DE4010467C2 - Wiper with injection molded spoiler - Google Patents
Wiper with injection molded spoilerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischer mit einem Wischgummi und einem Wischblatt mit Spoiler zum aerodynamischen Andrücken des Scheibenwischers gegen die Windschutzscheibe eines FahrzeugesThe invention relates to a wiper with a Squeegee and a wiper blade with spoiler for aerodynamic pressing of the wiper against the Windshield of a vehicle
Derartige Scheibenwischer sind bereits seit längerem bekannt und finden insbesondere bei Hochgeschwindigkeits- Personenkraftwagen Anwendung, wobei die aerodynamisch durch den Spoiler erzeugten Andruckkräfte bei höheren Geschwindigkeiten genutzt werden, um einen großen Teil der Andruckkraft aufzubringen, die für eine hohe Wischqualität erforderlich ist.Such windshield wipers have been known for a long time and find especially in high speed Passenger car application, the aerodynamically by the spoiler generated pressure forces at higher Speeds are used to a large part of the Apply pressure force for a high wiping quality is required.
Derartige herkömmliche Scheibenwischer weisen ein nach der Stanz-Biegetechnik aus Metall hergestelltes Wischblatt auf. Dieses Wischblatt ist mit einer Blechplatte versehen, auf welche der als Kunststoffteil hergestellte Spoiler aufgeklipst ist. Das Sichern des Spoilers erfolgt durch Warmumformen von zum Aufklipsen des Spoilers an diesen geformten Haken.Such conventional wipers have a Stamping-bending technique made of metal wiper blade. This wiper blade is provided with a sheet metal plate on which is the spoiler manufactured as a plastic part is clipped on. The spoiler is secured by Hot forming to clip on the spoiler shaped hook.
Der Spoiler ist mit einer scharfen Spoilerkante versehen, die aus einem thermoplastischen Elastomer oder Gummi besteht und beispielsweise aufvulkanisiert ist. Durch diese scharfe Spoilerkante wird ein günstigerer Strömungsabriß und damit eine verbesserte aerodynamische Wirkung gewährleistet.The spoiler is provided with a sharp spoiler edge that consists of a thermoplastic elastomer or rubber and is vulcanized, for example. Through this sharp Spoiler edge becomes a cheaper stall and thus ensures an improved aerodynamic effect.
Das Wischgummi ist starr in mehrere Krallenbügel eingefaßt, die ihrerseits mit Zwischenbügeln verbunden sind, die üblicherweise gelenkig über Niete mit dem Wischblatt verbunden sind. Das Wischgummi wurde herkömmlicherweise nicht separat ausgetauscht, sondern das gesamte Wischblatt.The squeegee is rigidly enclosed in several claw brackets, which in turn are connected with intermediate brackets, which usually articulated over rivets with the wiper blade are connected. The squeegee has traditionally not been replaced separately, but the entire wiper blade.
Als Nachteil der bisher üblichen Scheibenwischer hat sich gezeigt, daß die aerodynamisch erzeugten Andruckkräfte häufig nicht ausreichend groß waren, weshalb eine zusätzliche elektronisch gesteuerte Anpreßmechanik eingesetzt wurde, die unter anderem bei höheren Fahrgeschwindigkeiten auf den Scheibenwischer einwirkte. Eine ausreichende aerodynamische Anpreßkraft konnte deshalb nicht erzeugt werden, weil die Formgestaltung des Wischblattes aufgrund der angewandten Stanz-Biegetechnik herstellungsbedingten Beschränkungen unterlag und daher strömungstechnisch nicht optimiert werden konnte. Aus Gründen eines gefälligen Fahrzeugdesigns konnte der Spoiler jedoch nicht beliebig vergrößert werden, um trotz nur beschränkt optimierter aerodynamische Wirkung eine ausreichende Anpreßkraft zu gewährleisten.It has been a disadvantage of the windshield wipers that have been customary to date shown that the aerodynamically generated pressure forces frequently were not large enough, which is why an additional electronically controlled pressure mechanism was used, the among other things at higher driving speeds on the Windscreen wipers acted. Adequate aerodynamic Contact pressure could not be generated because the Shape design of the wiper blade based on the applied Stamping and bending technology manufacturing restrictions subject and therefore not be optimized in terms of flow technology could. For reasons of a pleasing vehicle design could the spoiler, however, cannot be enlarged arbitrarily in spite of only a limited optimized aerodynamic effect to ensure sufficient contact pressure.
