EP0085786B1 - Teleskopantenne mit Betätigungseinrichtung - Google Patents

Teleskopantenne mit Betätigungseinrichtung Download PDF

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EP0085786B1
EP0085786B1 EP82111954A EP82111954A EP0085786B1 EP 0085786 B1 EP0085786 B1 EP 0085786B1 EP 82111954 A EP82111954 A EP 82111954A EP 82111954 A EP82111954 A EP 82111954A EP 0085786 B1 EP0085786 B1 EP 0085786B1
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EP
European Patent Office
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flexible rod
telescopic antenna
antenna according
centre line
longitudinal centre
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EP82111954A
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EP0085786A1 (de
Inventor
Richard Langheck
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Wilhelm Sihn jr KG
Original Assignee
Wilhelm Sihn jr KG
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Publication date
Application filed by Wilhelm Sihn jr KG filed Critical Wilhelm Sihn jr KG
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H01Q1/10—Telescopic elements
    • H01Q1/103—Latching means; ensuring extension or retraction thereof

Definitions

  • the starting point of the invention is a telescopic antenna with the features specified in the preamble of claim 1.
  • a telescopic antenna is known from DE-PS-881 965.
  • the known telescopic antenna has a flat steel band for extending and retracting inside, which has holes along its entire length, into which teeth of a driven gearwheel engage.
  • DE-PS-881 965 alternatively also mentions as an organ for pushing in and pushing out a helical spring running in the telescope interior, which is moved forwards or backwards by a driven nut engaging with its threads in the threads of the helical spring, and unspecified , generally referred to as sliding tongue organs, which can be made of plastic or other material in addition to steel and which are inevitably intermeshed with a drive wheel or in a frictional engagement.
  • the requirements for driving telescopic antennas for motor vehicles are essentially determined by the fact that thrust forces of up to approximately 100 N have to be applied and transmitted.
  • the drive known from DE-PS-881 965 does not reliably meet this requirement.
  • the perforated steel band inside the telescope namely in the outer telescopic tubes with the larger clear width, can kink;
  • the steel band in the outer telescopic tubes has more and more scope for kinking as the extension length increases.
  • Another problem is that metallic organs for inserting and removing a telescopic antenna change their electrical capacitance, which is why they have not been used in practice.
  • the invention has for its object to improve the operational safety of a telescopic antenna according to the preamble of claim 1, in particular to enable the actuating device to run with as little friction as possible and to prevent the extending member from kinking.
  • the selected shape and arrangement of the end faces of the slots, which cooperate with the tooth flanks of the teeth of the gearwheel, ensure that the teeth transmit the thrust force to the wire only in the region of the longitudinal center line, that is to say along its neutral fiber, so that its tendency to kink as a result is only minor.
  • a design of the tooth flanks is facilitated in such a way that during the entire rolling movement of a tooth on one end face of a slot, the tooth faces transferred thrust i. w. is only transmitted in the direction of the longitudinal center line of the wire.
  • the gearwheel tries to deflect the wire laterally with only a minimal force, and the wire is therefore only pressed with minimal force against an abutment opposite the end face of the gearwheel;
  • the abutment is needed in the actuator to hold the wire in engagement with the gear;
  • the abutment can be a flat wall piece opposite the tangent parallel wall or a concave wall piece partially enclosing the gear wheel;
  • the abutment is preferably a cylindrical wall which surrounds the gearwheel eccentrically and advantageously can be freely rotated about its axis. The newly shaped wire can move through the gap between the gear and the abutment with minimal friction.
  • the favorable effect of the shape of the slots is supplemented by a favorable cross-sectional shape of the wire.
