EP2635716A2 - Uv-laserbelichtung von gehäusen und bauteilen von türantrieben und türschliessern - Google Patents
Uv-laserbelichtung von gehäusen und bauteilen von türantrieben und türschliessernInfo
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- EP2635716A2 EP2635716A2 EP11776706.1A EP11776706A EP2635716A2 EP 2635716 A2 EP2635716 A2 EP 2635716A2 EP 11776706 A EP11776706 A EP 11776706A EP 2635716 A2 EP2635716 A2 EP 2635716A2
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Definitions
- the present invention relates to a door drive or a door closer, wherein the door drive or the door closer has at least one housing, a receptacle and at least one piston movably mounted in this receptacle.
- a door operator is a device for automatically opening and closing a door. It may, for example, be a rotary or sliding door.
- a door closer is only used to automatically close a door.
- the door drive or the door closer in particular causes the movement of a door leaf in or relative to a frame. It is known to execute a door drive or a door closer such that there is a cylindrical receptacle in a housing of the door drive or the door closer.
- a piston is movably mounted. Particularly in the case of a door closer, the movement of the piston causes a spring to be tensioned when the door is opened or a corresponding energy storage unit to be charged.
- the energy stored in the spring or energy storage unit is used to close the door. It is furthermore known to control and set the closing speed of door closers, in addition to the opening speed in the case of a door drive, by means of suitable devices, for example an oil displacement throttled by valves.
- suitable devices for example an oil displacement throttled by valves.
- the preferably cylindrical receptacle in the housing of the door drive or the door closer surrounds the piston in a form-fitting manner, the jacket surface
- CONFIRMATION COPY surface of the preferably likewise cylindrically shaped piston is in contact with the inner lateral surface of the receptacle of the housing.
- the object of the invention is to provide a door drive or a door closer of the type described above, whose components, in particular the receptacle in the housing and the piston, are treated so that the wear resistance of the door drive or the door closer increases and the abrasion during actuation of the door drive or the door closer are reduced.
- the object is achieved by a door drive or a door closer of the type mentioned at the outset, wherein the surface of the receptacle of at least one housing of the door drive or the door closer and / or the surface of at least one piston by exposure to electromagnetic radiation, in particular in the ultraviolet range, is treated / are.
- electromagnetic radiation in particular in the ultraviolet range
- the surfaces of the receptacle and / or the at least one piston are changed so that the wear resistance is increased and thus the abrasion is reduced.
- unevenness of the surface of the recording and / or the at least one piston smoothed.
- multiple pistons may be provided in a cam door closer.
- the surfaces of the receptacle and / or of the at least one piston have been exposed to electromagnetic radiation of a pulsed excimer laser.
- Excimer lasers generate electromagnetic radiation in the ultraviolet wavelength range.
- molecules, in particular gaseous molecules are used as the laser-active medium.
- the surfaces of the receptacle and / or the at least one piston of the at least one housing of the door drive or the door closer are treated with an electromagnetic radiation having such an energy density of electromagnetic radiation that the respective surface in the micrometer range, in particular to to a depth of 0.5 micrometers to 2.5 micrometers, a material structure modified from the remainder of the material of the at least one housing and / or the at least one piston.
- This changed material structure has a higher strength and / or a smoother surface finish than the non-light-treated areas of the door drive or the door closer.
- Grooves and grooves which, during the production of the receptacle and / or the at least one piston, are then smoothed during the subsequent re-hardening of the surface. Furthermore, the crystal structure in the metal forms on curing, whereby a higher strength of the surface can be achieved.
- the surface of the receptacle and / or the surface of the at least one piston are treated with such an energy density of electromagnetic radiation, that this, due to a plasma formation during the treatment , in the micrometer range, in particular to a depth of 0.5 micrometers to 2.5 micrometers, have a higher nitrogen content than the non-light-treated areas of the door drive or of the door closer.
- nitrogen from the ambient air has been ionized and has formed parts of the plasma.
- nitrogen atoms Upon cooling of the plasma and the concomitant recombination, nitrogen atoms have also been incorporated into the crystal lattice of the metal of which the at least one housing and the at least one piston are made.
- the treated surfaces thus have a higher nitrogen content than the non-light-treated areas of the door operator or the door closer.
- a higher nitrogen content leads to a higher strength of the surfaces of the receptacle and / or the at least one piston, whereby the wear and the abrasion during operation of the inventive door drive or the door closer according to the invention are lowered.
