DE2934696A1

DE2934696A1 - Schaufelrad, insbesondere fuer einen schaufelradlader

Info

Publication number: DE2934696A1
Application number: DE19792934696
Authority: DE
Inventors: Orville B Francis; Hubert J Mcaulay
Original assignee: Unit Rig and Equipment Co
Current assignee: Satterwhite Industries Inc 75040 Garland Tex
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1979-08-28
Publication date: 1980-03-20
Also published as: AU5042179A; AU528901B2; YU212979A; ZA794427B; BR7905530A; IT1188851B; IN153177B; IT7950133A0; JPS5572520A; ES483780A1; FR2444124B3; US4197662A; BE878671A; FR2444124A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaufelrad zur drehbaren Anordnung auf einer Mittelachse, insbesondere für einen einen Rahmen zur Halterung der Achse aufweisenden Schaufelradlader, welches ein Paar im Abstand voneinander angeordneter, konzentrischer, miteinander verbundener Seitenwände, zwischen denen am Umfang verteilt eine Anzahl Schürfeimer gebildet sind, die jeweils eine sich quer erstreckende, mit den Seitenwänden verbundene Vorderwand, die sich radial zum äußeren Umfang der Seitenwände erstreckt und in einer sich über deren Umfang hinausragenden Schneidkante endet, und eine im Abstand von der stationären Wand angeordnete, schwenkbare Rückwand aufweist, die sich zwischen den Seitenwänden erstreckt und benachbart zum äußeren Umfang der Seitenwände sowie benachbart zur stationären Vorderwand angelenkt sind und die zwischen einer von der Mittelachse entfernten Materialauswurfstellung und einer der Mittelachse näheren Materialaufnahmestellung schwenkbar ist, und welches eine Betätigungseinrichtung zur zwangsweisen Bewegung der Rückwände aufweist.

Derartige Schaufelräder in Zusammenhang mit Schaufelradladarn sind beispielsweise aus der US-PS 3 896 571 und der US-PS 3 897 109 bekannt. Diese bekannten Schaufelradlader

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weisen eine Anzahl von drehbaren Schaufelrädern auf, die jeweils mehrere Schürfeimer haben. Jeder dieser Schürfeimer hat eine Schneidkante, die sich geringfügig über den Rand des Schaufelrades hinauserstreckt und sich nach innen in eine stationäre Vorderwand fortsetzt. Die Rückwand der Schürfeimer ist jeweils schwenkbar nahe der hinteren Fläche der Vorderwand des in Umfangsrichtung nächstfolgenden Schürfeimers befestigt, und diese Rückwand ist so verschwenkbar, daß ihr freies Ende sich benachbart zur zugehörigen Vorderwand befindet. Wenn das Schaufelrad durch Drehung in Eingriff mit dem zu grabenden Material gebracht wird, löst die Schneidkante dieses Material, das durch später gelöstes Material entlang der Vorderwand in den Schürfeimer und gegen die Rückwand gedrückt wird. Das in den Schürfeimern gesammelte Material soll zum Abtransport auf ein Förderband gebracht werden, und daher wird die Rückwand bei Annäherung des jeweiligen Schürfeimers an das Förderband nach außen geschwenkt, um so das Material aus dem Schürfeimer auszuwerfen.

Bei den bekannten Schaufelradladern sind zum Verschwenken der Rückwände unterschiedliche Einrichtungen vorgesehen. So wird eine frei laufende Kette verwendet, an deren Kettengliedern Schubstangen befestigt sind, die mit ihren anderen Enden schwenkbar mit den Rückwänden verbunden sind. Die Kette läuft über Rollen, die die Schubstangen nach außen drücken, wodurch die Rückwände zum Auswerfen des Materials verschwenkt

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werden. Da die Kette ungeführt ist, ist sie erheblichen Belastungen und Instabilitäten ausgesetzt und unterliegt daher häufig Beschädigungen. So sind beispielsweise die schwenkbar verbundenen Glieder nicht drehbar mit den Kettengliedern verbunden, und es ergibt sich eine Biegekraft an den Verbindungsstellen von Kettengliedern und schwenkbaren Verbindungsgliedern, wodurch die schwenkbaren Verbindungsglieder nicht fluchtend ausgerichtet, sondern bezüglich der Bewegungsrichtung der Kette verdreht werden. Infolge dieser Verdrehung werden Stöße nicht gleichmäßig entlang der Kettenglieder verteilt.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungseinrichtung für die Bewegung der Rückwände von Schürfeimern von Schaufelrädern zu schaffen, welche zuverlässig arbeitet und nicht anfällig gegen Schäden ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Schaufelrad der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß die Betätigungseinrichtung eine mittlere Kettenführung, die frei drehbar auf der Mittelachse befestigt ist, und eine versetzte Kettenführung aufweist, die um eine parallel und in einstellbarem Abstand von der Mittelachse verlaufende Drehachse frei drehbar gehalten ist, daß eine endlose Kette über beide Kettenführungen verläuft, die in gleichmäßigem Abstand voneinander schwenkbare Kettenglieder hat, an denen

