DE3586519T2 - Einrichtung zur herstellung elektrischer kabelbuendel. - Google Patents
Einrichtung zur herstellung elektrischer kabelbuendel.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum automatischen Herstellen elektrischer Kabelbäume und genauer gesagt auf ein vollautomatisches Gerät zum Herstellen elektrischer Kabelbäume von der Art, welche eine Mehrzahl von Drähten aufweisen, die auf gewünschte Längen geschnitten sind, sowie einen Vielfachkontakt(anschluß) bzw. -stecker, der an einem Ende der Drähte angebracht ist.
- In jüngerer Zeit sind halbautomatische oder vollautomatische Vorrichtungen zur Herstellung derartiger Kabelbäume entwickelt worden, wobei typische Beispiele offenbart sind in der japanischen Patentveröffentlichung (ungeprüfte Veröffentlichung) Kokai No. 58(1983)-145080, dem US- Patent Nr. 4,136,440 und dem US-Patent Nr. 4,310,967.
- Der fertiggestellte elektrische Kabelbaum hat ein stecker- bzw. verbindungsloses Ende, das mit einer Isolierschicht abgedeckt ist, die entfernt werden muß, damit die elektrischen Leiter an Schaltkreise und Geräte angeschlossen werden können. Um die elektrische Isolierabdeckung automatisch zu entfernen, ist eine Abisoliervorrichtung zusätzlich in dem System zur Herstellung elektrischer Kabelbäume vorgesehen. Bei einem konventionellen System ist jedoch die Abisoliervorrichtung neben der den Stecker bzw. das Verbindungselement montierenden Einrichtung angeordnet und der Abstreif- bzw. Abisoliervorgang wird unabhängig von dem Anschlagen des Verbindungselementes, dem Vorgang der Drahtlängenmessung und anderen Vorgängen durchgeführt. Wenn eine Vollautomatisierung der Herstellung elektrischer Kabelbäume erreicht werden soll, ist es erforderlich, daß der Abisoliervorgang zur selben Zeit durchgeführt wird, zu der auch der Drahtlängenmeßvorgang ausgeführt wird, da dies die Betriebszeit bzw. Ausführungszeit beträchtlich verkürzen kann.
- Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen elektrischer Kabelbäume vorgesehen, welche Drähte und elektrische Anschlußverbindungen aufweisen, wobei die Vorrichtung aufweist:
- einen Drahtzuführpfad, der sich im wesentlichen horizontal und in axialer Richtung der Vorrichtung erstreckt,
- eine Anschlageinrichtung für Verbindungselemente, welche ein zusammenwirkendes Paar aus Montagestempel und Montagematrize aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten des Drahtzuführpfades angeordnet sind,
- ein Drahtabtrennmesser, welches in der Nähe des Stempel-/Matrizenpaares angeordnet ist,
- eine Zuführvorrichtung für die Verbindungselemente, um Verbindungselemente der Montagematrize zuzuführen,
- ein erstes Spannelement, welches entlang des Drahtzuführpfades hin- und herbewegbar ist, um die Drähte in einer Vorschubbewegung um eine Strecke hervorzuziehen, die einer gewünschten Länge des elektrischen Kabelbaumes bzw. der Verdrahtung entspricht, und
- ein zweites Spannelement, um die zugeführten Drähte in seitlicher Richtung in gleichen Abständen zu halten und um die Drähte entlang des Drahtzuführpfades zu der Anschlageinrichtung für die Verbindungselemente zu führen, wobei das zweite Spannelement hin- und herbewegbar ist, um die freien Enden der Drähte auszurichten,
- und eine Abisoliervorrichtung, die an dem ersten Spannelement montiert ist, wobei die Vorrichtung in einer solchen Art und Weise bewegbar ist, daß die der Anschlagvorrichtung für die Verbindungselemente zugeführten Drähte von dem ersten Spannelement ein Stück weit bis auf eine gewünschte Länge von der Anbringposition für die Verbindungselemente herausgezogen werden, daß die Abisoliervorrichtung während der Betätigung des ersten Spannelementes in Betrieb gesetzt wird, um die Isolierung am freien Ende jedes Drahtes zu entfernen, und wobei die Anschlageinrichtung für die Verbindungselemente in Betrieb gesetzt wird, so daß sie bewirkt, daß die Drähte von dem Drahtabtrennmesser auf eine gewünschte Länge abgetrennt werden, und um die Verbindungselemente an den hinteren Enden der Drähte anzubringen.
- Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann vollautomatisch arbeiten und weist eine Abisoliereinrichtung auf, die in der Drahtlängenmeßeinrichtung vorgesehen ist, so daß der Drahtlängenmeßvorgang und der Abisoliervorgang gleichzeitig ausgeführt werden können.
- Die Erfindung wird schematisch anhand eines Beispiels unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Vorderansicht, welche eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung elektrischer Kabelbäume gemäß der Erfindung darstellt,
- Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt in vergrößerter Darstellung, welcher einen Hauptabschnitt einer in Fig. 1 gezeigten Anschlagvorrichtung für Verbindungselemente zeigt,
- Fig. 3 und 4 vergrößerte Schnittansichten, welche die Arbeitsstadien des in Fig. 2 dargestellten Hauptabschnittes zeigen,
- Fig. 5 eine teilweise Querschnittsansicht, welche ein erstes, in Fig. 1 dargestelltes, bewegbares Spannelement zeigt,
- Fig. 6 und 7 schematische Ansichten, welche die Arbeitsvorgänge bzw. Stadien einer Abisoliervorrichtung zeigen, die an dem Spannelement gemäß Fig. 5 montiert ist,
- Fig. 8(a) bis (f) schematische Ansichten, welche die Arbeitsvorgänge eines Anschlagvorganges für ein Verbindungselement zeigen,
- Fig. 9(a) und (b) schematische Ansichten, welche die Arbeitsschritte eines modifizierten Anschlagvorganges für Verbindungselemente zeigen und
- Fig. 10 bis 12 schematische Ansichten, die fertiggestellte elektrische Kabelbäume darstellen.
- Es wird jetzt auf die Zeichnungen und darunter zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Vorrichtung zum Herstellen elektrischer Kabelbäume weist eine Drahtzuführeinrichtung 10 auf, welche Drahtlitzen oder Drähte 2 horizontal und parallel mit Hilfe einer Bündeleinrichtung 5 zuführt, wobei die Drähte 2 entlang eines Drahtzuführpfades W durch einen Strecker 6 und über eine Zuführrolle 7 zugeführt werden. Eine Anschlagvorrichtung 11 für Verbindungselemente ist für das Anschlagen von Verbindungselementen 3 an den Enden der Drähte 2 mit Hilfe eines Stempels 21 und einer Matrize 22 vorgesehen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Drahtzuführpfades W angeordnet sind, wobei Stempel und Matrize ein daneben angeordnetes Abtrennmesser 23 haben. Eine Zuführeinrichtung (nicht dargestellt) für die Verbindungselemente führt Verbindungselemente eines nach dem anderen der Matrize 22 zu. Ein erstes bewegbares Spannelement 12 trägt die Drähte 2, die der Verbinderanschlagvorrichtung 11 entlang des Drahtzuführpfades W um eine gewünschte Strecke zugeführt werden, wodurch die gewünschte Länge der Drähte 2 festgelegt wird, und ein zweites bewegbares Spannelement 13 hält die Drähte 2 horizontal unter gleichen Abständen parallel und führt die Drähte 2 der Montageeinrichtung 11 für die Verbindungselemente (Steckelemente) zu, an welcher das zweite Spannelement 13 die Positionen der Drahtenden einstellt. Das zweite Spannelement 13 bewegt sich in einem vorbestimmten relativ schmalen Bereich hin und her. Die Vorrichtung weist weiterhin ein drittes bewegbares Spannelement 14 auf, das zwischen dem zweiten Spannelement 13 und der Anschlagvorrichtung 11 für die Verbindungselemente vorgesehen und in einem vorgegebenen Bereich entlang des Drahtzuführpfades W bewegbar ist.
