DE4345594B4 - Dispensed, electrically-conductive, resilient plastic seal completing electromagnetic screening, comprises screening profile consisting of overlapping and adjacent strands - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Abstrahlung aufweisenden Gehäuses nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The invention relates to a method for producing a shielding against electromagnetic radiation having housing according to the preamble of claim 1 and a housing according to the preamble of
Elektronische Bauelemente, aber auch gegenüber elektromagnetischer Strahlung störungsempfindliche Mess-, Untersuchungs- und ähnliche Anordnungen, benötigen zu ihrem störungsfreien Betrieb eine Abschirmung gegenüber den am Betriebsort vorhandenen elektromagnetischen Feldern.Electronic components, but also with respect to electromagnetic radiation interference-sensitive measurement, examination and similar arrangements, need for their trouble-free operation a shield against existing at the site electromagnetic fields.
Sie werden daher in abschirmenden Gehäusen untergebracht, die in den Wandungen leitfähiges Material aufweisen und im Sinne eines Faradayschen Käfigs wirken.They are therefore housed in shielding housings, which have conductive material in the walls and act in the sense of a Faraday cage.
Solche Gehäuse finden darüber hinaus Anwendung für Geräte oder Baugruppen, die ihrerseits elektromagnetische Strahlung emittieren, die es von der Umgebung fernzuhalten gilt – sei es, um die Abstrahlung geheimzuhaltender Information oder Funktionsbeeinträchtigungen externer Geräte zu verhindern.Such housings also find application for devices or assemblies that in turn emit electromagnetic radiation that must be kept away from the environment - whether to prevent the emission of secret information or functional impairments of external devices.
Derartige Schirmungen gegen die Ab- oder Einstrahlung von EMI müssen heute um so wirksamer sein, je mehr elektronische Geräte betrieben werden und je dichter diese Geräte im Betrieb beieinander angeordnet sein müssen. Schließlich erfordert auch der beständige Leistungs- und Empfindlichkeitszuwachs derartiger Gerte eine zusätzliche Verbesserung der Abschirmmaßnahmen. Hinzu kommt, dass hierfür immer weniger Raum zur Verfügung steht, da die betreffenden Geräte auch noch miniaturisiert sein sollen. Die sogenannte „elektromagnetische Verträglichkeit” bildet somit heutzutage neben ihren eigentlichen Funktionseigenschaften eine wesentliche qualitätsbestimmende Größe elektronischer Geräte.Such shieldings against the emission or irradiation of EMI must be more effective today, the more electronic devices are operated and the more dense these devices must be arranged in operation. Finally, the constant increase in power and sensitivity of such devices also requires an additional improvement of the shielding measures. In addition, there is less and less space available, since the devices in question should also be miniaturized. The so-called "electromagnetic compatibility" thus forms today, in addition to their actual functional properties, an essential quality-determining size of electronic devices.
Sofern es sich bei den Gehäusen – was in der Praxis meist der Fall ist – um mehrteilige Konstruktionen handelt, bei denen zumindest ein gelegentliches Öffnen (etwa zur Erneuerung der Energiequelle oder zu Wartungszwecken) möglich sein muss, ist es zur Erreichung einer wirkungsvollen Abschirmung erforderlich, die beim Öffnen voneinander zu lösenden und beim Verschließen wieder miteinander in Kontakt zu bringenden Gehäuseteile mit elastischen leitfähigen Dichtungen zu versehen.Insofar as the housings - which is usually the case in practice - are multi-part constructions in which at least occasional opening (for example for renewal of the energy source or for maintenance purposes) must be possible, it is necessary to achieve an effective shielding, to provide the housing parts to be solved when opening from each other and again to be brought into contact with each other when closing with elastic conductive seals.
Dazu sind zum einen federartige metallische Abdichtungen bekannt, die jedoch konstruktiv vergleichsweise aufwendig sind und deren Funktionsfähigkeit durch Oxidation und Verschmutzung stark beeinträchtigt werden kann.For this purpose, on the one hand spring-like metallic seals are known, but structurally relatively expensive and their functionality can be greatly affected by oxidation and contamination.