  • the wire cross-section is limited by the clear width of the innermost, narrowest telescopic tube and should use the available clear width as fully as possible to achieve the greatest possible bending stiffness. Therefore, a wire with a round cross section or a cross section approximating the round cross section, e.g. B. with hexagonal or octagonal cross-section, which should consist of a plastic for reasons of ease of manufacture and lubricity.
  • a wire behaves particularly favorably in terms of manufacturability and function, in which the end faces of the slots are designed in the form of a circular arc, claims 3 to 7 specifying the most favorable dimensions for the wire.
  • the material for the wire is extruded polyformaldehyde, which is notch-sensitive and susceptible to breakage, but has a strength that is favorable for pushing out and a texture that runs in the longitudinal direction.
  • the slots are best milled into such a wire, the wire being passed step by step between the wire on both sides of the milling tool acting on it.
  • the height of the teeth of the gear that meshes with the wire should be greater than half the diameter of the wire so that the tooth flanks can reach the neutral fiber of the wire.
  • the height of the teeth, as far as they can dip into the slots, should however not be greater than the full diameter of the wire, so that the tooth heads do not come out of the Slits protrude, but the wire is allowed to abut its abutment, so that the wire is held and guided between the gear and the abutment.
  • FIG. 1 shows a telescopic antenna 1 with an actuating device 2.
  • a telescopic antenna 1 itself, only an inner telescopic tube 3 with an antenna head 4 and an outer telescopic tube 6 guided in a sleeve 5 are drawn.
  • the actuating device 2 only the parts essential for understanding the invention are shown, namely a cylindrical housing 7 with a tangential outlet opening 8 for a slotted plastic wire 9 of circular cross-section, the front end of which is fastened in the inner telescopic tube 3 and which is driven by an eccentric drive arranged in the housing 7 gear 10 can be pushed out of the housing 7 and brought back.
  • the longitudinal center line 13 of the wire 9 also runs through the longitudinal center planes of the slots 12.
  • each slot 12 is i. w. limited by cylindrical surfaces, which are generated by arcs 15 and 15 'with the radius R, the centers M and M' of which are at a distance D ⁇ R on both sides of the longitudinal center line 13, so that the arcs 15, 15 'or those generated by them Cylinder surfaces intersect in the plane containing the longitudinal center line 13 and running at right angles to the longitudinal center plane of the slots 12; in this plane, the slits 12 have their smallest length L in order to widen from there in the form of an arc to the wire surface.
  • the selected shape of the end faces 14a, 14b of the slots 12 on the one hand creates space for an unobstructed entry and exit of the teeth 16 of the gear 10 and enables the tooth flanks 17, the end faces 14a and 14b practically only in the area of the cutting edge 18 of the Touch end faces 14a, 14b delimiting cylinder surfaces.
  • the shear force is therefore transmitted to the gearwheel 10 practically only along the neutral fiber of the wire 12, the restricting word “being used practically because the cutting edge 18 will naturally wear out through use and will thereby round or widen.
  • the shape of the tooth flank and the radius of the gear wheel 10 are matched to the shape and arrangement of the slots 12 in the wire 9 in such a way that the transmission of the thrust i. During the entire rolling movement of the tooth flanks 17 onto the cutting edges 18. w. in the direction of the course of the neutral fiber of the wire 9.
  • the tendency of the wire 9 to kink can be kept extremely small by these measures according to the invention.
  • the wire 9 is held and guided in the housing 7 in a working gap located near the outlet opening 8 between the gear wheel 10 and the inner wall of the housing 7, which is flat in the area of the working gap with a tangential direction leading into the outlet opening 8.
  • the height h of the teeth 16 is slightly smaller than the diameter d of the wire 9, so that in the selected arrangement in the working gap with the wire 9 lying on the one hand against the inner wall of the housing 7 and on the other hand reaching to the root circle 19, the teeth 16 just do not yet enclose the inner wall of the housing touch.
  • the cylindrical housing 7 can be arranged rotatably about its axis.