Als weiterer Nachteil hat sich gezeigt, daß das Wischblatt nach der Stanz-Biegetechnik ohne erheblichen Mehraufwand nicht mit besonderen Einrichtungen versehen werden kann, welche eine separate Auswechselbarkeit des Wischgummis begünstigen. Das Auswechseln des gesamten Wischblattes ist jedoch mit erheblichen Kosten verbunden, da die betroffenen Wischblätter mit Spoiler für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge aufwendige Bauteile darstellen.Another disadvantage has been shown that the wiper blade according to the punching and bending technique without considerable additional effort cannot be equipped with special facilities, which is a separate interchangeability of the squeegee favor. The replacement of the entire wiper blade is however, involves considerable costs because the affected Wiper blades with spoilers for high-speed vehicles represent complex components.
Letzteres gilt beispielsweise auch für eine Bauform des Wischblatts, wie sie aus der DE 28 39 587 A1 bekannt ist. Dabei ist der Spoiler des Wischblatts und der Wischgummi einstückig. Neben den hohen Kosten für das Auswechseln dieses Bauteils ist die Steifigkeit, bedingt durch die notwendige Elastizität des Wischgummis, gering. Innerhalb des Bauteils ist zwar eine Zugschiene vorgesehen, durch die die Steifigkeit erhöht wird. Gleichzeitig aber erhö hen sich damit die Kosten des Bauteils und der Herstel lungsaufwand. The latter also applies, for example, to a design of the Wiper blade, as is known from DE 28 39 587 A1. Here is the spoiler of the wiper blade and the squeegee in one piece. In addition to the high cost of replacement of this component is the stiffness due to the necessary elasticity of the squeegee, low. Within of the component, a pull rail is provided by which increases the stiffness. But at the same time increase the cost of the component and the manufac- turer effort.
Als weiterer Nachteil hat sich das hohe Gewicht herausgestellt, da die herkömmlichen Wischblätter wie bereits erwähnt im wesentlichen aus Metall bestehen und zum verwirklichen einer ausreichenden Steifigkeit aus Blechen entsprechender Dicke hergestellt werden müssen.Another disadvantage is the high weight exposed, as the conventional wiper blades as before mentioned consist essentially of metal and for achieve sufficient rigidity from sheet metal appropriate thickness must be produced.
Die Erfindung löst die Aufgabe einen gattungsgemäßen Scheibenwischer zu schaffen, der trotz geringem Gewicht bei hoher Steifigkeit und servicefreundlicher Auswechselbarkeit des Wischgummis im Hinblick auf die aerodynamische Wirkung optimiert herstellbar ist.The invention solves the problem of a generic To create windshield wipers that despite being light in weight high rigidity and service-friendly interchangeability of the squeegee with regard to the aerodynamic effect can be produced in an optimized manner.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Wischblatt mit dem Spoiler einstückig aus Kunststoff im spritzgußverfahren hergestellt ist, wobei durch ein Gasinnendruckverfahren mindestens ein längs des Spoilers verlaufender und diesen versteifender Hohlkanal ausgebildet ist.This is achieved in that the Wiper blade with the spoiler made of plastic in one piece injection molding process is produced, whereby by a Gas pressure process at least one along the spoiler extending and this stiffening hollow channel formed is.