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jeweils schwenkbar eine Schubstange befestigt ist, die mit ihrem anderen Ende schwenkbar mit jeweils einer Rückwand verbunden ist, so daß jede der Schubstangen bei Drehung des Schaufelrades auf das zugehörige Kettenglied die Kette um die Kettenführungen bewegende Kraft ausübt und infolge dieser Kraft die Schubstangen die zugehörigen Rückwände bei Annäherung an die versetzte Kettenführung in die Materialauswurfstellung und danach zurück in die Materialaufnahmestellung bewegen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Figur 1a zeigt in einer Teilansicht die linke Seite eines Schaufelrades mit dem Antrieb für die Rückwände, wobei zur Verdeutlichung Teile weggelassen sind.

Figur Ib zeigt in einer Seitenansicht die rechte Seite eines Schaufelrades mit dem Antrieb für die Rückwände, wobei zur Verdeutlichung Teile weggelassen sind.

Figur 2 zeigt in perspektivischer Darstellung das versetzte Kettenrad und die Halterung des Schaufelrades gemäß Figuren 1a und 1b.

Figur 3 zeigt die Lage des versetzten Kettenrades auf der Halterung des Schaufelrades gemäß Figuren 1a und Ib.

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Figur 4 zeigt in einer Vorderansicht das Schaufelrad gemäß Figuren 1a und 1b, wobei zur Verdeutlichung Teile weggeschnitten sind.

Figur 5 zeigt in spiegelbildlicher Darstellung das Schaufelrad gemäß Figuren 1a und 1b zur Verdeutlichung der peitschenartigen Wirkung auf die Rückwände durch Aufrechterhaltung eines gesteuerten Kettendurchhanges.

Wie in den Figuren 1a und 1b dargestellt, ist das Schaufelrad 10 drehbar auf einer Mittelachse 15 befestigt, die sich üblicherweise quer über das vordere Ende eines Fahrzeugs erstreckt, wie es beispielsweise in den US-PS 3 896 571 und 3 897 109 dargestellt ist. In einem typischen Aufbau sind vier Schaufelräder 10 auf der Mittelachse 15 des Fahrzeugs angeordnet, und diese Mittelachse kann stationär gehalten sein, so daß die Schaufelräder auf entsprechenden Lagern befestigt sind, d. h. die Welle dreht sich nicht bezüglich des Hauptrahmens des Fahrzeuges. Gegebenenfalls kann die Achse auch drehbar bezüglich des Rahmens in Lagern gehalten sein, und die Achse und das Schaufelrad bzw. die Schaufelräder drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit. Das Schaufelrad 10 ist im wesentlich ähnlich den drei Schaufelrädern aufgebaut, wie sie in den vorstehend erwähnten US-Patentschriften beschrieben sind. Es hat eine Anzahl am Umfang im Abstand voneinander angeordneter, stationärer Wände 20¹ bis 31', die im

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folgenden gelgentlich als stationäre Vorderwände bezeichnet werden. Alle im Schaufelrad ausgebildeten Schürfeimer 20 bis 31 sind gleich aufgebaut.

Auf der Narbe 12 des Schaufelrades 10 ist frei drehbar ein mittleres Kettenrad 34 befestigt. Die Narbe dreht sich auf der Mittelachse 15. Auf einer Achse 38, die in den Figuren 1a und 1b nicht gezeigt ist, ist frei drehbar ein versetztes Kettenrad 36 befestigt, so daß seine Drehachse parallel zur Längsachse der Mittelachse 15 verläuft, jedoch gegenüber dieser versetzt ist. Auf übliche Weise, etwa mittels Schrauben, ist eine Halterung 39 direkt am Hauptrahmen des Fahrzeugs befestigt. Diese Halterung ist am deutlichsten in Figur zu erkennen. Das versetzte Kettenrad 36 und das mittlere Kettenrad 34 sind derart ausgerichtet, daß eine endlose Kette 40 mit geregeltem Duchhang zwischen diesen und um Bereiche der Kettenräder laufen kann. Die Kette besteht aus Kettengliedern, von denen im Abstand voneinander angeordnete Glieder 42 bis 53 schwenkbar angebrachte Schubstangen 54 bis 65 tragen. Die schwenkbar zu verbindenden Kettenglieder 42 bis 53 können durch andere, schwenkbar zu verbindende Kettenglieder anderer Höhe ersetzt werden, wobei die Geschwindigkeit der Rückwände um so größer ist, je langer die Kettenglieder sind.