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Description

  • Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Teleskopantenne mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine solche Teleskopantenne ist aus der DE-PS-881 965 bekannt. Die bekannte Teleskopantenne besitzt zum Aus- und Einfahren in ihrem Innern ein flaches Stahlband, welches auf seiner ganzen Länge Löcher trägt, in welche Zähne eines angetriebenen Zahnrades eingreifen. Erwähnt sind in der DE-PS-881 965 alternativ ferner als Organ zum Ein- und Ausschieben eine im Teleskopinnern laufende Schraubenfeder, welche durch eine mit ihren Gewindegängen in die Gewindegänge der Schraubenfeder eingreifende angetriebene Mutter vor bzw. zurück bewegt wird, und nicht näher spezifizierte, allgemein als Schiebezunge bezeichnete Organe, welche außer aus Stahl auch aus Kunststoff oder aus sonstigem Werkstoff ausgeführt sein können und welche mit einem Treibrad zwangsläufig ineinandergreifen oder in einem Reibungsschluß stehen sollen.
  • Die Anforderungen an den Antrieb von Teleskopantennen für Kraftfahrzeuge sind wesentlich dadurch bestimmt, daß Schubkräfte bis zu etwa 100 N aufgebracht und übertragen werden müssen. Der aus der DE-PS-881 965 bekannte Antrieb ist dieser Anforderung nicht zuverlässig gewachsen. Beim Ausschieben der Teleskopantenne kann das gelochte Stahlband im Teleskopinnern, und zwar in den äußeren Teleskoprohren mit der größeren lichten Weite, knicken ; da die maximale Breite des Stahlbandes durch die lichte Weite des innersten, engsten Teleskoprohres begrenzt wird, besitzt das Stahlband in den äußeren Teleskoprohren mit zunehmender Ausschiebelänge zunehmend mehr Spielraum für ein Abknicken. Ein weiteres Problem liegt darin, daß metallische Organe zum Ein-und Ausschieben einer Teleskopantenne deren elektrische Kapazität verändern, weshalb sie keinen Eingang in die Praxis gefunden haben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit einer Teleskopantenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern, insbesondere einen möglichst reibungsarmen Lauf der Betätigungseinrichtung zu ermöglichen und eine Abknicken des ausschiebenden Organs zu verhindern.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Durch die gewählte Form und Anordnung der Stirnflächen der Schlitze, welche mit den Zahnflanken der Zähne des Zahnrades zusammenarbeiten, wird erreicht, daß die Zähne die Schubkraft nur im Bereich der Längsmittellinie, also entlang seiner neutralen Faser, auf den Draht übertragen, sodaß dessen Knickneigung infolgedessen nur gering ist. Zugleich wird durch die Konzentration des mit den Zahnflanken zusammenarbeitenden Teils der Stirnflächen der Schlitze auf einen schmalen Streifen im Bereich der Längsmittellinie des Drahtes eine Gestaltung der Zahnflanken in der Weise erleichtert, daß während der gesamten Abwälzbewegung eines Zahnes auf der einen Stirnfläche eines Schlitzes die vom Zahn übertragene Schubkraft i. w. nur in Richtung der Längsmittellinie des Drahtes übertragen wird. Dies hat zur Folge, daß das Zahnrad den Draht nur mit minimaler Kraft seitlich auszulenken versucht, und der Draht deshalb nur mit minimaler Kraft gegen ein der Stirnseite des Zahnrades gegenüberliegendes Widerlager gedrückt wird ; das Widerlager benötigt man in der Betätigungseinrichtung, um den Draht in Eingriff mit dem Zahnrad zu halten ; das Widerlager kann ein ebenes, dem Zahnrad tangentenparallel gegenüberliegendes Wandstück oder ein konkaves, das Zahnrad teilweise umschließendes Wandstück sein ; vorzugsweise ist das Widerlager eine zylindrische, das Zahnrad exzentrisch umgebende, mit Vorteil frei um ihre Achse drehbare Wand. Durch den Spalt zwischen Zahnrad und Widerlager vermag sich der neuartig geformte Draht mit minimaler Reibung hindurchzubewegen.
  • Ergänzt wird die günstige Wirkung der Gestalt der Schlitze durch eine günstige Querschnittsform des Drahtes. Der Drahtquerschnitt ist begrenzt durch die lichte Weite des innersten, engsten Teleskoprohres und soll zur Erzielung einer möglichst großen Biegesteifigkeit die zur Verfügung stehende lichte Weite möglichst vollständig ausnutzen. Deshalb wird ein Draht mit rundem Querschnitt oder einem dem runden Querschnitt angenäherten Querschnitt, z. B. mit sechs- oder achteckigem Querschnitt verwendet, welcher aus Gründen der leichteren Herstellbarkeit und der Gleitfähigkeit aus einem Kunststoff bestehen soll.
  • Besonders günstig hinsichtlich Herstellbarkeit und Funktion verhält sich ein Draht, bei dem die Stirnflächen der Schlitze gemäß Anspruch 2 kreisbogenförmig gestaltet sind, wobei die Ansprüche 3 bis 7 die günstigsten Bemessungen für den Draht angeben.