Durch den durch das Gasinnendruckverfahren erzeugten Hohlkanal bzw. mehrere Hohlkanäle weist der Spoiler zumindest über einen wesentlichen Teilbereich den Querschnitt eines geschlossenen Hohlprofils auf. Das Gasinnendruckverfahren ähnelt dem Blasverfahren. Nachdem unter üblichem Druck, bspw. 200 bar, eine bestimmte Menge der Kunststoffschmelze in die Spritzgußform dosiert wurde, wird über einen gesonderten Kanal unter entsprechendem Druck an der Stelle Gas in die Spritzgußform gepreßt, an welcher der Hohlraum gewünscht wird. Nach ausreichendem Abkühlen und damit Übergang der Schmelze in den festen Zustand läßt man das noch unter Druck stehende Gas durch seine Eintrittsöffnungen wieder entweichen.By the generated by the gas pressure process The spoiler has at least one hollow channel or several hollow channels the cross-section of an essential sub-area closed hollow profile. The gas pressure process is similar to the blowing process. After under normal pressure, e.g. 200 bar, a certain amount of plastic melt in the Injection mold has been dosed via a separate Channel under appropriate pressure at the point of gas in the Injection mold pressed on which the cavity is desired becomes. After sufficient cooling and thus transition of The melt in the solid state is left under pressure standing gas again through its inlet openings escape.
Als vorteilhaft erweist sich ein dreieckiger Querschnitt des Hohlprofils, da sich ein solcher Querschnitt im Hinblick auf den erforderlichen Bauraum besonders günstig unterbringen läßt. Das Ausbilden eines Hohlkanals dient besonders zum Erreichen einer ausreichenden Torsionssteifigkeit des Spoilers und damit des gesamten Wischblattes. Es sind jedoch je nach Einzelkonstruktion auch bliebige andere Profile denkbar oder eine Mehrzahl von parallel zueinander längs des Spoilers verlaufender Hohlkanäle.A triangular cross section of the has proven to be advantageous Hollow profile, because such a cross-section with regard to accommodate the required space particularly cheaply leaves. The formation of a hollow channel is used especially for Achieve sufficient torsional stiffness Spoilers and thus the entire wiper blade. However, there are depending on the individual construction, other permanent profiles conceivable or a plurality of parallel to each other along the Spoilers running hollow channels.
Durch Anwenden der Spritzgußtechnik läßt sich das Wischblatt in vielerlei Hinsicht optimal gestalten. So kann der Spoiler hinsichtlich seiner aerodynamischen Eigenschaften optimiert werden, da annähernd jede beliebige Form hergestellt werden kann. Weiter läßt sich das Wischblatt neben der Ausbildung der Hohlkanäle im Gasinnendruckverfahren auch in anderer Hinsicht im Bezug auf die Steifigkeit optimieren. So kann in der Nähe der Verbindungskupplung zum Befestigen des gesamten Wischblattes dieses fachwerkartig gestaltet sein, wodurch ebenfalls bei geringem Gewicht eine hohe Steifigkeit erzielt wird. So läßt sich trotz hoher Steifigkeit ohne weiteres eine Gewichtsersparnis von ca. 30% verwirklichen. The wiper blade can be applied by using the injection molding technique design optimal in many ways. So the spoiler can optimized in terms of its aerodynamic properties as almost any shape can be produced can. The wiper blade can also be used in addition to training the hollow channels in the gas pressure process also in other Optimize in terms of stiffness. So in close to the connection coupling for attaching the whole Wiper blade of this truss design, whereby also achieves high rigidity with low weight becomes. In spite of the high rigidity, one can easily do so Realize weight savings of approx. 30%.
Vorteilhaft ist der Spoiler an seinem Rand mit einer die aerodynamische Wirkung günstig beeinflussenden scharfen Spoilerkante versehen, die aus einem thermoplastischen Elastomer oder Gummi besteht. Eine scharfe Spoilerkante könnte zwar direkt im Spritzgußverfahren aus Kunststoff erzeugt werden, jedoch muß eine solche im Hinblick auf eine mögliche Verletzungsgefahr vermieden werden.The spoiler is advantageous on its edge with a die aerodynamic effect favorably influencing sharp Spoiler edge provided from a thermoplastic Elastomer or rubber is made. A sharp spoiler edge could be directly injection molded from plastic are to be generated, however, with regard to a possible risk of injury can be avoided.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Spoilerkante nach dem 2K-Verfahren aufgebracht. Dabei wird das soeben nach dem Spritzgußverfahren hergestellte Wischblatt mit Spoiler in eine andere Kavität überführt und darin der Spoilerrand von dem Elastomer ebenfalls nach dem Spritzgußverfahren umgossen. Das soeben hergestellte Wischblatt wird dazu in noch heißem Zustand in die andere Kavität überführt. So kann das Wischblatt aus heißer Schmelze hergestellt werden und nach dem Erstarren in die andere Kavität überführt werden, wonach die Elastomerschmelze entsprechend der Verarbeitungsparameter eingespritzt wird und sich mit dem Kunststoff des Wischblattes fest verbindet.According to a development of the invention, the spoiler edge applied using the 2K process. This is just now wiper blade produced by the injection molding process with Spoiler transferred to another cavity and the Spoiler edge of the elastomer also after Poured by injection molding. The one just made To do this, the wiper blade is still hot in the other Transferred cavity. So the wiper blade can be made from hot melt be made and after solidification into the other Cavity are transferred, after which the elastomer melt is injected according to the processing parameters and connects firmly to the plastic of the wiper blade.