Weiterhin sind – etwa aus
Derartige Dichtprofile werden üblicherweise als separate Dichtungen gefertigt – etwa formgepresst oder als Endlosprofil extrudiert – und anschließend in das abzuschirmende Gehäuse eingelegt.Such sealing profiles are usually manufactured as separate seals - such as compression molded or extruded as an endless profile - and then inserted into the housing to be shielded.
Dieses Vorgehen ist arbeitsaufwendig und stößt bei sehr kleinen Gehäusen auch insofern auf Schwierigkeiten, als Dichtungen mit entsprechend kleinen Abmessungen schwierig zu handhaben sind. Das Vorsehen geeigneter, die Anbringung am Gehäuse erleichternder Führungen (Nuten) erfordert unangemessen viel Platz und stellt damit ein Hindernis für die weitere Miniaturisierung der Geräte dar.This procedure is laborious and also encounters difficulties in very small cases, as seals with correspondingly small dimensions are difficult to handle. The provision of suitable, facilitating the attachment to the housing guides (grooves) requires an unreasonable amount of space and thus represents an obstacle to the further miniaturization of the devices.
Kompliziert geformte Dichtungen, wie sie für spezielle Gehäuse erforderlich sein können, benötigen zum Einlegen spezielle Vorrichtungen, die die Fertigung der Gehäuse insgesamt verteuern. Außerdem ist das präzise Einlegen zeitaufwendig und erfordert zusätzliche Nachkontrollen.Complex-shaped seals, which may be required for special housings, require special fixtures that increase the overall cost of manufacturing the housings. In addition, precise loading is time consuming and requires additional follow-up checks.
Es ist auch bekannt, die in Rede stehenden Abschirmprofile heiß in Pressformen auf die entsprechenden Gehäuseabschnitte bzw. -teile aufzuformen und unter relativ hoher Temperatur und/oder hohem Druck auszuhärten.It is also known to hot mold the in question Abschirmprofile in compression molding on the corresponding housing sections or parts and cure under relatively high temperature and / or high pressure.
Dieses Verfahren ist bei druck- und/oder temperaturempfindlichen Teilen, wie etwa Leiterplatten oder metallisierten Kunststoffgehäusen, nicht anwendbar und infolge der geringen Reißfestigkeit der verwandten Materialien mit Problemen beim Entformen und damit einer relativ hohen Ausschussquote und – insbesondere bei komplizierten Gehäuse- bzw. Dichtungsformen – auch vielfach mit der Notwendigkeit zeit- und kostenaufwendiger Nacharbeit an den Abpresskanten verbunden.This method is not applicable to pressure- and / or temperature-sensitive parts, such as printed circuit boards or metallized plastic housings, and due to the low tensile strength of the related materials with problems in demolding and thus a relatively high reject rate and - especially in complicated housing or seal forms - Also often associated with the need for time-consuming and costly rework on the Abpresskanten.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangsgenannten Gattung zur Erzeugung von Abschirmungen – insbesondere im Bereich von Gehäuse-Trennfugen – anzugeben, welches sich unterschiedlichsten Anforderungen auf einfache Weise – und auch bei miniaturisierter Bauweise – anpassen lässt. Insbesondere auch bei einfach und preiswert in größeren Stückzahlen herzustellenden Gehäusen soll das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar sein. Das nach diesem Verfahren hergestellte Gehäuse soll mit einem den elektromagnetischen und mechanischen Anforderungen genügenden Abschirmprofil versehen sein, welches auch noch nach wiederholtem Öffnen des Gehäuses eine gute Beständigkeit aufweist.The invention has for its object to provide in a method of the type mentioned for generating shields - especially in the field of housing joints - specify which a variety of requirements in a simple manner - and also in miniaturized design - can be customized. In particular, in simple and inexpensive to produce in larger quantities housings, the inventive method should be used. The housing produced by this method should be provided with a sufficient electromagnetic and mechanical requirements Abschirmprofil which has good resistance even after repeated opening of the housing.
Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 6 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a housing having the features of
Die Erfindung schließt den Gedanken ein, das Abschirmprofil nicht separat, sondern direkt und ohne Pressform auf dem Gehäuse durch eine die erwünschten Eigenschaften aufweisende, sich verfestigende pastöse oder flüssige Masse, die aus einer über dem zu dichtenden geometrischen Verlauf geführte Öffnung austritt, zu erzeugen und damit einerseits sämtliche Handhabungsprobleme und andererseits die verfahrensbedingten Nachteile des Formpressens zu vermeiden. Das Material besteht dabei aus einer Kunststoffmasse, welche leitende Einschlüsse – insbesondere in Form von Metallpartikeln oder als Kohlenstoffteilchen – enthält.The invention includes the idea not to produce the Abschirmprofil separately, but directly and without a press mold on the housing by a desired properties, solidifying pasty or liquid mass, which emerges from a guided over the geometric shape to be sealed opening, and on the one hand to avoid all handling problems and on the other hand, the procedural disadvantages of molding. The material consists of a plastic compound which contains conductive inclusions - in particular in the form of metal particles or as carbon particles.
Wenn dabei die zur Bildung des Profils verwendete Nadel bzw. Düse maschinell, insbesondere rechnergesteuert, über den Abschnitt des Gehäuseteils, an dem das Abschirmprofil angeordnet sein soll, geführt wird, ist eine hohe Präzision und große Flexibilität bei der Formgebung des Profils gewährleistet, so dass auch kompliziert geformte Gehäuse bzw. Gehäuseöffnungen in kleinen Serien ohne weiteres wirtschaftlich mit der nötigen abschirmenden Abdichtung versehen werden können.If the needle or nozzle used to form the profile is guided by machine, in particular computer-controlled, over the section of the housing part on which the shielding profile is to be arranged, high precision and great flexibility in the shaping of the profile is ensured, so that Even complicated shaped housing or housing openings in small series can be readily provided economically with the necessary shielding seal.
Die Erzeugung besonderer Profile – etwa auch mit Hinterschneidungen, Aussparungen etc. – am Gehäuse erfolgt vorteilhaft dadurch, dass zur Herstellung eines mehrschichtigen Abschirmprofils die Nadel bzw. Düse mehrfach mindestens über vorbestimmte Bereiche des Abschnitts, an dem das Abschirmprofil angeordnet sein soll, geführt und dabei jeweils ein genau vorbestimmter Profilabschnitt gebildet wird. Insbesondere kann dabei in vorteilhafter Weise ein vorbestimmtes erwünschtes Querschnittsprofil in mehreren Arbeitsgängen nacheinander erzeugt werden, wobei entweder eine Düse die betreffende Stelle mehrfach überstreicht oder aber mehrere Düsen unterschiedliche Stränge nacheinander auftragen, die sich zu der gewünschten Dichtungsform ergänzen.The production of special profiles - for example, with undercuts, recesses, etc. - on the housing is advantageously characterized in that for producing a multi-layer Abschirmprofils the needle or nozzle repeatedly over at least predetermined areas of the portion where the shield is to be arranged out, and thereby in each case a precisely predetermined profile section is formed. In particular, a predetermined desired cross-sectional profile can be produced successively in several operations in succession, wherein either a nozzle sweeps over the location in question several times or several nozzles apply different strands successively, which complement each other to the desired seal shape.
Vorzugsweise lassen sich auf diese Weise auch Profilquerschnitte erzeugen, welche vorbestimmte Elastizitätseigenschaften aufweisen und diese Elastizität nicht auf Grund ihrer Kompressibilität, sondern auf Grund einer Biegeverformung erhalten, wie das bei gebogenen Lippenprofilen oder Hohlprofilen der Fall ist.Preferably, in this way also profile cross-sections can be produced, which have predetermined elasticity properties and obtained this elasticity not because of their compressibility, but due to a bending deformation, as is the case with bent lip profiles or hollow profiles.