  • Als Material für den Draht eignet sich besonders stranggepreßtes Polyformaldehyd, welches zwar kerb- und bruchempfindlich ist, aber eine für das Ausschieben günstige Festigkeit und in Längsrichtung verlaufende Textur aufweist. Die Schlitze werden in einen solchen Draht am besten eingefräst, wobei der Draht schrittweise zwischen beidseitig des Drahtes nacheinander auf diesen einwirkenden Fräswerkzeugen hindurchgeführt wird.
  • Die Höhe der Zähne des Zahnrades, welches mit dem Draht kämmt, soll größer sein als der halbe Durchmesser des Drahtes, damit die Zahnflanken die neutrale Faser des Drahtes erreichen können. Die Höhe der Zähne, soweit sie in die Schlitze eintauchen können, soll jedoch nicht größer sein als der volle Durchmesser des Drahtes, damit die Zahnköpfe nicht aus den Schlitzen vorstehen, sondern dem Draht die Anlage an seinem Widerlager ermöglicht wird, sodaß der Draht zwischen dem Zahnrad und dem Widerlager gehalten und geführt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
    • Figur 1 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht einer Teleskopantenne mit Betätigungseinrichtung und
    • Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstab als Detail den Eingriff des angetriebenen Zahnrades der Betätigungseinrichtung in den geschlitzten Kunststoffdraht, welcher entlang der die Längsmittellinie des Drahtes enthaltenden Mittelebene der Schlitze geschnitten ist.
  • Figur 1 zeigt eine Teleskopantenne 1 mit einer Betätigungseinrichtung 2. Von der Teleskopantenne 1 selbst sind nur ein inneres Telekoprohr 3 mit Antennenkopf 4 und ein äußeres, in einer Manschette 5 geführtes Teleskoprohr 6 gezeichnet. Von der Betätigungseinrichtung 2 sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile dargestellt, nämlich ein zylindrisches Gehäuse 7 mit tangentialer Austrittsöffnung 8 für einen geschlitzten Kunststoffdraht 9 von kreisförmigen Querschnitt, dessen vorderes Ende im inneren Teleskoprohr 3 befestigt ist und welcher mittels eines angetriebenen, exzentrisch im Gehäuse 7 angeordneten Zahnrades 10 aus dem Gehäuse 7 ausgeschoben und wieder eingeholt werden kann.
  • Der Draht 9 ist mit schmalen, in der Längsrichtung des Drahtes 9 vorzugsweise durch parallele Flächen 11 begrenzten Schlitzen 12 versehen, welche in regelmäßigen Abständen von ungefähr a = 1,5 mm (an der Drahtoberfläche gemessen) hintereinander angeordnet sind und eine Breite von ca. 25 % des Durchmessers d des Drahtes 9 besitzen. Die Längsmittellinie 13 des Drahtes 9 verläuft zugleich durch die Längsmittelebenen der Schlitze 12.
  • Die Stirnflächen 14a und 14b eines jeden Schlitzes 12 sind i. w. durch Zylinderflächen - begrenzt, welche durch Kreisbögen 15 und 15' mit dem Radius R erzeugt werden, deren Mittelpunkte M und M' im Abstand D < R beidseits von der Längsmittellinie 13 liegen, sodaß die Kreisbögen 15, 15' bzw. die durch sie erzeugten Zylinderflächen sich in der die Längsmittellinie 13 enthaltenden, im rechten Winkel zur Längsmittelebene der Schlitze 12 verlaufenden Ebene schneiden ; in dieser Ebene weisen die Schlitze 12 ihre geringste Länge L auf, um sich von da an kreisbogenförmig bis zur Drahtoberfläche hin zu erweitern. Die gewählte Gestalt der Stirnflächen 14a, 14b der Schlitze 12 schafft einerseits Raum für einen behinderungsfreien Ein- und Austritt der Zähne 16 des Zahnrades 10 und ermöglicht es, daß die Zahnflanken 17 die Stirnflächen 14a bzw. 14b praktisch nur im Bereich der Schnittkante 18 der die Stirnflächen 14a, 14b begrenzenden Zylinderflächen berühren. Die'Schubkraft wird vom Zahnrad 10 daher praktisch nur entlang der neutralen Faser des Drahtes 12 auf diesen übertragen, wobei das einschränkende Wort « praktisch deshalb gebraucht wird, weil sich die Schnittkante 18 durch Gebrauch natürlich abnutzen und dadurch abrunden oder verbreitern wird.
  • Die Zahnflankenform und der Radius des Zahnrades 10 sind derart auf die Form und Anordnung der Schlitze 12 im Draht 9 abgestimmt, daß während der gesamten Abwälzbewegung der Zahnflanken 17 auf den Schnittkanten 18 die Übertragung der Schubkraft i. w. in Richtung des Verlaufs der neutralen Faser des Drahtes 9 erfolgt.
  • Die Knickneigung des Drahtes 9 kann durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen äußerst klein gehalten werden.
  • Der Draht 9 wird im Gehäuse 7 in einem nahe der Austrittsöffnung 8 gelegenen Arbeitsspalt zwischen dem Zahnrad 10 und der Innenwand des Gehäuses 7, welche im Bereich des Arbeitsspaltes ebenflächig mit tangentialer, in die Austrittsöffnung 8 führender Richtung ausgebildet ist, gehalten und geführt. Die Höhe h der Zähne 16 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser d des Drahtes 9, sodaß bei der gewählten Anordnung im Arbeitsspalt mit einerseits an der Innenwand des Gehäuses 7 anliegendem und andererseits bis zum Fußkreis 19 reichenden Draht 9 die Zähne 16 die Gehäuseinnenwand gerade noch nicht berühren. Das zylindrische Gehäuse 7 kann um seine Achse drehbar angeordnet sein.

