DE29623264U1 - Heating device for plastic sheets - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von thermoplastischen Kunststoffplatten für die Herstellung von insbesondere Orthesen und Prothesenschäften, mit einer beheizbaren Tischfläche als Auflagefläche für die zu erwärmende Kunststoffplatte und mit einer Gegendruckplatte, die planparallel zur Tischfläche auf die Kunststoffplatte auflegbar ist, wobei die Tischfläche und die dieser zugewandte Arbeitsfläche der Gegendruckplatte mit einem Teflongewebe bespannt sind.The invention relates to a device for heating thermoplastic plastic plates for the production of orthoses and prosthetic shafts in particular, with a heatable table surface as a support surface for the plastic plate to be heated and with a counter-pressure plate that can be placed on the plastic plate parallel to the table surface, the table surface and the working surface of the counter-pressure plate facing it being covered with a Teflon fabric.
An die Qualität der erwärmten, für die Weiterverarbeitung von Orthesenteilen oder Prothesenschäften vorgesehenen Kunststoffplatten werden hohe Anforderungen gestellt, insbesondere hin-High demands are placed on the quality of the heated plastic sheets intended for further processing of orthotic parts or prosthetic shafts, in particular
15 sichtlich der Oberflächenqualität. Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist die Gegendruckplatte in einen an dem Tisch angelenkten Deckel integriert, der über zwei Gasfedern geführt und bei etwa 45° Öffnungswinkel arretierbar ist. Die Arbeitsfläche hat eine Größe von z. B. 1000 &khgr; 1300 mm. Die Beheizung der15 visible in the surface quality. In the device described above, the counter pressure plate is integrated into a cover hinged to the table, which is guided by two gas springs and can be locked at an opening angle of about 45°. The work surface has a size of e.g. 1000 x 1300 mm. The heating of the
20 Tischfläche erfolgt über in diese eingebaute elektrische Heizelemente. Das die Arbeitsflächen bedeckende Teflongewebe soll ein Festkleben der erwärmten Kunststoffplatte verhindern.20 The table surface is heated by electrical heating elements built into it. The Teflon fabric covering the work surfaces is designed to prevent the heated plastic plate from sticking.
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Die Erwärmung von Kunststoffplatten über Kontaktheizung ist jedoch insbesondere hinsichtlich der Oberflächenqualität des erwärmten Materials mit Problemen behaftet. Wird die kalte Kunststoffplatte auf die auf etwa 165° C bis 195° C vorgewärmte Tischfläche aufgelegt, deformiert sie sich aufgrund der Eigenspannung im Material und der einseitigen Wärmezufuhr. Die ein Eigengewicht von etwa 8 kg aufweisende Gegendruckplatte soll für Kontakt mit dem Heizelement sorgen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis über den nachfolgend beschriebenen Ablauf der Aufheizung zugrunde:However, heating plastic plates using contact heating is fraught with problems, particularly with regard to the surface quality of the heated material. If the cold plastic plate is placed on the table surface preheated to around 165° C to 195° C, it deforms due to the inherent stress in the material and the one-sided heat supply. The counter-pressure plate, which has a weight of around 8 kg, is intended to ensure contact with the heating element. The invention is based on the knowledge of the heating process described below:
Das Plattenmaterial beginnt an den Stellen, an denen die Kunststoffplatte auf der beheizten Fläche aufliegt, anzuschmelzen.The sheet material begins to melt at the points where the plastic sheet rests on the heated surface.