- Eine Vorrichtung zum Festlegen der Längen der zu entfernenden bzw. abzustreifenden Isolationsabdeckung, im folgenden kurz als Veränderungseinrichtung 15 für die Abisolierlänge bezeichnet, ist zwischen den zweiten und dritten Spannelementen 13 und 14 angeordnet. Eine Abisoliervorrichtung 17 für die Entfernung der Isolationsabdeckung von den Drähten 2 ist an dem ersten Spannelement 12 montiert.
- Die Zuführeinrichtung für die Verbindungselemente weist einen konventionellen Magazinspeiser und ein entsprechendes Magazin auf, deren Beschreibung der Einfachheit halber fortgelassen wird.
- Der Stempel 21 ist an einem Gleitelement bzw. Schlitten 25 montiert, der angehoben und abgesenkt werden kann mit Hilfe eines pneumatischen Zylinders 24, und er wird aus der angehobenen Position, welche in Fig. 2 dargestellt ist, auf die niedrigere Position abgesenkt, welche in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, um zu bewirken, daß die Verbindungselemente an den Drahtenden angebracht werden. Das Abtrennmesser 23 ist ebenfalls an dem Schlitten 25 montiert und wird mit Hilfe eines pneumatischen Zylinders 26 betätigt, der an dem Schlitten 25 unabhängig von dem Stempel 21 befestigt ist. Das Schneidmesser 23 trennt Drähte im Zusammenwirken mit einer Schneidmatrize 27 in der Vorbereitungsposition für die Anbringung der Verbindungselemente ab. Zusätzlich hat der Schlitten 25 ein Drahtspannelement 28, um die Drähte im Moment des Anschlags der Verbindungselemente zu halten, und hat auch eine Drahtführung 29.
- Die Matrize 22 ist auf einem Schlitten 30 montiert, der schrittweise angehoben und abgesenkt werden kann mit Hilfe eines ersten pneumatischen Zylinders 31 und eines zweiten Zylinders 32, der mit dem ersten Zylinder 31 über ein Gelenk 33 derart verkoppelt ist, daß sie sich gemeinsam bewegen können. Die Matrize 22 bewegt sich gemeinsam mit dem Schlitten 30, und im Betrieb wird die Matrize 22 aus der in Fig. 2 dargestellten Position gemeinsam mit dem Schlitten 30 mit Hilfe des ersten pneumatischen Zylinders 31 angehoben, bis er die Vorbereitungsposition für die Anbringung der Verbindungselemente erreicht hat, die in Fig. 3 dargestellt ist. Aus dieser Vorbereitungsposition wird er weiter in die in Fig. 4 dargestellte Position angehoben, in welcher die Verbindungselemente an den Drahtenden befestigt werden. Ein Druckelement 34 für die Verbinder ist auf der Freigabeseite der Matrize 22 vorgesehen, wobei das Verbinderdruckstück 34 unter dem Druck einer Feder (nicht dargestellt) das Verbindungselement 3 hält. Das Verbinderdruckstück 34 hat ein weiteres Spannelement 35, das unmittelbar daran bzw. daneben angeordnet ist und mit dem Drahtspannelement 28 zusammenpaßt. Das Drahtspannelement 35 wird mit Hilfe eines pneumatischen Zylinders 36 betätigt, welcher auf dem Schlitten 30 unabhängig von der Matrize 22 montiert ist. Es wird aus der Vorbereitungsposition, die in Fig. 3 dargestellt ist, angehoben und, indem in Verbindung mit dem Drahtspannelement 28 gearbeitet wird, ergreift sie eine Gruppe von Drähten 2A, welche durch das erste Spannelement bis auf eine gewünschte Länge aus dem ersten Spannelement 12 herausgezogen worden ist.