- the surfaces of the receptacle and / or the at least one piston of the door drive according to the invention or the door closer according to the invention can be treated with such an energy density of electromagnetic radiation that, due to plasma formation during the treatment, it can be in the micrometer range, in particular up to to a depth of 0.5 microns to 2.5 microns, have a lower graphite particle content than the non-light-treated areas of the door operator or the door closer.
- Components of a door drive or a door closer, in particular the at least one housing and the at least one piston, are preferably made of cast materials, which are produced in particular by the gray cast iron process. Carbon is added to the iron in the form of graphite.
- the graphite is present in the material as graphite particles. These are much softer than the surrounding iron.
- abrasion which consists mainly of graphite.
- the exposed graphite particles are heated on the surfaces of the receptacle and / or the at least one piston and subsequently vaporized. After the treatment, the graphite particle content in the light-treated areas of the door drive or the door closer is thus lower than before the treatment. During operation of the door drive or the door closer can thus be avoided, in particular graphite-containing, abrasion.
- FIG. 2 shows a perspective sectional view of a housing of the door closer according to the invention according to FIG. 1,
- FIG. 3 shows a perspective view of a piston of the door closer according to the invention according to FIG. 1.
- FIG. 1 shows a schematic perspective view of an embodiment of a door closer 1 according to the invention.
- the mechanism of the door closer 1 is enclosed by a housing 2.
- the interior of the housing 2 is accessible through a screw-off cover 4.
- the mechanism inside the door closer 1 is operated by a shaft 3.
- the inventive treatment of the surfaces 6, 8 of the receptacle 5 and the piston 7, the friction between these components of the door closer 1 is lowered.
- the wear resistance and service life of the door closer 1 can thus be increased.
- FIG. 2 shows a schematic perspective sectional view of the housing 2 of the door closer according to the invention 1 according to FIG. 1. Other components are not shown.
- the inner circumferential surface 6 of the receptacle 5 can be clearly seen.
- the treatment according to the invention of the surface 6 makes it possible to reduce the friction during operation of the door closer 1.
- FIG. 3 shows a schematic perspective view of the piston 7 of the door closer 1 according to the invention.
- In the toothed rod 9 engages a correspondingly ausgestalteter part of the shaft 3 (not shown) and causes a movement of the piston 7 in the receptacle 5 of the housing 2.
- the lateral surface 8 of the piston 7 is located on the inner circumferential surface 6 of the receptacle 5 of the housing. 2 at.
- FIGS. 1 to 3 can also represent a door drive.
- the advantages described are the same as in the described door closer.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Türantrieb oder Türschließer (1), aufweisend mindestens ein Gehäuse (2) und wenigstens einen in einer Aufnahme (5) des Gehäuses (2) bewegbar gelagerten Kolben (7), wobei die Oberflächen (6, 8) der Aufnahme (5) und/oder des wenigstens einen Kolbens (7) durch Belichtung mit elektromagnetischer Strahlung behandelt sind.
Description
Titel: UV-Laserbelichtung von Gehäusen und Bauteilen von Türantrieben und Türschließern
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Türantrieb oder einem Türschließer, wobei der Türantrieb oder der Türschließer mindestens ein Gehäuse, eine Aufnahme und wenigstens einen in dieser Aufnahme bewegbar gelagerten Kolben aufweist.
Bei einem Türantrieb handelt es sich um eine Vorrichtung zum automatischen öffnen und Schließen einer Tür. Es kann sich dabei zum Beispiel um eine Drehflügel- oder Schiebetür handeln. Ein Türschließer dagegen wird nur zum automatischen Schließen einer Tür eingesetzt. Der Türan- trieb oder der Türschließer bewirkt dabei insbesondere die Bewegung eines Türblattes in eine oder relativ zu einer Zarge. Es ist bekannt, einen Türantrieb oder einen Türschließer derart auszuführen, dass sich in einem Gehäuse des Türantriebs oder des Türschließers eine zylindrische Aufnahme befindet. In dieser Aufnahme ist ein Kolben beweglich gelagert. Insbesondere bei einem Türschließer bewirkt die Bewegung des Kolbens, dass beim öffnen der Tür eine Feder gespannt oder eine entsprechende Energiespeichereinheit aufgeladen wird. Wird die Tür in offenem Zustand freigegeben, so wird die in der Feder oder der Energiespeichereinheit gespeicherte Energie verwendet, um die Tür zu schließen. Es ist ferner be- kannt, die Schließgeschwindigkeit von Türschließern, bei einem Türantrieb zusätzlich auch die Öffnungsgeschwindigkeit, durch geeignete Vorrichtungen, zum Beispiel einer durch Ventile gedrosselten ölverdrängung, zu steuern und einzustellen. Die vorzugsweise zylindrische Aufnahme im Gehäuse des Türantriebs oder des Türschließers umgibt den Kolben formschlüssig, die Mantelflä-
BESTÄTIGUNGSKOPIE