Insgesamt wird das Plattenmaterial durch die Raumwärme in der Heizplatte plastischer und dehnt sich. In dieser Phase beginnen destruierende Prozesse an der Plattenoberfläche. Durch die fortschreitende Erwärmung dehnt sich das Plattenmaterial insgesamt aus, wobei die noch halbplastischen Anteile der Kunststoffplatte plastifizierte Anteile der Platte übereinanderschieben. Außerdem kommt es bei größeren Plattenzuschnitten zur Bildung von Luftkammern, die diesen Prozeß verstärken. Die Durchwärmung des Materials wird durch die eingeschlossenen Luftpolster aufgrund des durch die Luft bewirkten Isoliereffektes zum Teil erheblich verzögert und führt am Ende der Erwärmungsphase zu erheblichem Schrumpf der Kunststoffplatte. Da thermoplastisches Plattenmaterial unter anderem im Extrusionsverfahren hergestellt wird, tritt bei der Plastifizierung dieses Plattenmaterials ein Schrumpf in Extrusionsrichtung auf. Hierbei handelt es sich um den sogenannten Memoryeffekt. Nach Abschluß der Materialerwärmung liegt zwar die Kunststoffplatte flächig auf dem Heizelement auf, da auch die weich gewordenen Anteile der Luftkammern der Gegendruckplatte keinen Widerstand mehr entgegensetzen. Die Luftkammern haben dann aber zu Lufteinschlüssen in der flach aufliegenden Kunststoffplatte geführt und die Oberfläche in Form scharfkantiger Ausziehungen geschädigt.Overall, the panel material becomes more plastic and expands due to the room heat in the heating plate. In this phase, destructive processes begin on the panel surface. As the heating progresses, the panel material expands overall, with the still semi-plastic parts of the plastic panel pushing the plasticized parts of the panel over one another. In addition, with larger panel cuts, air chambers form, which intensify this process. The heating of the material is sometimes considerably delayed by the enclosed air cushions due to the insulating effect caused by the air, and leads to considerable shrinkage of the plastic panel at the end of the heating phase. Since thermoplastic panel material is produced using the extrusion process, among other things, shrinkage in the extrusion direction occurs when this panel material is plasticized. This is the so-called memory effect. After the material heating has been completed, the plastic plate rests flat on the heating element, as the softened parts of the air chambers no longer offer any resistance to the counter pressure plate. However, the air chambers have then led to air inclusions in the flat plastic plate and damaged the surface in the form of sharp-edged protrusions.
Man hat versucht, die Kontaktheizung zur Erwärmung von Kunststoff platten zu ersetzen durch alternative Wärmequellen und Erwärmungstechniken wie Umluftwärmeöfen, Infrarotwärmeöfen und Erwärmung im Spannrahmen. Diese Verfahren sind jedoch wesentlich teurer, aufwendiger im Energieverbrauch und platzraubend, ohne letztlich die vorstehend erläuterten Probleme lösen zu können. So sind z. B. bei der Erwärmung mit Umluft Langzeitbrüche durch Oberflächenoxidation bekanntgeworden, die offenbar durch die Heißluft verursacht wurden. Nachteilig bei der Erwärmung im freien Raum (Wärmeofen) ist überdies ein übermäßiges Schrumpfen des erwärmten Plattenmaterials, da hier nur die Haftreibung auf der Auflagefläche dem genannten Memoryeffekt entgegensteht.Attempts have been made to replace contact heating for heating plastic panels with alternative heat sources and heating techniques such as circulating air heating ovens, infrared heating ovens and heating in a clamping frame. However, these processes are much more expensive, consume more energy and take up more space, without ultimately being able to solve the problems described above. For example, when heating with circulating air, long-term cracks due to surface oxidation have been reported, which were apparently caused by the hot air. Another disadvantage of heating in an open space (heating oven) is excessive shrinkage of the heated panel material, since here only the static friction on the contact surface counteracts the memory effect mentioned.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufheizvorrichtung zu entwickeln, mit der sich Kunststoffplatten erwärmen lassen, die nach der Wärmebehandlung insbesondere eine verbesserte Oberflächenqualität aufweisen.The invention is based on the object of developing a heating device with which plastic sheets can be heated, which, after heat treatment, in particular have an improved surface quality.
Ausgehend von der eingangs beschriebenen Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Teflongewebe eine atmend poröse PTFE-Glasgewebefolie ist, die eine Porosität von vorzugsweise etwa 50 Kubikfuß pro Minute (1 Kubikfuß entspricht etwa 0,028 m3) aufweist.Starting from the device described at the outset, this object is achieved according to the invention in that the Teflon fabric is a breathable, porous PTFE glass fabric film which has a porosity of preferably about 50 cubic feet per minute (1 cubic foot corresponds to about 0.028 m 3 ).
Als besonders geeignet hat sich in den durchgeführten Versuchen das von der Firma Polytetra Draack + Meyer GmbH unter dem eingetragenen Warenzeichen POLYTETRAFLON angebotene Produkt erwiesen.In the tests carried out, the product offered by Polytetra Draack + Meyer GmbH under the registered trademark POLYTETRAFLON proved to be particularly suitable.
Die durchgeführten Versuche haben bestätigt, daß sich mit einer atmend porösen PTFE-Glasgewebefolie die Bildung von Luftkammern unter der zu erwärmenden Kunststoffplatte sicher verhindern läßt. Die erwärmten Kunststoffplatten weisen eine Oberflächenqualität auf, wie sie bisher mit einer Heizplatte nicht zu erzielen war. Die Aufwärmzeit ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung reduziert und exakt reproduzierbar, da das Plattenmaterial rasch vollen Kontakt zum Heizelement hat.The tests carried out have confirmed that the formation of air chambers under the plastic plate to be heated can be reliably prevented with a breathable, porous PTFE glass fabric film. The heated plastic plates have a surface quality that could not previously be achieved with a heating plate. The warm-up time is reduced with the device according to the invention and can be reproduced exactly, since the plate material quickly has full contact with the heating element.