Dabei kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung neben der Ausbildung der elastomeren Spoilerkante darüberhinaus die angeströmte Spoilerfläche mit dem Elastomer beschichtet sein. Auf diese Weise erzielt man neben einer noch festeren Verbindung der elastomeren Spoilerkante mit dem Kunststoff eine Schutzschicht für die angeströmte Spoilerfläche.According to a further advantageous embodiment the invention in addition to the formation of the elastomer Spoiler edge also with the spoiler surface be coated with the elastomer. In this way you achieve in addition to an even stronger connection of the elastomer Spoiler edge with the plastic a protective layer for the flowed spoiler surface.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der obere, der Windschutzscheibe abgewandte Teil der Spoilerkante für einen günstigeren Strömungsabriß konkav gewölbt und weiterhin der untere, der Windschutzscheibe zugewandte Teil der Spoilerkante als Kratzschutz für die Windschutzscheibe ausgebildet. Ein solcher Kratzschutz ist besonders für den Fall eines defekten Wischblattes erforderlich, da in diesem Fall die untere Spoilerkante auf der Windschutzscheibe aufliegt. Wird ein solcher Defekt insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten und damit hohen Anpreßkräften nicht unmittelbar bemerkt, könnte es ohne einen solchen Kratzschutz zu einer Beschädigung der Windschutzscheibe kommen.According to a further advantageous embodiment, the upper part of the spoiler edge facing away from the windshield for a more favorable stall, concave and still the lower part facing the windshield the spoiler edge as scratch protection for the windshield educated. Such scratch protection is especially for the In the event of a defective wiper blade, this is necessary Fall the lower spoiler edge on the windshield lies on. If such a defect occurs, especially at high Not speeds and therefore high contact forces immediately noticed, it could be without such scratch protection damage to the windshield.
Zum servicefreundlichen Auswechseln des Wischgummis kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in dem Wischblatt eine Längsnut zum lösbaren Lagern des Wischgummis bzw. von dessen Zwischenbügel geformt sein, wobei das Wischgummi bzw. dessen Zwischenbügel mit wenigstens zwei lösbaren Bolzen an dem Wischblatt befestigt ist. Das Formen einer solchen Längsnut wird durch das Spritzgußverfahren ohne erheblichen Zusatzaufwand ermöglicht.For service-friendly replacement of the squeegee according to a further advantageous embodiment of the Invention in the wiper blade a longitudinal groove for releasable storage the squeegee or its intermediate bracket, wherein the squeegee or its intermediate bracket with at least two detachable bolts is attached to the wiper blade. The Forming such a longitudinal groove is through the Injection molding process made possible without considerable additional effort.
