamer zu erzielen.

Die Erfindung sieht daher ein Verfahren zum Befestigen eines Fadens auf einer Spule in einer einfachen, wirksamen und zuverlässigen Weise vor. Die Erfindung sieht ferner eine Fadenspule vor, die leicht in irgendeiner entsprechenden Umgebung verwendet werden kann, zum Beispiel in einer Nähmaschine oder in einer elektrischen Vorrichtung. Infolge der einfachen Befestigung des Fadens auf der Spule kann der Faden leicht mit einer genügenden

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'Kraft von dem verformten Teil der Spule abgezogen werden, wenn der· Faden von der Spule abgewickelt wird. Es ü zu bemerken, daß irgendeine etwa erfolgte Verformung des Fadens relativ zur Spule oder umgekehrt im Befestigungsbereich nur gering ist, so daß das Abziehen des Fadens von der Spule mit der erforderlichen Kraft nicht behindert wird. Das freie Ende des Fadens kann dann zum Beispiel verwendet werden, indem dasselbe durch das Or einer Nähmaschinennadel hindurchgeführt wird, ohne andere Bestandteile der Spule zu behindern, von welcher der Faden abgewickelt wird.

Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren vor, das in schnell laufenden automatischen Maschinen verwendet werden kann. Die Kosten von Arbeit und Ausrüstung können daher über verhältnismäßig kurze Zeiträume wesentlich verringert werden. Dies ermöglicht seinerseits, daß eine Fadenspule mit verhältnismäßig geringen Kosten erzeugt werden kann. Da außerdem die Spulen aus verhältnismäßig billigen Materialien hergestellt werden können, werden die Gesamtkosten der Fadenspule weiter verringert.

Die Erfindung ermöglicht auch die Verwendung einer Spule, die freiliegende Oberflächen aufweist, so daß keine Notwendigkeit besteht, Spulen zu erzeugen oder auf andere Weise zu erhalten, die mit komplizierten Fadenbefestigungsmitteln versehen sind.

Patentansprüche :

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Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD · Dipl.-I ng. H. B E RKEN FE LD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen zur Eingabe vom 9, AUgUSt 1971 VA// Name d. Ann,. SHAKESPEARE COMPANY PATENTANSPRÜCHE

1. Die Kombination einer Spule und eines auf dieser Spule aufgewickelten Fadens, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden mindestens einen Teil aufweist, der mit der Spule heißverschweißt ist, und daß die Spule und/oder der Faden aus thermoplastischem Material hergestellt sind, um das Heißverschweißen dieses Teils des Fadens mit der Spule zu ermöglichen.

2. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule aus thermoplastischem Material hergestellt ist und daß der Teil des Fadens in einem erweichten Teil der Spule befestigt ist.

3. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden aus thermoplastischem Material hergestellt ist, das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die Spule.

4. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden einen runden Querschnitt aufweist.

5. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden die Form eines Bandes aufweist.

6. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule ein Paar Flansche und einen Kern aufweist, der sich zwischen den Flanschen erstreckt, sowie daß der Faden aus einer Wicklung eines mit Kunststoff überzogenen Metalldrahtes besteht, der rund um den Kern gewickelt ist, sowie einen ersten und einen zweiten Fortsatz aufweist, die sich von der Spu-

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le weg erstrecken.

7. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der .Faden aus thermoplastischem Material hergestellt ist und daß der Teil des Fadens mit der Spule heißverschweißt ist.

8. Kombination nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule aus einem Material hergestellt ist, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist als der thermoplastische Faden.

9. Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule aus Metall hergestellt ist.

10. Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule aus einem nicht-thermoplastischen Material hergestellt ist.

11. Verfahren zum Befestigen eines Fadens auf einer Spule, wobei der Faden und/oder die Spule aus thermoplastischem Material hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Fadens auf einem Teil der Spule angeordnet ist und daß Hitze auf die aus thermoplastischem Material bestehenden Teile des Fadens und der Spule zur Einwirkung kommt, um zu bewirken, daß der erhitzte thermoplastische Teil mit dem anderen Teil heißverschweißt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule aus thermoplastischem Material hergestellt ist, um rund um den Fadenteil zu fließen und den Fadenteil auf der Spule zu befestigen, nachdem dieselbe der Einwirkung von Hitze und Druck unterworfen worden ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stab verwendet wird, der Hitze und Druck auf die aus thermoplastischem Material bestehenden Teile zur Einwirkung bringt, um zu bewirken, daß der erhitzte thermoplastische Teil mit dem

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anderen Teil heißverschweißt wird.

14. Verfahren nach.Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule aus thermoplastischem Material hergestellt ist und daß der Stab mit einer Nut versehen ist, welche den Faden übergreift, um ein Umschließen des Fadenteils in der Umafangsrichtung in dem thermoplastischen Teil der Spule zu ermöglichen.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als das Material der Spule.

16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden ein mit Kunststoff überzogener Metalldraht ist und die Spule aus einem mit Metall überzogenen Kunststoffmaterial besteht, sowie daß der Überzug des Drahtes mit der Spule heißverschweißt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein freies Ende des Drahtes angrenzend an den auf der Spule befestigten Teil von der Spule weg erstreckt, daß der Draht rund um den Kern der Spule gewickelt wird und daß sich ein zweites Ende des Drahtes von der Spule weg erstreckt.

18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf den thermoplastischen Teil mit der Hitze Druck zur Einwirkung gebracht wird.

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