Da die PTFE-Glasgewebefolie durch das Glasgewebe eine strukturierte Oberfläche aufweist, die sich aber nicht in der erweichten Materialoberfläche der Kunststoffplatte abdrücken soll, ist es zweckmäßig, eine die Gegendruckplatte beaufschlagende Druckdosiereinrichtung vorzusehen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zu Beginn der Beaufschlagung der eingelegten Kunststoffplatte mit der abgesenkten Gegendruckplatte deren volle Gewichtskraft wirksam ist, da hierdurch ein besserer Druckaufbau zu Beginn der Erwärmungsphase bewirkt und ein rascher Vollkontakt zum Heizelement gefördert wird. Hingegen sollte die von der Gegendruckplatte auf die Kunststoffplatte ausgeübte Gewichtskraft dann möglichst klein sein, wenn die voll erwärmte Kunststoffplatte plan auf der beheizten Tischfläche aufliegt.Since the PTFE glass fabric film has a structured surface due to the glass fabric, but this should not be pressed into the softened material surface of the plastic plate, it is advisable to provide a pressure dosing device that applies pressure to the counter-pressure plate. It is advantageous if the full weight of the lowered counter-pressure plate is effective at the beginning of the application of the inserted plastic plate, as this results in better pressure build-up at the beginning of the heating phase and promotes rapid full contact with the heating element. On the other hand, the weight exerted by the counter-pressure plate on the plastic plate should be as small as possible when the fully heated plastic plate is lying flat on the heated table surface.
Die erfindungsgemäß erzielte Beschleunigung der Erwärmung der thermoplastischen Kunststoffplatte wirkt sich materialschonend aus und verhindert einen übermäßigen Schrumpf extrudierter Kunststoffe. Da das Material bei seiner Erwärmung im Plattenrandbereich etwas aufquillt, wird die Kunststoffplatte wie in einem Spannrahmen zwischen der Gegendruckplatte und der beheizten Tischfläche festgehalten und so am übermäßigen Schrumpfen gehindert.The acceleration of the heating of the thermoplastic plastic sheet achieved according to the invention protects the material and prevents excessive shrinkage of extruded plastics. Since the material swells slightly in the edge area of the sheet when it is heated, the plastic sheet is held in place like in a clamping frame between the counter-pressure plate and the heated table surface and is thus prevented from shrinking excessively.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.Further features of the invention are the subject of the subclaims and are explained in more detail in conjunction with further advantages of the invention using exemplary embodiments.
In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing, some exemplary embodiments of the invention are shown schematically. They show:
Figur 1 als statisches Ausführungsbeispiel einen lotrechten Schnitt durch eine Heizvorrichtung in der ersten Position nach Einlegung einer thermoplastischen Kunststoffplatte;Figure 1 shows a vertical section through a heating device as a static embodiment in the first position after insertion of a thermoplastic plastic plate;
Figur 2Figure 2
in Draufsicht die auf der Heizplatte aufliegende thermoplastische Kunststoffplatte;top view of the thermoplastic sheet resting on the heating plate;
Figur 3Figure 3
in einer Darstellung gemäß Figur 1 eine zweite Phase während der Plattenerwärmung;in a representation according to Figure 1, a second phase during plate heating;
Figur 4Figure 4 Figur 5Figure 5
in vergrößertem Maßstab ein Detail der Figur 3;on an enlarged scale a detail of Figure 3;
in einer Darstellung gemäß den Figuren 1 und 3 die Schlußphase der Plattenerwärmung;in a representation according to Figures 1 and 3, the final phase of plate heating;
Figuren 6-8Figures 6-8
ein dynamisches Ausführungsbeispiel in Darstellungen entsprechend den Figuren 1, 3 und 5 unda dynamic embodiment in representations corresponding to Figures 1, 3 and 5 and
Figuren 9-11Figures 9-11
ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel in den Darstellungen gemäß den Figuren 6-8.a modified embodiment in the representations according to Figures 6-8.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine beheizbare Tischfläche 1 mit einer sich auf ihr befindlichen thermoplastischen Kunststoffplatte 2, die von einer Gegendruckplatte 3 beaufschlagt wird. Die Tischfläche 1 sowie die dieser zugewandte Arbeitsfläche der Gegendruckplatte 3 sind mit einer PTFE-Glasgewebefolie 4 bespannt .Figures 1 to 5 show a heatable table surface 1 with a thermoplastic plate 2 located on it, which is acted upon by a counter-pressure plate 3. The table surface 1 and the working surface of the counter-pressure plate 3 facing it are covered with a PTFE glass fabric film 4.