Darüberhinaus können durch das Spritzgußverfahren vorteilhaft in dem Wischblatt Bohrungen und Schlitze zum Aufnehmen der lösbaren Bolzen bzw. von Sicherungsblechen geformt sind, wobei die Bolzen an ihrem ersten Ende mit einem Kopf und an ihrem zweiten Ende mit einer Wellennut versehen sind, und die Sicherungsbleche mit einer dem Durchmesser des Wellennutgrundes entsprechenden zylindrischen Bohrung versehen sind und durch die geformten Schlitze bis zum Einrasten mit ihrer Bohrung in die Wellennut eingeschoben sind. Damit wird eine leichte Auswechselbarkeit des Wischgummis gewährleistet, wobei die dazu erforderlichen Ausnehmungen ebenfalls ohne erheblichen Mehraufwand in dem Wischblatt geformt werden können.In addition, the injection molding process can be advantageous in the wiper blade holes and slots for receiving the detachable bolts or locking plates are formed, the bolts at their first end with a head and on are provided with a wave groove at their second end, and the Tab washers with a diameter of Corresponding cylindrical bore corresponding to the shaft groove base are provided and through the shaped slots to Snap into place with its hole in the shaft groove are. This makes it easy to replace the Wipers guaranteed, the necessary Recesses also without significant additional effort in the Wiper blade can be shaped.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is based on a preferred Embodiment with reference to the drawing explained.
In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:
Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht des Wischblattes, also von der Kühlerhaube eines Fahrzeugs aus auf die Windschutzscheibe gesehen, Fig. 1 is a front perspective view of the wiper blade, so seen from the bonnet of a vehicle from the windshield,
Fig. 2 drei verschiedene schematisch dargestellte Querschnitte des Spoilers, und Fig. 2 shows three different schematically illustrated cross sections of the spoiler, and
Fig. 3 einen in Fig. 1 definierten Schnitt A-B an einer Anlenkstelle des Zwischenbügels des Wischgummis. Fig. 3 shows a section AB defined in Fig. 1 at a pivot point of the intermediate bracket of the squeegee.
Fig. 1 stellt eine mögliche Ausführungsform des Wischblattes in der Vorderansicht dar, wobei einige Details nicht dargestellt sind. Zu erkennen ist der auf gebrochen dargestellte Spoiler 1 mit seiner umlaufenden elastomeren Kante 2, die sich im wesentlichen aus einem oberen Teil 3, welcher der Windschutzscheibe abgewandt ist, und einem unteren Teil 4, welcher der Windschutzscheibe zugewandt ist, zusammensetzt. Fig. 1 shows a possible embodiment of the wiper blade in the front view, some details are not shown. The broken spoiler 1 can be seen with its circumferential elastomeric edge 2 , which is composed essentially of an upper part 3 , which faces away from the windshield, and a lower part 4 , which faces towards the windshield.
Weiterhin ist ein im Spritzgußverfahren in Verbindung mit dem Gasinnendruckverfahren hergestellter Hohlkanal 5 zu erkennen, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Spoilers erstreckt und diesen so versteift. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wurde ein Hohlkanal 5 mit dreieckförmigem Querschnitt gewählt, was im Hinblick auf den erforderlichen Bauraumbedarf besonders vorteilhaft ist.Furthermore, a hollow channel 5 , which is produced in the injection molding process in connection with the internal gas pressure process, can be seen, which extends essentially over the entire length of the spoiler and thus stiffens it. According to this exemplary embodiment, a hollow channel 5 with a triangular cross section was chosen, which is particularly advantageous in view of the required space requirement.
An der Stelle 6 kann das Wischblatt montiert werden. Zur günstigen Krafteinleitung ist das Wischblatt an dieser Stelle 6 mit fachwerkartigen Verstrebungen 7 versehen.The wiper blade can be installed at position 6 . The wiper blade is provided with truss-like struts 7 at this point 6 for a favorable introduction of force.
Fig. 2 zeigt schematisch mehrere mögliche Querschnitte für den Spoiler 1 und die Hohlkanäle 5. Als strömungsgünstig erwies sich die an letzter Stelle in Fig. 2 dargestellte Spoilerform mit dieser Form angepaßtem Hohlkanal 5. Fig. 2 shows schematically a number of possible cross-sections for the spoiler 1 and the hollow channels 5. The spoiler shape shown in the last place in FIG. 2 with this shape adapted hollow channel 5 proved to be flow-favorable.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt A-B längs der in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie, welche durch eine der beiden Anlenkstellen verläuft, an welchen der jeweiligen Zwischenbügel 8 in einer Längsnut 9 mit dem Wischblatt lösbar verbunden ist. Die Zwischenbügel 8 sind ihrerseits jeweils an ihren beiden Enden mit zwei Krallenbügeln 10 verbunden, in welche das Wischgummi 11 starr eingefaßt ist. Fig. 3 shows a section along line AB shown in FIG. 1, which passes through one of the two articulation points, which is connected to the respective intermediate bracket 8 connected detachably in a longitudinal groove 9 to the wiper blade. The intermediate brackets 8 are in turn connected at their two ends to two claw brackets 10 , in which the squeegee 11 is rigidly enclosed.