- Wie in Fig. 5 gezeigt wird, weist das erste Spannelement 12 einen bewegbaren Rahmen 40 und zwei pneumatische Zylinder 41,42 auf, die an dem bewegbaren Rahmen 40 befestigt sind. Die beiden pneumatischen Zylinder 41 und 43 können koaxial bereitgestellt werden und die Kolbenstange 44 des Zylinders 42 tritt durch eine Stange 43 des Aluminiumzylinders hindurch. Ein Paar von Armen 45 ist schwenkbar an dem bewegbaren Rahmen 40 in ihren mittleren Abschnitten über Schwenkstifte 46 verbunden. Jeder Arm 45 ist mit einem Spannzahn 47 an seinem freien Ende versehen sowie mit einem Verbindungsglied 48 an seinem hinteren Ende, wobei das Verbindungsglied 48 mit der Kolbenstange 48 verbunden ist, so daß die Spannzähne 47 durch die Betätigung des pneumatischen Zylinders 41 geöffnet und geschlossen werden können. Der bewegliche Rahmen 40 kann entlang des Drahtzuführpfades W hin- und herbewegt werden.
- Die Abisoliervorrichtung 17, welche an dem ersten Spannelement 12 montiert ist, weist ein Paar von Schlitten oder Gleitteilen 50 sowie ein Abisoliermesser 51 auf, das am freien Ende jedes der Schlitten 50 befestigt ist. Jeder Schlitten 50 greift gleitbar in eine Schwalbenschwanznut 52 ein, die an einer Innenseite jeweils eines der Arme 45 vorgesehen ist und Verbindungsglieder 53, welche an inneren Endabschnitten der Schlitten 50 befestigt sind, werden mit einem Verbindungsteil 54 gekoppelt, das an dem freien Ende der Kolbenstange 44 montiert ist. Die Schlitten 50 können also entlang der Schwalbenschwanznuten 52 mit Hilfe des pneumatischen Zylinders 42 hin- und herbewegt werden. Die Schlitten 50 bewegen sich mit den Armen 45, so daß die Abisoliermesser 51 geöffnet und geschlossen werden, während sich die Spannzähne 47 öffnen oder schließen.
- Das zweite Spannelement 13 kann mit Hilfe eines pneumatischen Zylinders 55 geöffnet und geschlossen werden und kann entlang des Drahtzuführpfades W hin- und herbewegt werden zwischen der mit einer durchgezogenen Linie gezeichneten Position und der mit einer gestrichelten Linie in Fig. 1 gezeigten Position, und zwar über einen relativ kleinen Bereich mit Hilfe des pneumatischen Zylinders 56.
- Das dritte Spannelement 14 kann mit Hilfe eines pneumatischen Zylinders 58 geöffnet und geschlossen werden und ist entlang des Drahtzuführpfades durch einen pneumatischen Zylinder 59 bewegbar, wie in Fig. 1 dargestellt.
- Die Bezugszahlen 57 und 60 bezeichnen Drahtführungen.
- Die Variationsvorrichtung 15 für die Abisolierlängen weist eine Mehrzahl von verschiedenen Platten 61 auf, die seitlich derart angeordnet sind, daß eine Platte einem Draht entspricht, wobei die Platten einzeln in der Lage sind, aufzusteigen und abzusinken, weist weiterhin einen pneumatischen Zylinder 62 auf, um die verschiedenen Platten 61 nach oben und unten zu bewegen, sowie ein Paar von Führungsrollen 63, wobei das Paar von Führungsrollen 63 und die variable Platte 61 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Drahtzuführpfades W angeordnet sind. Die Bezugszahl 64 bezeichnet einen Strecker, der neben der Veränderungseinrichtung 15 für die Abisolierlänge angeordnet sind, um die Drähte geradezurichten bzw. zu strecken, die durch die variablen Platten 61 gebogen werden.
- Die Variationseinrichtung 16 für die Drahtlänge weist eine Mehrzahl von variablen Platten 65 auf, einen pneumatischen Zylinder 66, um die variablen Platten 65 nach oben und unten zu bewegen, sowie Führungsrollen 67, die auf einem Träger 68 vorgesehen sind, der mit Hilfe eines pneumatischen Zylinders 69 nach oben und unten bewegt werden kann. Dies ermöglicht es, daß die Führungsrollen 67 unter den Weg des ersten Spannelementes 12 absinken und damit ermöglichen, daß das erste Spannelement 12 sicher über die Rollen 67 hinwegtreten bzw. hinwegbewegt werden kann.
