EP0406558A1 - Füllvorrichtung zum Eindosieren von flüssigem bis leicht pastösem Füllgut - Google Patents

Füllvorrichtung zum Eindosieren von flüssigem bis leicht pastösem Füllgut Download PDF

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EP0406558A1
EP0406558A1 EP90109964A EP90109964A EP0406558A1 EP 0406558 A1 EP0406558 A1 EP 0406558A1 EP 90109964 A EP90109964 A EP 90109964A EP 90109964 A EP90109964 A EP 90109964A EP 0406558 A1 EP0406558 A1 EP 0406558A1
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EP
European Patent Office
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filling
filling material
storage container
control slide
valve block
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Withdrawn
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EP90109964A
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English (en)
French (fr)
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Florian Schmachtel
Manfred Stede
Wolfgang Wagner
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Hassia Verpackungsmaschinen GmbH
Original Assignee
Hassia Verpackungsmaschinen GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/26—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled
    • B65B3/34—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by timing of filling operations
    • B65B3/36—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by timing of filling operations and arresting flow by cut-off means

Definitions

  • the invention relates to a filling device for metering liquid to slightly pasty filling material into cups of small dimensions which are formed on a film strand and arranged in a dense grid arrangement, according to the preamble of the main claim.
  • Such filling devices are well known and in use, so that no special printed evidence is required in this regard.
  • these are equipped with a large number of small filling pumps, the individual pistons of these filling pumps generally being actuated by a common drive.
  • Under the filling pump rows are each provided for a row of rotary valves with corresponding filling material guide channels, which are designed so that filling material can be sucked in from the respective piston on the one hand, and filling material can be dosed out after the rotary valve has been moved, by filling mouthpieces arranged under the valve block.
  • the invention is accordingly based on the object of improving a filling device, starting from the type mentioned at the outset, in such a way that, with the least possible equipment wall, ie with low manufacturing and assembly costs with high filling accuracy in a confined space and without filling pumps, the liquid to slightly pasty filling material can be metered into the cup.
  • the apparatus complexity of the device is reduced to essentially three parts, namely the reservoir, the valve block, which at the same time forms the bottom of the reservoir, and the control slide arranged in the valve block. Since there are no more filling pumps and the filling material flows directly to the control spool or the valve block, the control spool no longer requires complicated filling material channels. However, in order to ensure the filling accuracy, the prerequisite for this is that the same filling level is always guaranteed in the filling material storage container. For this reason, it is also essential that the storage container is equipped with a level probe, which is connected via a controller to the filling supply pump arranged at the filling supply connection of the storage container.
  • Level controls of this type are generally known (see, for example, US Pat. No. 4,437,497), but in the present context they serve for the most exact possible dosing, ie the level probe ensures a constant static pressure over all filling mouthpieces.
  • DE-A-38 03 677 it is known from DE-A-38 03 677 to arrange the mass supply directly via a valve block, namely in the form of a multiply structured screw housing with paired vertical screws and a horizontal distributor screw, with the aid of which the filling material is mechanically positively conveyed, the valve block and so that filling mouthpieces are fed. Similar conditions exist for a filling device according to US-A-3 658 212. With these known metering devices, a constant one plays Pressure above the filling openings does not matter, since the filling material is also forced out by mechanical means.
  • the filling material supply channels leading to the control slide are provided with funnel-shaped extensions towards the interior of the storage container, which are provided in particular when slightly pasty filling material is to be metered off with such a device. To be on the safe side and in consideration of the level of product to be maintained in the storage container, this can be provided with a product overflow at the specified level.
  • control slide The cyclic actuation of the control slide is carried out by small pneumatic or electromechanical drives, which are advantageously provided with an adjustable timer, so that the respective quantity of product can be metered in depending on the cup size only via a timed actuation of the control slide.
  • the control slides are advantageously designed in the simplest manner in the form of a rod with a circular cross section, the sections of the product passages being designed as sections with a reduced diameter.
  • the device Due to the simple design of the filling device, it is advantageously also readily possible to design the device such that the interior of the storage container is divided into at least two chambers or the storage container is formed at least in two parts, the associated control slide being divided accordingly and the control slide parts being attached to each Free side of the valve block arranged drives are provided.
  • the filling device consists of a valve block 2 arranged above the film passage with the grid arrangement of the cups 18 in the film band 19 corresponding arrangement of filling mouthpieces 17 and also of a filling material container 1 connected to the filling mouthpieces 17. It is essential for such a filling device, and how Fig. 2 shows that the filling supply port 8 provided filling Good storage container 1 is arranged directly on the valve block 2, which forms the bottom of the storage container 1, in which a pneumatically or electromechanically actuated control valve 5 provided with filling material passages 4 is mounted for the at least one filling nozzle row 3, and furthermore in the storage container 1 a level probe 6 is arranged, which is connected via a controller 7 to the filling supply pump 9 arranged on the filling supply connection 8.
  • the filling material feed channels 10 leading to the control slide 5 to the interior 11 of the storage container 1 are provided with funnel-shaped extensions 12.
  • the storage container 1 is equipped at a predetermined fill level with a filler overflow 13, which prevents with certainty that the fill can rise higher than desired above the fill level that must always be maintained, since the fill pressure which always has to be maintained depends on this fill level, which in turn is decisive is for the amount to be metered in, in the respective time period in which the product passages 4 are in the open position.
  • the drive 14 of the control slide 5 is provided with an adjustable timer 15.
  • the control slide 5 can either, as shown, be equipped with individual drives 14, but it is also possible to provide a drive 14 for a plurality of control slide 5, which actuates all the control slide 5 simultaneously via a traverse.
  • control slides are advantageous and in the simplest form in the form of a rod with a circular cross section, the sections of the product passages 4 being designed as sections with a reduced diameter, as can also be seen in FIG. 2.
  • FIGS. 3, 4 represent special embodiments insofar as the interior 11 of the storage container 1 according to FIG. 3 is divided into two chambers 16, with the associated control slide 5 being divided accordingly and the control slide parts 5 'with each free side the valve block 2 arranged drives 14 'are provided.
  • the storage container 2 is divided into four chambers 16 according to the same principle. Such an outline can be done either by installing appropriate partitions 18; but it is also possible to arrange two or four separate storage containers on the valve block 2. Such a design makes it possible to fill different products or quantities in a row or in different beaker fields.