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Die Schubstangen 54 bis 65 erstrecken sich im wesentlichen bezüglich der Mittelachse 15 nach außen und sind mit ihren Mußeren Enden schwenkbar mit den schwenkbaren Rückwänden der Schürfeimer 20 bis 31 verbunden.

Wie Figur 2 zeigt, hat der Schürfeimer 25 eine Schneidkante 80, die sich über den Rand 82 des Schaufelrades 10 hinauserstreckt und die mit der stationären Vorderwand 25* des Schürfeimers 25 verbunden ist. Ferner weist der Schürfeimer 25 eine schwenkbare Rückwand 71 auf, die schwenkbar mit der hinteren Seite der Rückwand 24' des benachbarten Schürfeimers 24 verbunden ist. Diese Schwenkverbindung wird auf übliche Weise hergestellt, etwa durch Anbringen von Ansätzen 84 an der Rückwand 71 und der Vorderwand 24', welche Bohrungen aufweisen, durch die sich eine Stange bzw. ein Bolzen 86 erstreckt. Die Rückwand 71 hat im Schnitt die Form eines abgeflachten L (dogleg shape) mit zwei geraden Abschnitten 88 und 90. Die Schubstange 58 ist schwenkbar im Bereich des geraden Abschnittes 88 an der Rückwand 71 angebracht, etwa mittels eines an diesem Abschnitt befestigten Ansatzes 92, durch dessen nicht gezeigte Bohrung sich ein Gewindebolzen erstreckt, der auch durch die Schubstange 58 geführt ist und mittels einer Mutter festgelegt wird. Die Anbringung der schwenkbaren Rückwände aller anderen Schürfeimer 21 bis 31 an den Schubstangen 54 bis 65 erfolgt entsprechend der Anbringung der Schubstange 58 an der Rückwand 71 des Schürfeimers 25.

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Wie am deutlichsten in Figur 4 zu erkennen ist, erstreckt sich die Rückwand 71 zwischen den Seitenwänden des Schaufelrades, wobei jedoch ein solcher Abstand eingehalten wird, daß die Rückwand frei schwenkbar ist. Die Vorderwände 20' bis 31 ' der Schürfeimer 20 bis 31 verlaufen von der einen Seitenwand 95 zur anderen Seitenwand 95' und sind an diesen befestigt. Ferner erstrecken sich die Vorderwände im wesentlichen radial bezüglich des Umfanges des Schaufelrades 10. Der Aufbau der anderen Schürfeimer entspricht dem Aufbau des Schürfeimers 25.

Das in den Figuren 1a und 1b dargestellte Schaufelrad 10 wird von einem nicht dargestellten Antrieb gedreht, der das Antriebszahnrad 96 im Uhrzeigersinn dreht. Dieses Antriebszahnrad kämmt mit dem Zahnkranz 99 des Schaufelrades 10 und dreht somit das Schaufelrad mit den in diesem vorgesehenen Schürfeimern. Dabei kommen die vorstehenden Schneidkanten der Schürfeimer 20 bis 31 (diese Schneidkanten entsprechen der Schneidkante 18 des Schürfeimers 25) in Eingriff mit dem Erdboden und lösen das aufzugrabende Material, das dann in Richtung auf die Rückwand des jeweiligen Schürfeimers 19 gedrückt wird. Dieser Vorgang erfolgt üblicherweise dann, wenn das Schürfrad in etwa die Stellung erreicht hat, in der in Figur 1a die Schürfeimer 21, 20, 31 und 30 gezeigt sind. Wenn sich das Schaufelrad 10 weiterdreht, läuft jeder Schürfeimer an einem nicht gezeigten Förderband vorbei. Zu diesem

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Zeitpunkt soll die Rückwand geschwenkt werden, um das Material aus dem Schürfeimer und auf das Förderband zu transportieren. Dieser Zustand ist in den Figuren 1a und 1b für die Schürfeimer 26 und 25 gezeigt.

Wenn das Schaufelrad gedreht wird, üben die Rückwände der Schürfeimer 20 bis 31 Kräfte auf die Schubstangen 54 bis aus. Beispielsweise drückt die Rückwand 74 auf die Schubstange 61, während die Rückwand 69 an der Schubstange 56 zieht. Durch diese Kräfte wird die Kette 40 im Uhrzeigersinn bewegt und entlang einer Bahn um die Kettenräder 34 und geführt, so daß diese sich ebenfalls im Uhrzeigersinn drehen. Die Halterung 39 bewegt sich während des Betriebes des Schaufelrades 10 nicht, weil sie fest mit dem Hauptrahmen des Fahrzeugs verbunden ist.