che des vorzugsweise ebenfalls zylindrisch ausgeformten Kolbens steht mit der Innenmantelfläche der Aufnahme des Gehäuses in Berührung. Bei Betätigung des Türantriebs oder des Türschließers, ein öffnungs- und/ oder Schließvorgang der Tür, und damit bei einer Bewegung des Kolbens in der Aufnahme des Gehäuses, gleiten die Oberflächen der Innenmantelfläche der Aufnahme des Gehäuses und die Mantelfläche des Kolbens aneinander. Die dabei entstehende Reibung kann Geräusche erzeugen, die als störend empfunden werden. Desweiteren kann Abrieb entstehen, durch den die Funktionsfähigkeit des Türantriebs oder des Türschließers beeinträchtigt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Türantrieb oder einen Türschließer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Bauteile, insbesondere die Aufnahme im Gehäuse und der Kolben, derart behandelt sind, dass die Verschleißfestigkeit des Türantriebs oder des Türschließers erhöht und der Abrieb beim Betätigen des Türantriebs oder des Türschließers reduziert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Türantrieb oder einen Türschließer mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 der Patentanmeldung gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Die Aufgabe wird durch einen Türantrieb oder einen Türschließer der ein- gangs genannten Art gelöst, wobei die Oberfläche der Aufnahme mindestens eines Gehäuses des Türantriebs oder des Türschließers und/oder die Oberfläche wenigstens eines Kolbens durch eine Belichtung mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im ultravioletten Bereich, behandelt ist/sind. Durch diese Behandlung sind die Oberflächen der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens derart verändert, dass die Verschleißfestigkeit erhöht und damit der Abrieb reduziert ist. Zum Beispiel werden Unebenheiten der Oberfläche der Aufnahme und/oder des we-
nigstens einen Kolbens geglättet. Mehrere Kolben können beispielsweise in einem Nockentürschließer vorgesehen sein.
In einer bevorzugten Ausbildung des Türantriebs oder des Türschließers ist/sind die Oberflächen der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens mit elektromagnetischer Strahlung eines gepulsten Excimer- Lasers belichtet worden. Excimer-Laser erzeugen elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich. Als laseraktives Medium werden dabei Moleküle, insbesondere gasförmige Moleküle, verwendet. Zur Verwendung kommen dabei Gase, wie zum Beispiel Wasserstoff, Argon oder Xenon, oder Verbindungen wie Edelgas-Halogenide, insbesondere Argonfluorid oder Xenonbromid. Mit Excimer-Lasern können Wiederholraten von einigen Kilohertz bei Pulsenergien von bis zu über 1000 Milli- joule erreicht werden. Damit ist die spezielle Behandlung von metallischen Oberflächen der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens möglich.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Oberflächen der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens des mindestens einen Gehäuses des Türantriebs oder des Türschließers mit einer elektromagnetischen Strahlung mit einer derartigen Energiedichte an elektromagnetischer Strahlung behandelt, dass die jeweilige Oberfläche im Mikrometerbereich, insbesondere bis zu einer Tiefe von 0,5 Mikrometer bis 2,5 Mikrometer, eine zum Rest des Materials des mindestens einen Gehäuses und/oder des wenigstens einen Kolbens veränderte Materialstruktur aufweist. Diese veränderte Materialstruktur weist dabei eine höhere Festigkeit und/oder eine glattere Oberflächenbeschaffenheit auf, als die nicht lichtbehandelten Bereiche des Türantriebs oder des Türschließers. Durch den Eintrag einer hohen Energiedichte in die metallischen Oberflä- chen der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens sind diese Oberflächen im Mikrobereich angeschmolzen. Riefen und Rillen, die bei der Fertigung der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens ent-
stehen, werden so beim anschließenden Wiedererhärten der Oberfläche geglättet. Ferner bildet sich die Kristallstruktur im Metall beim Aushärten neu, wodurch eine höhere Festigkeit der Oberfläche erreicht werden kann. In einer weiteren bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Türantriebs oder des erfindungsgemäßen Türschließers ist vorgesehen, dass die Oberfläche der Aufnahme und/oder die Oberfläche des wenigstens einen Kolbens mit einer derartigen Energiedichte an elektromagnetischer Strahlung behandelt sind, dass diese, aufgrund einer Plasmabildung wäh- rend der Behandlung, im Mikrometerbereich, insbesondere bis zu einer Tiefe von 0,5 Mikrometer bis 2,5 Mikrometer, einen höheren Stickstoffge- halt aufweisen, als die nicht lichtbehandelten Bereiche des Türantriebs oder des Türschließers. Bei der Behandlung der Oberflächen der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens durch die Belichtung mit einer derartigen Energiedichte ist unter Anderem Stickstoff aus der Umgebungsluft ionisiert worden und hat Teile des Plasmas gebildet. Beim Erkalten des Plasmas und der damit einhergehenden Rekombination sind auch Stickstoffatome in das Kristallgitter des Metalls, aus dem das mindestens eine Gehäuse und der wenigstens eine Kolben bestehen, eingebaut wor- den. Die behandelten Oberflächen weisen somit einen höheren Stickstoffgehalt auf als die nicht lichtbehandelten Bereiche des Türantriebs oder des Türschließers. Ein höherer Stickstoffgehalt führt zu einer höheren Festigkeit der Oberflächen der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens, wodurch der Verschleiß und der Abrieb beim Betrieb des erfin- dungsgemäßen Türantriebs oder des erfindungsgemäßen Türschließers erniedrigt sind.