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Abstract

Die Füllvorrichtung ist zum Eindosieren von flüssigem bis leicht pastösem Füllgut in an einem Folienstrang eingeformte, in dichter Rasteranordnung angeordnete Becher (18) mit kleinen Abmessungen bestimmt und besteht aus einem über der Durchlaufstrecke des Folienbandes (19) angeordneten Ventilblock (2) mit der Rasteranordnung der Becher (18) entsprechender Anordnung von Füllmundstücken (17) und mit einem mit den Füllmundstücken (17) in Verbindung stehenden Füllgutvorratsbehälter (1). Um bei hoher Füllgenauigkeit auf engstem Raum und mit geringstmöglichem apparativen Aufwand derartiges Füllgut eindosieren zu können, ist die Füllvorrichtung nach der Erfindung derart ausgebildet, daß der mit Füllgutzufuhranschluß (8) versehene Füllgutvorratsbehälter (1) unmittelbar auf dem Ventilblock (2), der den Boden des Vorratsbehälters (1) bildet, angeordnet ist, in dem für die mindestens eine Füllmundstücksreihe (3) ein pneumatisch oder elektromechanisch betätigbarer, mit Füllgutdurchlässen (4) versehener Steuerschieber (5) gelagert ist. Im Vorratsbehälter (1) ist dabei eine Füllstandssonde (6) vorgesehen, die über einen Regeler (7) mit der am Füllgutzufuhranschluß (8) angeordneten Füllgutzufuhrpumpe (9) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Füllvorrichtung zum Eindosieren von flüssigem bis leicht pastösem Füllgut in an einem Folienstrang eingeformte, in dichter Rasteranordnung angeordnete Becher mit kleinen Abmessungen gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
  • Derartige Füllvorrichtungen sind hinlänglich bekannt und in Be­nutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschrift­lichen Nachweises bedarf. Um eine hohe Füllgenauigkeit mit sol­chen bekannten Füllvorrichtungen zu erreichen, sind diese mit einer Vielzahl von kleinen Füllpumpen ausgestattet, wobei die einzelnen Kolben dieser Füllpumpen in der Regel von einem gemeinsamen Antrieb aus betätigt werden. Unter den Füllpum­penreihen sind dabei jeweils für eine Reihe Drehschieber mit entsprechenden Füllgutführungskanälen vorgesehen, die so gestal­tet sind, daß einerseits Füllgut vom jeweiligen Kolben angesaugt und andererseits, nach Umstellung des Drehschiebers Füllgut aus­dosiert werden kann und zwar durch unter dem Ventilblock ange­ordnete Füllmundstücke. Abgesehen davon, daß dafür der appara­tive Aufwand beträchtlich ist, beansprucht die Anordnung der Füllpumpen und der darunter angeordneten Drehschieber relativ viel Platz, so daß in der Regel noch ein besonderer Aufwand dann getrieben werden muß, wenn die sowieso kleinen und in dichter Rasteranordnung im Folienband angeordneten Becher befüllbar sein sollen.
  • Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Füllvor­richtung, ausgehend von der der eingangs genannten Art, dahinge­hend zu verbessern, daß bei geringstmöglichem apparativem Auf­ wand, d.h. bei geringem Fertigungs- und Montageaufwand mit hoher Füllgenauigkeit auf engstem Raum und ohne Füllpumpen das flüs­sige bis leicht pastöse Füllgut in die Becher eindosiert werden kann.
  • Diese Aufgabe ist mit einer Füllvorrichtung der eingangs genann­ten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Haupt­anspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbil­dungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
  • Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung reduziert sich der appa­rative Aufwand der Vorrichtung auf im wesentlichen drei Teile, nämlich den Vorratsbehälter, den Ventilblock, der gleichzeitig den Boden des Vorratsbehälters bildet, und die im Ventilblock angeordneten Steuerschieber. Da keine Füllpumpen mehr vorhanden sind und das Füllgut den Steuerschiebern bzw. dem Ventilblock direkt zufließt, bedürfen die Steuerschieber auch keiner kompli­zierten Füllgutkanäle mehr. Voraussetzung dafür ist allerdings, um die Füllgenauigkeit zu gewährleisten, daß im Füllgutvorrats­behälter ständig die gleiche Füllstandshöhe gewährleistet ist. Wesentlich ist aus diesem Grunde also auch noch, daß der Vorratsbehälter mit einer Füllstandssonde ausgestattet ist, die über einen Regler mit der am Füllgutzufuhranschluß des Vorrats­behälters angeordneten Füllgutzufuhrpumpe verbunden ist.