- Ein Beispiel für die Betriebsweise wird mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben:
- Fig. 8 zeigt die Schritte der Anbringung von Verbindungselementen an den Drähten. In Fig. 8(a) sind die Drähte 2 der Anschlagvorrichtung 11 für die Verbindungselemente mit Hilfe der Zuführrolle 7 und mit Hilfe der zweiten und dritten Spannelemente 13 und 14 zugeführt worden. Zunächst werden die Drähte 2 durch das Spannelement 13 zurückgezogen, so daß ihre freien Enden an einem gewünschten Punkt R ausgerichtet werden. In diesem Stadium wird das erste Spannelement 12 in eine Position unter den Stempel 21 verschoben. Das zweite Spannelement 13 wird offengelassen und während das dritte Spannelement 14 die Drähte 2 ergreift, läßt man es sich um eine Strecke nach vorn bewegen, welche der längsten Isolierung bzw. Isolationsabdeckung entspricht (Fig. 8(b)). Dann werden, wie in Fig. 8(c) dargestellt, die Drähte 2 von dem dritten Spannelement 14 freigegeben und werden von dem zweiten Spannelement 13 ergriffen. In diesem Stadium wird die Variationseinrichtung 15 für die Abisolierlänge betätigt, die dadurch bewirkt, daß die individuellen variablen Platten 61 herabsinken, so daß sie die Drähte 2 nach unten biegen bzw. knicken. Als Ergebnis hiervon werden die freien Enden der Drähte um unterschiedliche Längen zurückgezogen entsprechend dem Betrag, um welchen sie nach unten abgeknickt worden sind.
- Dann wird das erste Spannelement 12 betätigt und ergreift die freien Enden der Drähte 2 mit Hilfe der Spannzähne 47. Zum selben Zeitpunkt schlitzen die Abisoliermesser 51 die Isolation bzw. Isolationsabdeckungen der Drähte auf (Fig. 8(d)). Das erste Spannelement 12 wird entlang des Drahtzuführpfades W vorbewegt, um die Drähte auf eine gewünschte Länge zu ziehen bzw. herauszuziehen. Während des Ausziehvorschubes wird die Abisoliereinrichtung 17 betätigt, um die Abisoliermesser 51 von den Spannzähnen 47 wegzubewegen und streifen dadurch die Isolation von dem elektrischen Leiter ab (Fig. 8(e)). Wie am besten in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, variieren die Längen der abisolierten elektrischen Leiter, was von der Tatsache herrührt, daß die Position der Spitzenenden der Drähte 2 entsprechend den abzuisolierenden Abschnitten unterschieden werden bzw. unterschiedlich sind.
- Dann wird die Anschlagvorrichtung 11 für die Verbindungselemente betätigt:
- In der Vorbereitungsstellung, die in Fig. 3 dargestellt ist, wird das Drahtabtrennmesser 23 abgesenkt, um die Drähte 2 unter Zusammenwirken mit der Matrize 27 abzutrennen und die Drähte werden durch das zweite Spannelement 13 eingeklemmt, bis ihre abgeschnittenen Enden am Punkt R angeordnet bzw. ausgerichtet sind. Dann wird die Montage- bzw. Anschlagmatrize 22 angehoben in die Anschlagposition für die Verbindungselemente, welche in Fig. 4 gezeigt ist und das Verbindungselement 3 wird an den abgetrennten Enden der sich vorbewegenden Drähte 2A angebracht (Fig. 8(f)). Dann wird der Montage- bzw. Anschlagstempel 21 angehoben und die Anschlagmatrize 22 wird abgesenkt, so daß das an den Drahtenden angeschlagene Verbindungselement 3 von der Matrize 22 freigegeben wird. Die Drähte 2A werden durch das erste Spannelement 12 weiter zurückgezogen und aus der Vorrichtung ausgegeben bzw. ausgestoßen. Der Vorgang kann dann wiederholt werden.
- Wie in Fig. 10 dargestellt, sind an einem Kabelbaum 9 die Drähte 2A auf vorbestimmte Längen abgetrennt und mit einem Verbindungselement 3 an einem Ende versehen, während die anderen Enden frei von einem Verbindungselement sind und unterschiedliche Längen abisolierter elektrischer Leiter haben.