Die Rückwand 71 hat zwei Endstellungen, die sich durch die Schwenkbewegung ergeben, wobei die Rückwand in einer Endstellung am weitesten innen bezüglich der Achse 15 liegt, wie dies für die Schürfeimer 23 und 27 gezeigt ist. Wenn das Kettenglied, das mit der jeweiligen Schubstange verbunden ist, sich dem versetzten Kettenrad 36 nähert, wird die Rückwand des zugehörigen Schürfeimers nach außen verschwenkt, wie dies für die Rückwand des Schürfeimers 25 gezeigt ist.

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Die radial äußere Endstellung der Rückwand ist die Materialauswurfstellung, so daß also die Rückwand des Schürfeimers 25 in dieser Materialauswurfstellung gezeigt ist. Das nicht gezeigte Material, das von einem Schürfeimer aufgenommen wurde, während sich dieser in den Stellungen der Schürfeimer 21, 20, 31 und 30 befand, wird ausgeworfen, während sich der Schürfeimer in der Stellung gemäß den Schürfeimern 26 und befindet.

Wenn sich das Schaufelrad 10 weiterdreht, und das Kettenglied jeder Schubstange sich über das versetzte Kettenrad 36 bewegt, wird die Rückwand des jeweiligen Schürfeimers wieder radial nach innen in Richtung auf die Mittelachse 15 verschwenkt und gelangt so in die Materialaufnahmestellung, in der sie verbleibt, während sich das 'Kettenglied mit der zugehörigen Schubstange um das mittlere Kettenrad 34 bewegt.

Die in den Figuren 1a und 1b gezeigte Kette 40 besteht aus Kettengliedern, die in Eingriff mit den Zähnen der Kettenräder 34 und 38 kommen. Die Kette wird daher entlang einer festgelegten Bewegungsbahn geführt. Einige Kettenglieder, die im Abstand voneinander angeordnet sind, nämlich die Kettenglieder 42 bis 53, tragen schwenkbar angebrachte Schubstangen 54 bis 65. Der Durchhang der Kette kann bis zu einem gewissen Wert vergrößert werden, und wenn dieser Durchhang vergrößert wird, erhöht sich die peitschenartige Kipp-

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wirkung der Kettenglieder 42 bis 53 sowie die Beschleunigung der Rückwände 66 bis 77. Eine große Beschleunigung der Rückwände 66 bis 77 ist erwünscht, um sicherzustellen, daß das gesamte aufgegrabene, im jeweiligen Schürfeimer befindliche Material ausgeworfen wird. Diese peitschenartige Wirkung ist am besten in Figur 5 zu erkennen, in der die Bewegung der schwenkbaren Kettenglieder und der Kette um die Kettenräder gezeigt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß das Schaufelrad in Figur 5 spiegelbildlich bezüglich der Figuren 1a und 1b dargestellt ist. Wenn sich die Kette zwischen dem mittleren Kettenrad 34 und dem versetzten Kettenrad 36 bewegt, hängt sie geringfügig durch, und jedes schwenkbare Kettenglied 42 bis 53, das sich durch diesen Bereich bewegt, und insbesondere das obere Ende jedes Kettengliedes, das sich am weitesten von den Kettenrändern entfernt befindet, verringert seine Geschwindigkeit geringfügig, bis jedes der Kettenglieder unmittelbar vor Erreichen des versetzten Kettengliedes sich nahezu nicht mehr bewegt. Wenn ein schwenkbar angeordnetes Kettenglied das versetzte Kettenrad erreicht hat, wird die peitschenartige Wirkung auf die zugehörige Rückwand übertragen. Diese peitschenartige Wirkung ist durch eine Anzahl von Stellungen der Rückwand 71 verdeutlicht, die diese einnimmt, bevor sie die vertikale Auswurfstellung gemäß Figur 5 erreicht.

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Der Umfang des Durchhangs der Kette kann selbstverständlich dadurch eingestellt werden, daß man den Mittenabstand der Kettenräder 34 und 36 einstellt. Der Zeitpunkt des Auswerfens kann durch Änderung der Umfangssteilung des versetzten Kettenrades auf der Halterung 39 verfrüht oder verzögert werden. Durch Verlängerung der Kettenglieder 42 bis 53 wird die Wirkung verstärkt.