  • Derartige Füllstandsregelungen sind allgemein bekannt (siehe bspw. US-A-4 437 497), sie dienen aber im vorliegenden Zusammen­hang einer möglichst exakten Dosierung, d.h. die Füllstandssonde sorgt für einen gleichbleibenden statischen Druck über sämtli­chen Füllmundstücken. Ferner ist es nach der DE-A-38 03 677 be­kannt, unmittelbar über einen Ventilblock die Massezufuhr anzu­ordnen und zwar in Form eines mehrfach gegliederten Schneckenge­häuses mit paarweise angeordneten Vertikalschnecken und einer horizontalen Verteilerschnecke, mit deren Hilfe das Füllgut, me­chanisch zwangsgefördert, dem Ventilblock und damit Füllmund­stücken zugefördert wird. Ähnliche Verhältnisse liegen bei einer Füllvorrichtung nach der US-A-3 658 212 vor. Bei diesen vorbe­kannten Dosiereinrichtungen spielt ein ständig gleichbleibender Druck über den Abfüllöffnungen keine Rolle, da hierbei das Füll­gut ebenfalls mit mechanischen Mitteln unter Zwang ausgefördert wird.
  • In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die zum Steuerschieber führenden Füllgutzufuhrkanäle zum Innenraum des Vorratsbehälters hin mit trichterförmigen Erweiterungen verse­hen, die insbesondere dann vorgesehen werden, wenn mit einer solchen Vorrichtung leicht pastöses Füllgut abdosiert werden soll. Sicherheitshalber und in Rücksicht auf die ständig einzu­haltende Füllguthöhe im Vorratsbehälter, kann dieser in vorgege­bener Füllstandshöhe mit einem Füllgutüberlauf versehen werden.
  • Die taktmäßige Betätigung der Steuerschieber erfolgt durch kleine pneumatische oder elektromechanische Antriebe, die vor­teilhaft mit einem einstellbaren Zeitschaltwerk versehen sind, so daß lediglich über eine zeitgesteuerte Betätigung der Steuer­schieber die jeweilige Füllgutmenge in Abhängigkeit von der Be­chergröße eindosiert werden kann. Die Steuerschieber sind dabei vorteilhaft in einfachster Weise in Form einer Stange mit kreis­förmigem Querschnitt ausgebildet, wobei die Abschnitte der Füll­gutdurchlässe als Abschnitte mit reduziert ein Durchmesser ausge­bildet sind. Diese Steuerschieber bilden dabei praktisch die einzig beweglichen Teile der ganzen Vorrichtung, die metallisch dichtend im Ventilblock sitzen und keiner besonderen Dichtungen bedürfen. Der Stellweg der Steuerschieber, die nicht verdreht, sondern nur in gerader Richtung hin und her geschoben werden müssen, ist dabei außerordentlich kurz, da die Füllgutdurchlässe nur aus den Bereichen der relativ durchmesserkleinen Füllgutzu­fuhrkanäle zu den Füllgutmundstücken herausgestellt werden müs­sen. Um die vorerwähnte Füllgutmengenregelung zu bewirken, sind vorteilhaft keine mechanischen Eingriffe bzw. Verstellungen er­forderlich, da die Füllgutmengenregelung lediglich über das je­weils entsprechend eingestellte Zeitregelglied erfolgt, mit dem die Betätigung bzw. die Antriebe der Steuerschieber gesteuert werden.
  • Aufgrund der einfachen Ausbildung der Füllvorrichtung ist es vorteilhaft auch ohne weiteres möglich, die Vorrichtung derart auszubilden, daß der Innenraum des Vorratsbehälters in minde­stens zwei Kammern gegliedert oder der Vorratsbehälter minde­stens zweiteilig ausgebildet ist, wobei die zugehörigen Steuer­schieber entsprechend geteilt und die Steuerschieberteile mit an der jeweils freien Seite des Ventilblockes angeordneten Antrie­ben versehen sind.
  • Die erfindungsgemäße Füllvorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher er­läutert.