Die Gegendruckplatte 3 ist auf ihrer Oberseite mit Bolzen 5 bestückt, die in ortsfesten Führungen 6 lotrecht geführt sind undThe counter pressure plate 3 is fitted with bolts 5 on its upper side, which are guided vertically in fixed guides 6 and
30 eine Verschiebung der Gegendruckplatte 3 in einer Richtung senkrecht zur Tischfläche 1 ermöglichen. Dieser Verschiebeweg wird nach unten begrenzt durch einen jedem Bolzen 5 zugeordneten Bolzenkopf 7, der am Ende des Verschiebeweges zur Anlage an der dem Bolzen 5 zugeordneten, dann als Widerlager wirkenden Führung 630 allow the counter-pressure plate 3 to be moved in a direction perpendicular to the table surface 1. This displacement path is limited downwards by a bolt head 7 assigned to each bolt 5, which at the end of the displacement path comes to rest on the guide 6 assigned to the bolt 5, which then acts as an abutment.
3 5 kommt.3 5 is coming.
Die kalte, auf die vorgeheizte Tischfläche 1 aufgelegte Kunststoffplatte 2 wölbt sich aufgrund der einseitigen Wärmezufuhr entsprechend der schematischen Darstellung in Figur 1. Die Kunststoffplatte 2 bzw. ihr Außenrand wird mit dem vollen Gewicht F der Gegendruckplatte 3 beaufschlagt. Der lichte Abstand zwischen den beiden Bespannungen 4 ist mit A bezeichnet, während mit B der Abstand des als Anschlag dienenden Bolzenkopfes 7 vom Widerlager gekennzeichnet ist. Gemäß Figur 1 kann der Plattenabstand Al zu Beginn der Wärmebehandlung z. B. 10 mm und der Abstand Bl z. B. 6 mm betragen. Mit fortlaufender Erwärmung und damit Plastifizierung der thermoplastischen Kunststoffplatte 2 ergibt sich die Position gemäß Figur 2, bei der A2 z. B. 5 mm und B2 z. B. 1 mm betragen. Figur 4 soll deutlich machen, daß beim Flachdrücken der plastifizierten Kunststoffplatte 2 die zwischen deren Unterseite und der Tischfläche 1 eingeschlossene Luft durch die Porösität der PTFE-Glasgewebefolie 4 entweichen kann. Figur 5 zeigt dann die Endstellung der Gegendruckplatte 3, die mit ihren Bolzenköpfen 7 auf der ortsfesten Führung 6 bzw. den hierdurch gebildeten Widerlagern aufliegt und dadurch eine druckfreie Anlage für die Kunststoffplatte 2 bildet. A3 beträgt in dieser Endstellung z. B. 4 mm, während B3 = 0 ist.The cold plastic plate 2 placed on the preheated table surface 1 bulges due to the one-sided heat supply as shown in the schematic diagram in Figure 1. The plastic plate 2 or its outer edge is subjected to the full weight F of the counter-pressure plate 3. The clear distance between the two coverings 4 is designated A, while B indicates the distance of the bolt head 7, which serves as a stop, from the abutment. According to Figure 1, the plate distance Al at the start of the heat treatment can be e.g. 10 mm and the distance Bl e.g. 6 mm. With continuous heating and thus plasticization of the thermoplastic plastic plate 2, the position according to Figure 2 is obtained, in which A2 is e.g. 5 mm and B2 is e.g. 1 mm. Figure 4 is intended to make it clear that when the plasticized plastic plate 2 is pressed flat, the air trapped between its underside and the table surface 1 can escape through the porosity of the PTFE glass fabric film 4. Figure 5 then shows the final position of the counter-pressure plate 3, which rests with its bolt heads 7 on the stationary guide 6 or the abutments formed thereby and thus forms a pressure-free system for the plastic plate 2. A3 is e.g. 4 mm in this final position, while B3 = 0.