Insbesondere ist es auch nicht nötig, jeden Strang des Materials mit leitendenden Einschlüssen zu versehen, da auf Grund der Gesetze des elektro-magnetischen Feldes auch linienförmige Leiter bereits eine große Abschirmwirkung aufweisen.In particular, it is also not necessary to provide each strand of the material with conductive inclusions, as due to the laws of the electro-magnetic field and line-shaped conductors already have a large shielding effect.
Mit den erfinderischen Maßnahmen lassen sich auch kompliziert geformte Dichtungen mit entlang ihrem Verlauf variierenden Abmessungen ohne besondere Schwierigkeiten erzeugen. Dabei kann sich der Querschnitt entlang der zu dichtenden Kante in weiten Grenzen entsprechend den jeweiligen Anforderungen verändern. Es lassen sich auch solche Formen von Abschirmprofilen erzeugen, welche derart zusammenhängen, dass sie in dieser Form einstückig nicht getrennt von dem Gehäuse hätten erzeugt und montiert werden können. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen entfallen damit Trennfugen im Verlauf der abschirmenden Dichtung, so dass die Dichtwirkung an keiner Stelle unterbrochen ist.With the inventive measures can also be complicated shaped seals with varying along their course dimensions produce without particular difficulties. In this case, the cross section along the edge to be sealed can vary within wide limits according to the respective requirements. It can also produce such forms of shielding profiles, which are related in such a way that they could not be produced and mounted in one piece in this form separately from the housing. As a result of the measures according to the invention, there are thus no joints in the course of the shielding seal, so that the sealing effect is not interrupted at any point.
Insbesondere kleinere Gehäusezonen oder -ergänzungen, welche nicht aus Metall bestehen oder nicht metallisiert sind – und damit eine Unterbrechung der geschlossenen Abschirmung – bilden würden, lassen sich in einem Arbeitsgang mit dem Erzeugen der übrigen Dichtung netzartig mit den erfindungsgemäßen Profilsträngen überziehen, so dass auch in solchen Bereichen homogene Abschirmverhältnisse vorhanden sind.In particular, smaller housing zones or supplements, which are not made of metal or not metallized - and thus an interruption of the closed shield - would form, in a single operation with the generation of the remaining seal reticulate with the profile strands according to the invention, so that even in Homogeneous shielding conditions are present in such areas.
Auf diese Weise sind sogar netzartig in einer Ebene aufgespannte und an den Knotenpunkten des Netzes leitfähig verbundene Bahnen aus leitfähigem Kunststoff und damit aus der Dichtungsmasse selbst Elemente eines Faraday-Käfigs zu bilden.In this way, even webs in a plane and conductive at the nodes of the network conductively connected sheets of conductive plastic and thus from the sealant itself elements of a Faraday cage to form.
Dadurch, dass beim mehrfachen Führen der Nadel bzw. Düse über die vorbestimmten Bereiche unterschiedliche elastische Materialien aufgebracht werden, wobei bei mindestens einem Auftrag leitfähiges Material aufgebracht wird, lassen sich Gehäuse mit vorteilhaft optimierten Leitfähigkeits-, Korrosions- und elastischen Eigenschaften der Dichtungen herstellen.Because different elastic materials are applied when repeatedly guiding the needle or nozzle over the predetermined regions, conductive material being applied in at least one application, housings having advantageously optimized conductivity, corrosion and elastic properties of the seals can be produced.