  • Es zeigt schematisch
    • Fig. 1 eine Draufsicht auf ein unmittelbar unter den Füllmundstücken durchlaufendes Folienband mit darin eingeformten, in dichter Rasteranord­nung angeordneten Bechereintiefungen;
    • Fig. 2 einen Schnitt durch die Füllvorrichtung mit allen wesentlichen Einzelteilen;
    • Fig. 3 stark schematisiert eine Draufsicht auf die Füllvorrichtung mit einem zweikammerigen Vorratsbehälter und
    • Fig. 4 eine entsprechende Draufsicht auf die Füll­vorrichtung mit einem vierfach gegliederten Vorratsbehälter.
  • Die Füllvorrichtung besteht aus einem über der Folien­durchlaufstrecke angeordneten Ventilblock 2 mit der Rasteranord­nung der Becher 18 im Folienband 19 entsprechender Anordnung von Füllmundstücken 17 und ferner aus einem mit den Füllmundstücken 17 in Verbindung stehenden Füllgutvorratsbehälter 1. Wesentlich für eine solche Füllvorrichtung ist nun, und wie aus Fig. 2 er­sichtlich, daß der mit Füllgutzufuhranschluß 8 versehene Füll­ gutvorratsbehälter 1 unmittelbar auf dem Ventilblock 2, der den Boden des Vorratsbehälters 1 bildet, angeordnet ist, in dem für die mindestens eine Füllmundstücksreihe 3 ein pneumatisch oder elektromechanisch betätigbarer, mit Füllgutdurchlässen 4 verse­hener Steuerschieber 5 gelagert ist, und daß ferner im Vorrats­behälter 1 eine Füllstandssonde 6 angeordnet ist, die über einen Regler 7 mit der am Füllgutzufuhranschluß 8 angeordneten Füll­gutzufuhrpumpe 9 verbunden ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die zum Steuerschieber 5 führenden Füllgutzufuhrkanäle 10 zum Innenraum 11 des Vorratsbehälters 1 hin mit trichterförmigen Er­weiterungen 12 versehen. Aus dem genannten Grund ist der Vor­ratsbehälter 1 in vorgegebener Füllstandshöhe mit einem Füllgut­überlauf 13 ausgestattet, der mit Sicherheit verhindert, daß das Füllgut höher als gewünscht über die immer einzuhaltende Füll­standshöhe ansteigen kann, da von dieser Füllstandshöhe der im­mer gleichmäßig einzuhaltende Füllgutdruck abhängt, der wiederum maßgebend ist für die einzudosierende Menge, und zwar im jewei­ligen Zeitabschnitt, in dem sich die Füllgutdurchlässe 4 in Öff­nungsstellung befinden. Um diese Zeitabschnitte variieren zu können und zwar in Abhängigkeit vom jeweiligen Volumen der zu befüllenden Becher 18 ist der Antrieb 14 der Steuerschieber 5 mit einem einstellbaren Zeitschaltwerk 15 versehen. Die Steuer­schieber 5 können dabei entweder, wie dargestellt, mit Einzelan­trieben 14 ausgestattet sein, es ist aber auch möglich, für meh­rere Steuerschieber 5 einen Antrieb 14 vorzusehen, der über eine Traverse sämtliche Steuerschieber 5 gleichzeitig betätigt.
  • Wie dargestellt, sind die Steuerschieber vorteilhaft und in ein­fachster Weise in Form einer Stange mit kreisförmigem Quer­schnitt ausgebildet, wobei die Abschnitte der Füllgutdurchlässe 4 als Abschnitte mit reduziertem Durchmesser ausgebildet sind, wie dies ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist.
  • Die Ausführungsformen nach den Fig. 3, 4 stellen insoweit beson­dere Ausführungsformen dar, als hierbei der Innenraum 11 des Vorratsbehälters 1 gemäß Fig. 3 in zwei Kammern 16 gegliedert ist, wobei die zugehörigen Steuerschieber 5 entsprechend geteilt und die Steuerschieberteile 5′ mit an der jeweils freien Seite des Ventilblockes 2 angeordneten Antrieben 14′ versehen sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist nach dem gleichen Prin­zip der Vorratsbehälter 2 in vier Kammern 16 gegliedert. Eine solche Gliederung kann entweder durch Einbau entsprechender Trennwände 18 erfolgen; es ist aber auch möglich, zwei oder vier separate Vorratsbehälter auf dem Ventilblock 2 anzuordnen. Durch eine solche Ausbildung ist es möglich, in einer Reihe bzw. in verschiedenen Becherfeldern unterschiedliche Produkte oder Men­gen abzufüllen.