- Ein Kabelbaum 9&sub1;, der in Fig. 11 dargestellt ist, kann gebildet werden durch Lockern der Drähte mit Hilfe der variablen Platten 65 in der in Fig. 9(a) und (b) gezeigten Art. Ein Kabelbaum 9&sub2;, weicher in Fig. 12 dargestellt ist, kann hergestellt werden ohne daß die Variationseinrichtung 15 für die Abisolierlänge oder die Variationseinrichtung 16 für die Drahtlänge verwendet werden.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Herstellen elektrischer Kabelbäume, welche Drähte bzw. Kabel und
elektrische Verbindungselemente aufweisen, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen Drahtzuführpfad (W), der sich im wesentlichen horizontal und in axialer Richtung der
Vorrichtung erstreckt,
eine Anschlageinrichtung (11) für Verbindungselemente, welche ein zusammenwirkendes
Paar aus Montagestempel (21) und -matrize (22) aufweist, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Drahtzuführpfades (W) angeordnet sind,
ein Drahtabtrennmesser (23), welches in der Nähe des Stempel- (21)/Matrizenpaares (22)
angeordnet ist,
eine Bereitstellungseinrichtung für Verbindungselemente, um Verbindungselemente (3) an
die Montagematrize (22) bereitzustellen,
ein erstes Spannelement (12), welches entlang des Drahtzuführpfades hin- und
herbewegbar ist, um die Drähte bzw. Kabel (2) in einer Vorschubbewegung um einen Abstand
hervorzuziehen, der einer gewünschten Länge für die elektrische Verdrahtung entspricht,
und ein zweites Spannelement (13), um die zugeführten Drähte (bzw. Drahtlitzen) in
seitlicher Richtung unter gleichen Abständen zu halten und zum Führen der Drähte zu
einer Anschlageinrichtung (11) für die Verbindungselemente entlang des
Drahtzuführpfades (W), wobei das zweite Spannelement (13) hin- und herbewegbar ist, um die freien
Enden der Drähte (12) auszurichten, und eine Abisoliereinrichtung (17), welche auf dem
ersten Spannelement (12) montiert ist,
wobei die Vorrichtung in einer Art und Weise bewegbar ist, daß der Anschlageinrichtung
(11) für Verbindungselemente zugeführte Drähte von dem ersten Spannelement (12) bis
auf eine gewünschte Länge von der Anschlagposition für Verbindungselemente
herausgezogen
werden, die Abisoliereinrichtung (17) während der Betätigung des ersten
Spannelementes (12) betätigt wird, um die Isolierung an dem freien Ende jedes Drahtes
zu entfernen, und die Anschlageinrichtung (11) für Verbindungselemente so betrieben
wird, daß sie bewirkt, daß die Drähte von dem Drahtschneidmesser (23) auf eine
gewünschte Länge abgetrennt werden und daß die Verbindungselemente (3) an den hinteren
Enden der Drähte (2A) angeschlagen werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Veränderungseinrichtung (16) für die
Drahtlänge aufweist, welche zwischen dem ersten Spannelement (12) und der
Anschlageinrichtung (11) für Verbindungselemente und neben der Anschlageinrichtung (11) für
Verbindungselemente angeordnet ist, um zu ermöglichen, daß die Längen der Drähte des
Kabelbaumes relativ zueinander verändert werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche weiterhin ein drittes Spannelement (14)
aufweist, welches über einen kleinen Bereich bewegbar und zwischen der
Anschlageinrichtung (11) für Verbindungselemente und dem zweiten Spannelement (13) angeordnet
ist, wobei das dritte Spannelement (14) so vorgesehen ist, daß es die Länge der
abzuziehenden Isolierung einstellt, und weiterhin eine Abzugsveränderungseinrichtung (15)
aufweist, welche zwischen den zweiten und dritten Spannelementen (13 und 14)
angeordnet ist, um die einzelnen Drähte zu lockern bzw. zu verzögern, so daß ihre Abisolierlängen
relativ zueinander variieren.
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