Gehäuse mit erleichterter Handhabung lassen sich insbesondere dadurch realisieren, dass das elastische leitfähige Material direkt auf den Kantenbereich einer verschließbaren Öffnung des Gehäuses rechnergesteuert derart aufgebracht wird, dass die Abschirmdichtung eine ein leichtes Öffnen und Schließen der Öffnung ermöglichende Konfiguration annimmt.Housing with easier handling can be realized in particular by the elastic conductive material being applied directly to the edge region of a closable opening of the housing in a computer-controlled manner such that the shielding gasket assumes a configuration enabling easy opening and closing of the opening.
Zum Aufbringen der erfindungsgemäßen Abschirmprofile lassen sich solche computergesteuerten Handhabungsgeräte verwenden, welche eine dreidimensionale Führung der Nadel oder Düse zulassen, wobei ein vierte Größe die Dosierung des noch flüssigen oder pastösen Materials in Abhängigkeit vom Vorschub betrifft. Mittels einer fünften Steuergröße kann dann auch noch eine Materialauswahl getroffen werden, d. h. es lassen sich verschiedene Materialstränge abwechselnd oder in „einem Arbeitsgang” gleichzeitig aufbringen, welche auch unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen können, so dass Materialeigenschaften des gesamten Profils im Querschnitt oder entlang seinem Verlauf ortsabhängig variieren. Diese sich verändernden Eigenschaften betreffen die Leitfähigkeit, die Elastizität (Biegsamkeit bzw. Kompressibilität) und/oder die Aushärtungs- oder Klebeeigenschaften des Materials. Auf diese Weise kann mittels der abschirmenden Dichtungselemente auch ein dichtes Verschließen durch Verkleben erfolgen, wenn benachbarte Materialstränge die entsprechenden Eigenschaften aufweisen. For applying the shield profiles according to the invention, such computer-controlled handling devices can be used, which allow a three-dimensional guidance of the needle or nozzle, wherein a fourth size relates to the dosage of the still liquid or pasty material as a function of the feed. By means of a fifth control variable, a material selection can then also be made, ie different strands of material can be applied alternately or "in one operation" simultaneously, which may also have different compositions, so that material properties of the entire profile vary in a cross-section or along its course depending on location , These changing properties relate to the conductivity, the elasticity (flexibility) and / or the curing or adhesive properties of the material. In this way, by means of the shielding sealing elements, a tight closing by gluing done when adjacent strands of material have the appropriate properties.
Bei anderen vorteilhaften Ausführungen der Erfindung können statt Teilen des Gehäuses auch zur Außenoberfläche des Gerätes hinausragende Leiterplattenteile Abschirmfunktionen übernehmen und zur Anpassung an benachbarte Abschirmelemente mit der erfindungsgemäßen Maßnahme versehen sein.In other advantageous embodiments of the invention may take over instead of parts of the housing to the outer surface of the device protruding circuit board parts shielding and be provided for adaptation to adjacent shielding with the inventive measure.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:Further advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to the figures. Show it:
In
Weiter ist in
Der Zylinder
Die (Querschnitts-)Abmessungen und Gestalt des Abschirmprofils
Beim in
Die Einstellung der Eigenschaften der Kunststoffmasse kann dabei insbesondere durch Hinzufügung von Füllstoffen (Ruß o. ä.), Metallbindemitteln, Tensiden und Aushärtungsbeschleunigern bzw. Vernetzungswirkstoffen erfolgen.The adjustment of the properties of the plastic composition can be effected in particular by adding fillers (carbon black or the like), metal binders, surfactants and curing accelerators or crosslinking agents.
Auch die Art und Korngröße der die Leitfähigkeit sichernden Beimengung – etwa Kohlenstoff-, Silber, mit Silber oder Gold ummantelte Kupferpartikeln o. ä. – beeinflusst nicht nur die elektrischen, sondern auch die mechanischen und Verarbeitungseigenschaften des leitfähigen elastischen Materials.Also, the type and grain size of the conductivity-securing admixture - such as carbon, silver, coated with silver or gold copper particles o. Ä. - Not only affects the electrical, but also the mechanical and processing properties of the conductive elastic material.