Claims (10)

1. Teleskopantenne mit Betätigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge, aus- und einfahrbar durch ein im Teleskopinnern laufendes langgestrecktes, biegsames Organ, welches in Längsrichtung in regelmäßigen Abständen hintereinander mit Löchern versehen ist, in welche die Zähne eines angetriebenen Zahnrades eingreifen, wobei das biegsame Organ ein Draht (9) aus Kunststoff ist, dessen Löcher (12) Schlitze sind, welche den Draht (9) in einer die Längsmittellinie (13) des gestreckten Drahtes (9) enthaltenen Ebene durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung parallel zur Längsmittellinie (13) des im Querschnitt runden oder näherungsweise runden Drahtes (9) gemessene lichte Weite der Schlitze (12) entlang der Längsmittellinie (13) ihren geringsten Wert (L) aufweist und von der Längsmittellinie (13) zur Drahtoberfläche hin in der Weise zunimmt, daß die von den Zähnen übertragene Schubkraft nur im Bereich dieser Linie (13) übertragen wird.
2. Teleskopantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (12) in der die Längsmittellinie (13) des Drahtes (9) enthaltenden Mittelebene der Schlitze (12) und in den dazu parallelen, innerhalb der Schlitzbreite liegenden Ebenen jeweils durch zwei sich auf der Längsmittellinie (13) schneidende Kreisbögen (15, 15') begrenzt sind, deren Mittelpunkte (M, M') in diesen Ebenen beidseits der Längsmittellinie (13) in einem Abstand (D) von dieser liegen, der kleiner ist als der Radius (R) des zugehörigen Kreisbogens (15, 15').
3. Teleskopantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien (R) der beiden Kreisbögen (15, 15') miteinander und die Abstände (D) ihrer Mittelpunkte (M, M') von der Längsmittellinie (13) miteinander übereinstimmen.
4. Teleskopantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Kreisbogenradius (R) zum Abstand (D) des Kreisbogenmittelpunktes (M, M') von der Längsmittellinie (13) zwischen 1,1 : 1 und 1,3 1, vorzugsweise bei 1,14: 1 liegt.
5. Teleskopantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitze (12) zwischen 20 % und 40 % vorzugsweise ca. 25 % des Durchmessers (d) des Kunststoffdrahtes (9) beträgt.
6. Teleskopantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) des Kreisbogens (15, 15') das 1,0-fache bis 1,5-fache, vorzugsweise ca. das 1,15-1,20-fache, des Durchmessers (d) des Kunststoffdrahtes (9) beträgt.
7. Teleskopantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der entlang der Oberfläche des Drahtes (9) gemessene Abstand (a) aufeinanderfolgender Schlitze (12) wenigstens 1 mm, vorzugsweise ca. 1,5 mm beträgt.
8. Teleskopantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (9) aus stranggepreßtem Polyformaldehyd besteht.
9. Teleskopantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (12) in den Draht (9) eingefräst sind.
10. Teleskopantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Zähne (16) des Zahnrades (10) größer ist als der halbe Durchmesser (d) des Drahtes (9) und höchstens dem vollen Durchmesser (d) des Drahtes (9) gleich ist.
EP82111954A 1982-01-09 1982-12-23 Teleskopantenne mit Betätigungseinrichtung Expired EP0085786B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823200444 DE3200444A1 (de) 1982-01-09 1982-01-09 Teleskopantenne mit betaetigungseinrichtung
DE3200444 1982-01-09

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Publication Number Publication Date
EP0085786A1 EP0085786A1 (de) 1983-08-17
EP0085786B1 true EP0085786B1 (de) 1986-08-20

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ID=6152793

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EP (1) EP0085786B1 (de)
JP (1) JPS58130603A (de)
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