Ferner können die Oberflächen der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens des erfindungsgemäßen Türantriebs oder des erfindungs- gemäßen Türschließers mit einer derartigen Energiedichte an elektromagnetischer Strahlung behandelt sein, dass diese, aufgrund einer Plasmabildung während der Behandlung, im Mikrometerbereich, insbesondere bis
zu einer Tiefe von 0,5 Mikrometer bis 2,5 Mikrometer, einen geringeren Graphitpartikelgehalt aufweisen als die nicht lichtbehandelten Bereiche des Türantriebs oder des Türschließers. Bauteile eines Türantriebs oder eines Türschließers, insbesondere das mindestens eine Gehäuse und der wenigstens eine Kolben, werden vorzugsweise aus Gusswerkstoffen gefertigt, die insbesondere im Graugussverfahren hergestellt sind. Dabei wird dem Eisen Kohlenstoff in Form von Graphit zugegeben. Gusseisen wird dadurch sehr hart und eignet sich daher sehr gut als Material für Türantriebe oder Türschließer. Der Graphit liegt im Material als Graphitpartikel vor. Diese sind deutlich weicher als das sie umgebende Eisen. Bei einer Betätigung des Türantriebs oder des Türschließers und der damit verbundenen Reibung zwischen der Aufnahme und dem wenigstens einen Kolben entsteht somit Abrieb, der vor allem aus Graphit besteht. Durch die Behandlung mit elektromagnetischer Strahlung mit einer hohen Energie- dichte werden die offenliegenden Graphitpartikel an den Oberflächen der Aufnahme und/oder des wenigstens einen Kolbens erhitzt und im Folgenden verdampft. Nach der Behandlung liegt somit der Graphitpartikelgehalt in den lichtbehandelten Bereichen des Türantriebs oder des Türschließers niedriger als vor der Behandlung. Beim Betrieb des Türantriebs oder des Türschließers kann somit ein, insbesondere graphithaltiger, Abrieb vermieden werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Die beigefügten Figuren und die Figurenbeschreibung dienen dem besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Türantriebs oder des erfindungsgemäßen Türschließers. Gegenstände oder Teile von Gegenstän-
den, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen möglicher Ausführungsformen der Erfindung. Dabei zeigen: Figur 1 : eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Türschließers,
Figur 2: eine perspektivische Schnittansicht eines Gehäuses des erfindungsgemäßen Türschließers gemäß Fig. 1 ,
Figur 3: eine perspektivische Ansicht eines Kolbens des erfindungsgemäßen Türschließers gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 wird eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausgestal- tung eines erfindungsgemäßen Türschließers 1 gezeigt. Dabei ist die Mechanik des Türschließers 1 durch ein Gehäuse 2 umschlossen. Das Innere des Gehäuses 2 ist durch eine abschraubbare Abschlussscheibe 4 zugänglich. Die Mechanik im Inneren des Türschließers 1 wird durch eine Welle 3 betrieben. Dort befindet sich in einer Aufnahme 5 des Gehäuses 2 ein bewegbar gehaltener Kolben 7 (nicht sichtbar), der über die Welle 3 angetrieben wird. Durch die erfindungsgemäße Behandlung der Oberflächen 6, 8 der Aufnahme 5 beziehungsweise des Kolbens 7 wird die Reibung zwischen diesen Bauteilen des Türschließers 1 gesenkt. Die Verschleißfestigkeit und die Lebensdauer des Türschließers 1 können so er- höht werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Schnittansicht des Gehäuses 2 des erfindungsgemäßen Türschließers 1 gemäß Fig. 1. Weitere Bauteile sind nicht mit abgebildet. Die Innenmantelfläche 6 der Aufnahme 5 ist deutlich zu erkennen. Die erfindungsgemäße Behandlung der Oberfläche 6 ermöglicht eine Reduzierung der Reibung im Betrieb des Türschließers 1.
In Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Kolbens 7 des erfindungsgemäßen Türschließers 1 gezeigt. In das Zahngestänge 9 greift ein entsprechend ausgestalteter Teil der Welle 3 (nicht gezeigt) ein und bewirkt eine Bewegung des Kolbens 7 in der Aufnahme 5 des Gehäuses 2. Die Mantelfläche 8 des Kolbens 7 liegt dabei an der Innenmantelfläche 6 der Aufnahme 5 des Gehäuses 2 an. Durch die erfindungsgemäße Behandlung der Oberflächen 6, 8 mit intensiven Laserlicht, beispielsweise im ultravioletten Bereich, sind diese gehärtet, geglättet und von Graphitpartikeln gesäubert. Ein Türschließer 1 , und auch ein analog ausgestalteter Türantrieb, mit derartig behandelten Bauteilen weist daher einen geringeren Verschleiß, geringere Geräuschentwicklung und eine höhere Lebensdauer auf.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Elemente können auch einen Türan- trieb darstellen. Die beschriebenen Vorteile sind die gleichen, wie bei dem beschriebenen Türschließer.
Bezugszeichenliste
1 Türantrieb oder Türschließer
2 Gehäuse
3 Welle
4 Abschlussscheibe
5 Aufnahme im Gehäuse
6 Innenmantelfläche der Aufnahme
7 Kolben
8 Mantelfläche des Kolbens
9 Zahngestänge
Claims
1. Türantrieb oder Türschließer (1), aufweisend mindestens ein Gehäuse (2) und wenigstens einen in einer Aufnahme (5) des mindestens einen Gehäuses (2) bewegbar gelagerten Kolben (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (6) der Aufnahme (5) und/oder die Oberfläche (8) des wenigstens einen Kolbens (7) durch eine Belichtung mit elektromagnetischer Strahlung behandelt ist/sind.
2. Türantrieb oder Türschließer (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zur Belichtung der Oberfläche(n) (6, 8) verwendete elektromagnetische Strahlung das Licht eines gepulsten Excimer- Lasers ist.
3. Türantrieb oder Türschließer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (6) der Aufnahme (5) und/oder die Oberfläche (8) des wenigstens einen Kolbens (7) mit einer derartigen Energiedichte an elektromagnetischer Strahlung behandelt sind, dass die Oberfläche(n) (6, 8) der Aufnahme (5) und/oder des wenigstens einen Kolbens (7) im Mikrometerbereich, insbesondere bis zu einer Tiefe von Ο,δμΐτι bis 2,5μητι, eine zum Rest des Materials des Gehäuses (2) und/oder des wenigstens einen Kolbens (7) veränderte Materialstruktur aufweist, wobei die veränderte Materialstruktur eine höhere Festigkeit und/oder eine glattere Oberflächenbeschaf- fenheit, als die nicht lichtbehandelten Bereiche des Türantriebs oder des Türschließers (1), aufweist.
4. Türantrieb oder Türschließer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (6) der Aufnahme (5) und/oder die Oberfläche (8) des wenigstens einen Kolbens (7) mit einer derartigen Energiedichte an elektromagnetischer Strahlung be- handelt sind, dass diese, aufgrund einer Plasmabildung während der Lichtbehandlung, im Mikrometerbereich, insbesondere bis zu einer Tiefe von 0,5μηι bis 2,5μΓη, einen höheren Stickstoffgehalt, als die nicht lichtbehandelten Bereiche des Türantriebs oder des Türschlie- ßers (1), aufweist.
Türantrieb oder Türschließer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (6) der Aufnahme (5) und/oder die Oberfläche (8) des wenigstens einen Kolbens (7) mit einer derartigen Energiedichte an elektromagnetischer Strahlung behandelt sind, dass diese, aufgrund einer Plasmabildung während der Lichtbehandlung, im Mikrometerbereich, insbesondere bis zu einer Tiefe von Ο,δμιτη bis 2,5μητι, einen geringeren Graphitpartikelgehalt, als die nicht lichtbehandelten Bereiche des Türantriebs oder des Türschließers (1 ), aufweist.
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