Die Lösbarkeit der Zwischenbügel 8 und damit des Wischgummis 11 wird durch einen lösbaren Bolzen 12 gewährleistet, der an seinem einen Ende mit einem Kopf 13 und an seinem anderen Ende mit einer Wellennut 14 versehen ist. Die Sicherung des Bolzen 12 erfolgt nach Einschieben in die Bohrungen 15 über das Sicherungsblech 16, welches eine Ausnehmung nach Art eines auf den Kopf gestellten Schlüssellochs aufweist, d. h. mit einem Spalt und einer am Ende des Spaltes befindlichen kreisrunden Bohrung minimal größeren Durchmessers als der Abstand der Spaltwände versehen ist. Das Sicherungsblech 16 ist im montierten Zustand so weit in den im Wischblatt geformten Schlitz 17 eingeschoben, bis es mit seiner Bohrung in die Wellennut 14 des Bolzens 12 einrastet.The releasability of the intermediate bracket 8 and thus of the squeegee 11 is ensured by a releasable bolt 12 which is provided at one end with a head 13 and at its other end with a shaft groove 14 . The bolt 12 is secured after insertion into the bores 15 via the locking plate 16 , which has a recess in the manner of a keyhole turned upside down, that is to say with a gap and a circular bore at the end of the gap which is of a slightly larger diameter than the distance between the Gap walls is provided. In the assembled state, the locking plate 16 is pushed into the slot 17 formed in the wiper blade until it engages with its bore in the shaft groove 14 of the bolt 12 .
In Fig. 3 ist weiterhin der Hohlkanal 5 zur Versteifung des Spoilers 1 zu erkennen und darüberhinaus noch ein weiterer durch das Gasinnendruckverfahren erzeugter Hohlkanal 18, welcher zu Versteifung des Spoilers 1 im Bereich der Schnittstelle A-B geformt wurde.In FIG. 3, the hollow channel 5 for stiffening the spoiler 1 can also be seen and, furthermore, yet another hollow channel 18 produced by the internal gas pressure method, which was shaped to stiffen the spoiler 1 in the region of the interface AB.
Weiterhin zeigt Fig. 3 den oberen, der Windschutzscheibe abgewandten Teil 3 der Spoilerkante 2, welcher für einen günstigeren Strömungsabriß konkav gewölbt ist, sowie den unteren, der Windschutzscheibe zugewandten Teil 4 der Spoilerkante 2, welcher insbesondere für den Fall eines Defektes des Wischgummis 11 oder eines zu starken Andruckes als Kratzschutz ausgebildet ist. Die angeströmte Spoilerfläche 19 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel darüberhinaus für eine noch festere Verbindung der elastomeren Spoilerkante mit dem Kunststoff und zum Schutz der angeströmten Spoilerfläche ebenfalls mit Elastomer beschichtet, wodurch sich eine durchgehende Verbindung zwischen dem oberen Teil 3 und dem unteren Teil 4 der Spoilerkante 2 ergibt. Furthermore, Figure 3 shows the top, facing away from the windshield part 3 of the spoiler edge 2 which is concave for a better stall, and the bottom of the windshield facing portion 4 of the spoiler edge 2, which particularly in the case of a defect of the wiper rubber 11 or a too strong pressure is designed as a scratch protection. According to this exemplary embodiment, the flow against the spoiler surface 19 is also coated with elastomer for an even stronger connection of the elastomer spoiler edge to the plastic and to protect the flow against the spoiler surface, which results in a continuous connection between the upper part 3 and the lower part 4 of the spoiler edge 2 .
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