In den
In den
Ein solcher Aufbau ergibt sich, wenn das Material des ersten Profilteils
Dieses letztere Profil zeigt große Stabilität gegenüber parallel zur Gehäuseoberfläche wirkenden Kräften, hat jedoch insgesamt eine vergleichsweise geringe Elastizität. Damit kann es etwa für Schiebeverschlüsse besonders geeignet sein.This latter profile shows great stability against forces acting parallel to the surface of the housing, but overall has a comparatively low elasticity. Thus, it may be particularly suitable for sliding closures.
Das Profil nach
Seine Herstellung setzt hohes Benetzungsvermögen und gute Haftfähigkeit zwischen den Oberflächen der beiden Profilmaterialien voraus, und es eignet sich sehr gut für Klappverschlüsse, insbesondere, wenn Verschluss- und Gehäuseteile relativ viel Spiel gegeneinander haben oder selbst gewisse Elastizität aufweisen.Its preparation requires high wetting and good adhesion between the surfaces of the two profile materials, and it is very well suited for hinged closures, especially when closure and housing parts have relatively much play against each other or even have some elasticity.
Die
Ein solches Profil kann für Gehäuse mit kantenprofilierten Klappverschlüssen zweckmäßig sein.Such a profile may be useful for housing with edge-profiled hinged closures.
Das Zusammenwirken des Profils mit dieser „Luftkammer” sorgt für gute Elastizität des Gesamtprofils trotz vergleichsweise schlechter Elastizität seiner Bestandteile.The interaction of the profile with this "air chamber" ensures good elasticity of the overall profile despite comparatively poor elasticity of its components.
In
Dieses Abschirmprofil ist mit der Gehäuseoberfläche nicht nur stoff-, sondern auch formschlüssig verbunden, was seine Stabilität zusätzlich erhöht.This shielding profile is connected to the housing surface not only material, but also form-fitting, which additionally increases its stability.
In
Selbstverständlich sind – je nach Anwendungsfall – auch (nahezu beliebige) andere Querschnitte realisierbar.Of course - depending on the application - (almost any) other cross sections can be realized.
Für bestimmte Anwendungen kann sich auch eine Kombination aus vorgefertigten, eingelegten Dichtprofilen mit auf erfindungsgemäße Weise erzeugten Profilen als günstig erweisen.For certain applications, a combination of prefabricated, inserted sealing profiles with profiles produced in accordance with the invention can prove to be favorable.
In
In
Wenn in der vorangegangenen Beschreibung von Gehäusen und Gehäuseteilen gesprochen wurde, so werden unter diesem Begriff auch Bauteile gefasst, die sowohl elektrische als auch mechanische Träger- bzw. Gehäuse-Funktionen haben – etwa eine Leiterplatte, die gleichzeitig als Gehäuseteil dient.If in the previous description of casings and housing parts has been spoken, so under this term, components are taken that have both electrical and mechanical support or housing functions - such as a circuit board, which also serves as a housing part.
Auch netz- oder korbartige aufgebrachte Profile von Umhüllungen bei abzuschirmenden Einrichtungen oder deren Teilen sind in diesem Sinne von der vorgeschlagenen Lösung umfasst.Also net or basket-like applied profiles of sheaths to be shielded devices or their parts are included in this sense of the proposed solution.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use.
Claims (19)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934345594 DE4345594B4 (en) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Dispensed, electrically-conductive, resilient plastic seal completing electromagnetic screening, comprises screening profile consisting of overlapping and adjacent strands |
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DE19934345594 DE4345594B4 (en) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Dispensed, electrically-conductive, resilient plastic seal completing electromagnetic screening, comprises screening profile consisting of overlapping and adjacent strands |
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DE19934345594 Expired - Lifetime DE4345594B4 (en) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Dispensed, electrically-conductive, resilient plastic seal completing electromagnetic screening, comprises screening profile consisting of overlapping and adjacent strands |
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