Die Teildarstellung gemäß Figur 4 zeigt das versetzte Kettenrad 36, die zugehörige Achse 38 und die Halterung 39. Das versetzte Kettenrad ist frei auf der Achse 38 drehbar, und diese Anordnung kann in üblicher Weise, etwa mittels Schrauben 98 an der Halterung 39 befestigt werden. In der Halterung ist eine Anzahl von Löchern vorgesehen, mittels derer die Stellung des versetzten Kettenrades verändert werden kann.

Figur 4 zeigt die Lage des versetzten Kettenrades 36 und der Halterung 39 bezüglich des Schaufelrades 10. Die Halterung 39, das Rohr 100 und die Ringplatte 102 sind vor der Mittelachse 15 und dem mittleren Kettenrad 34 dargestellt, jedoch nicht verbunden.

Die Kettenräder 34 und 36 können verschiedene Größen haben, doch beträgt der Durchmesser des Kettenrades 34 vorzugsweise ein Vielfaches des Durchmessers des Kettenrades 36. Die Beziehung zwischen den Kettenrädern kann somit, wie in den Figuren 1a und 1b erkennbar, verändert werden. Es sei darauf

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hingewiesen, daß die Zähne des versetzten Kettenrades 36 und des mittleren Kettenrades 34 mehr als Führungen für die Kette 40 als als Kraftübertragungseinrichtungen dienen. Es können daher auch andere Arten von Führrädern eingesetzt werden.

Die Schubstangen 54 bis 65 sind derart ausgebildet, daß ihre Längen einstellbar sind. Obwohl in den Figuren 1a und 1b zwölf Schürfeimer mit zugehörigen Schubstangen dargestellt sind, kann die Anzahl der Schürfeimer und der Schubstangen mehr oder weniger als 12 betragen.

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Claims

Ansprüche

1. Schaufelrad zur drehbaren Anordnung auf einer Mittelachse, insbesondere für einen einen Rahmen zur Halterung der Achse aufweisenden Schaufelradlader, welches ein Paar im Abstand voneinander angeordneter, konzentrischer, miteinander verbundener Seitenwände, zwischen denen am Umfang verteilt eine Anzahl Schürfeimer gebildet sind, die jeweils eine sich quer erstreckende, mit den Seitenwänden verbundene Vorderwand, die sich radial zum äußeren Umfang der Seitenwände erstreckt und in einer sich über deren Umfang hinausragenden Schneidkante endet, und eine im Abstand von der stationären Wand angeordnete, schwenkbare Rückwand aufweist, die sich zwischen den Seitenwänden erstreckt und benachbart zum äußeren Umfang der Seitenwände sowie benachbart zur stationären Vorderwand angelenkt sind und die zwischen

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einer von der Mittelachse entfernten Materialauswurfstellung und einer der Mittelachse näheren Materialauf nahmes te llung schwenkbar ist, und welches eine Betätigungseinrichtung zur zwangsweisen Bewegung der Rückwände aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine mittlere Kettenführung (34), die frei drehbar auf der Mittelachse (15) befestigt ist, und eine versetzte Kettenführung (36) aufweist, die um eine parallel und in einstellbarem Abstand von der Mittelachse verlaufende Drehachse frei drehbar gehalten ist, daß eine endlose Kette (40) über beide Kettenführungen (34, 36) verläuft, die in gleichmäßigem Abstand voneinander schwenkbare Kettenglieder (42 bis 53) hat, an denen jeweils schwenkbar eine Schubstange (54 bis 65) befestigt ist, die mit ihrem anderen Ende schwenkbar mit jeweils einer Rückwand (66 bis 77) verbunden ist, so daß jede der Schubstangen bei Drehung des Schaufelrades auf das zugehörige Kettenglied die Kette um die Kettenführungen bewegende Kraft ausübt und infolge dieser Kraft die Schubstangen die zugehörigen Rückwände bei Annäherung an die versetzte Kettenführung in die Materialauswurfstellung und danach zurück in die Materialaufnahmestellung bewegen.

2. Schaufelrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Kettenführung ein mittleres Kettenrad (34)

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und die versetzte Kettenführung ein versetztes Kettenrad (36) aufweist und daß der Durchmesser des versetzten Kettenrades (36) kleiner ist als der des mittleren Kettenrades (34).

3. Schaufelrad nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Halterung (39) , die mit einem Ende am Rahmen befestigt ist und die am anderen Ende eine drehbare Achse trägt, die die Drehachse des versetzten Kettenrades (36) ist.

4. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Kettenglieder gegen Kettenglieder anderer Länge austauschbar sind.

5. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette einen regelbaren Durchhang zur Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit der Rückwände aufweist.

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