Figur 6 zeigt in einer Darstellung gemäß Figur 1 eine konstruktiv abgewandelte Ausführungsform mit einer dynamischen Führung der Gegendruckplatte 3, die nunmehr an Druckfedern 8 hängt, die sich mit ihrem unteren Ende auf dem zugeordneten Widerlager 6 und mit ihrem oberen Ende am Bolzenkopf 7 abstützen. Zu Beginn (Figur 6) sind die Druckfedern 8 nahezu vollständig entspannt, so daß die Kunststoffplatte 2 mit dem vollen Gewicht F der Gegendruckplatte 3 beaufschlagt wird. Der Plattenabstand Al beträgt z. B. 10 mm, die Länge Bl der Druckfeder 8 z. B. 14 mm. Bei der in Figur 7 dargestellten Phase wird die Kunststoffplatte 2 nur noch mit einer Kraft beaufschlagt, die sich aus dem Eigengewicht der Gegendruckplatte 3 abzüglich der Federkraft Fl ergibt. In dieser Phase beträgt A2 z. B. 5 mm und die Länge B2 der bereits etwas zusammengedrückten Druckfedern 8 nur noch 9 mm.Figure 6 shows, in a representation according to Figure 1, a structurally modified embodiment with a dynamic guide of the counterpressure plate 3, which now hangs on compression springs 8, which are supported with their lower end on the associated abutment 6 and with their upper end on the bolt head 7. At the beginning (Figure 6), the compression springs 8 are almost completely relaxed, so that the plastic plate 2 is subjected to the full weight F of the counterpressure plate 3. The plate distance Al is e.g. 10 mm, the length Bl of the compression spring 8 is e.g. 14 mm. In the phase shown in Figure 7, the plastic plate 2 is only subjected to a force that results from the dead weight of the counterpressure plate 3 minus the spring force Fl. In this phase, A2 is e.g. 5 mm and the length B2 of the already slightly compressed compression springs 8 is only 9 mm.
Bei der in Figur 8 dargestellten Endphase entwickeln die noch um einen weiteren Millimeter zusammengedrückten Druckfedern 8 eine noch größere Gegenkraft, so daß die durch den entsprechend klein dargestellten Pfeil symbolisierte Kraft, mit der die Kunststoffplatte 2 beaufschlagt wird, noch kleiner ist als während der in Figur 7 dargestellten Phase.In the final phase shown in Figure 8, the compression springs 8, which are compressed by a further millimeter, develop an even greater counterforce , so that the force symbolized by the correspondingly small arrow with which the plastic plate 2 is acted upon is even smaller than during the phase shown in Figure 7.
Die in den Figuren 9 bis 11 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der der Figuren 6 bis 8 dadurch, daß die Gegendruckplatte 3 nicht mehr an den Druckfedern 8 hängt sondern auf diesen aufliegt, und die Druckfedern 8 eine gleichbleibende Federkraft F1 ausüben. Aber auch bei dieser abgewandelten Ausführungsform wird die Kraft, mit der die Kunststoffplatte 2 über die Gegendruckplatte 3 beaufschlagt wird, während der Erwärmungsphase aufgrund der Gegenkraft F1 verringert. Al beträgt hier z. B. 10 mm, A2 5 mm und A3 4 mm.The embodiment shown in Figures 9 to 11 differs from that of Figures 6 to 8 in that the counter-pressure plate 3 no longer hangs from the compression springs 8 but rests on them, and the compression springs 8 exert a constant spring force F 1. But even in this modified embodiment, the force with which the plastic plate 2 is acted upon by the counter-pressure plate 3 is reduced during the heating phase due to the counter-force F 1. Al here is 10 mm, A2 5 mm and A3 4 mm, for example.
Gr/geGr/ge
Claims (1)
federelastisches Element aufweist.7. Device according to claim 6, characterized in that the pressure reducing device (5, 6, 7, 8) comprises at least one
spring-elastic element.
Gr/geGRAMM, LINS & PARTNERS GbR
Gr/ge
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29623264U DE29623264U1 (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Heating device for plastic sheets |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29623264U DE29623264U1 (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Heating device for plastic sheets |
| DE1996141932 DE19641932C1 (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Simple press heating plastic panels for prosthetic application |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29623264U1 true DE29623264U1 (en) | 1998-02-05 |
Family
ID=26030254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29623264U Expired - Lifetime DE29623264U1 (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Heating device for plastic sheets |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29623264U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0847227A2 (en) * | 1998-03-02 | 1998-06-10 | Phonak Ag | Hearing aid |
-
1996
- 1996-10-11 DE DE29623264U patent/DE29623264U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0847227A2 (en) * | 1998-03-02 | 1998-06-10 | Phonak Ag | Hearing aid |
| EP0847227A3 (en) * | 1998-03-02 | 1998-10-21 | Phonak Ag | Hearing aid |
| WO1999045744A1 (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-10 | Phonak Ag | Hearing aid |
| US6574343B1 (en) | 1998-03-02 | 2003-06-03 | Phonak Ag | Hearing aid |
| US7372973B2 (en) | 1998-03-02 | 2008-05-13 | Phonak Ag | Hearing aid |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
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Effective date: 20000223 |
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| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
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