Claims (6)

1. Füllvorrichtung zum Eindosieren von flüssigem bis leicht pastösem Füllgut in an einem Folienstrang eingeformte, in dichter Rasteranordnung angeordnete Becher mit kleinen Ab­messungen, bestehend aus einem über der Folienbanddurchlauf­strecke angeordneten Ventilblock (2) mit der Rasteranordnung der Becher entsprechender Anordnung von Füllmundstücken (17) und mit einem mit den Füllmundstücken (17) in Verbindung stehenden Füllgutvorratsbehälter (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß der mit Füllgutzufuhranschluß (8) versehene Füllgutvor­ratsbehälter (1) unmittelbar auf dem Ventilblock (2), der den Boden des Vorratsbehälters (1) bildet, angeordnet ist, in dem für die mindestens eine Füllmundstücksreihe (3) ein pneumatisch oder elektromechanisch betätigbarer, mit Füll­gutdurchlässen (4) versehener Steuerschieber (5) gelagert ist, und daß im Vorratsbehälter (1) eine Füllstandssonde (6) angeordnet ist, die über einen Regler (7) mit der am Füll­gutzufuhranschluß (8) angeordneten Füllgutzufuhrpumpe (9) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zum Steuerschieber (5) führenden Füllgutzufuhrkanäle (10) zum Innenraum (11) des Vorratsbehälters (1) hin mit trichterförmigen Erweiterungen (12) versehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorratsbehälter (1) in vorgegebener Füllstandshöhe mit einem Füllgutüberlauf (13) versehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (14) des Steuerschiebers (5) mit einem ein­stellbaren Zeitschaltwerk (15) versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerschieber (5) in Form einer Stange mit kreis­förmigem Querschnitt ausgebildet ist, wobei die Abschnitte der Füllgutdurchlässe (4) als Abschnitte mit reduziertem Durchmesser ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenraum (11) des Vorratsbehälters (1) in minde­stens zwei Kammern gegliedert oder der Vorratsbehälter (1) mindestens zweiteilig ausgebildet ist, wobei die zugehörigen Steuerschieber (5) entsprechend geteilt und die Steuerschie­berteile (5′) mit an der jeweils freien Seite des Ventil­blockes (2) angeordneten Antrieben (14′) versehen sind.
EP90109964A 1989-07-03 1990-05-25 Füllvorrichtung zum Eindosieren von flüssigem bis leicht pastösem Füllgut Withdrawn EP0406558A1 (de)

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EP90109964A Withdrawn EP0406558A1 (de) 1989-07-03 1990-05-25 Füllvorrichtung zum Eindosieren von flüssigem bis leicht pastösem Füllgut

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DE3921792C1 (de) 1990-10-18

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