EP3057181B1 - Kontaktanordnung, isolationshülse und verwendung eines lasers - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a contact arrangement according to the preamble of patent claim 1, an insulation sleeve provided in particular for such a contact arrangement and the use of a laser to form an information structure on such a contact arrangement or insulation sleeve.
- a ferrule which is intended for crimping with a stripped cable end and in which a label or information carrier can be placed on the plastic collar.
- a holder is formed on the circumference of the plastic collar, into which the identification carrier can be inserted non-positively or positively.
- a disadvantage of such a solution is that a considerable outlay in terms of device technology is required in order to attach the identification carrier to the plastic collar.
- a separate wire end ferrule type without holder must generally be provided, as is shown in, for example DE 91 17 167 U1 is shown.
- different wire end ferrule types one with bracket and one without bracket
- the US 2005/0117211 A1 and the U.S. 4,677,734 A each show a method for introducing an information structure into an insulating layer of a cable by means of a laser.
- a printer for example an inkjet printer or a thermal transfer printer, is provided during assembly in the production line, via which the information / identification is printed on the predetermined area of the electrical conductor (cable) or the contact element becomes.
- the invention is based on the object of creating an insulating sleeve and a contact arrangement with an insulating sleeve of this type, which can be provided with identification / information in a simple manner.
- an insulating sleeve for an electrical contact element which is connected to a conductor, preferably a cable end, has a sleeve body made of plastic, which is designed with an inner bore through which the conductor extends at least in sections.
- the plastic of the sleeve body is equipped so that on the sleeve circumference through directed energy radiation and a associated predetermined reaction of the plastic material, an information structure contrasting in color with the other plastic material can be formed to convey information / identification. This can be, for example, a color change or a color shade.
- the energy radiation creates a type of lettering that results from a chemical or physical reaction of the plastic material, this reaction being localized so that the information content can be passed on in the desired manner.
- the plastic does not experience any noteworthy structural or geometric change, but only a color change or graduation is formed in sections, which is so precise that even complex information such as bar codes, company logos or position markings of a control cabinet or the like can be formed.
- a plastic additive is added to the plastic material, which in the irradiated area undergoes or effects a reaction associated with a change in color / graduation, preferably a chemical reaction.
- This chemical reaction can be carbonization, for example.
- a contact arrangement has an insulating sleeve for an electrical contact element, which is connected to a conductor, preferably a cable end.
- the plastic material is designed to be relatively soft.
- a Shore hardness in the range from 40 to 80, preferably 50 to 60 Shore (A) can be provided.
- the insulation sleeve can be, for example, a collar of a wire end sleeve, such as the one mentioned above DE 91 17 167 U1 is shown.
- the geometry of the insulating sleeve is of course not limited to a cylindrical body, but can take on practically any suitable sleeve shape with flattened areas and the like.
- the information can be, for example, a logo or a mounting / terminal position of a unit in which the contact arrangement is mounted.
- the plastic material is a TPE (thermoplastic elastomer).
- the energy radiation can be generated by a laser, preferably a marking laser with a 3D scanner mirror.
- the insulating sleeve according to claim 1 is made of a plastic material that is equipped with a plastic additive that partially, d. that is, forms a predetermined information structure in relatively exactly predetermined areas.
- This information structure is a flat structure in the manner of a print.
- Part of the invention is also the use of a laser, preferably a marking laser, for forming an information structure on a contact arrangement or an insulating sleeve according to the above statements.
- a laser preferably a marking laser
- other energy radiations can also be provided for forming the color change.
- FIG Figure 1 shows a schematic arrangement of a contact arrangement 1, which is installed, for example, in a switch cabinet or the like.
- This contact arrangement 1 has a contact element 2 with an electrical conductor, for example a cable 4 is electrically connected.
- the connection is made by crimping a stripped cable end with a crimp sleeve 6 of the contact element 2.
- an insulation sleeve 8 is put on, which is first moved backwards away from said cable end and then after crimping with the contact element 2 into the in Figure 1 illustrated contact position is brought to the contact element 2.
- the insulating sleeve 8 covers the crimp sleeve 6 and the area of the contact element 2 adjoining it, so that this area can also be sealed from the outside.
- a laser beam 12 is directed by means of a laser 10, preferably a marking laser (a scanner mirror of the laser 10 is shown) onto a certain area, which can for example be flattened, the effective area of which is controlled by swiveling the mirror so that a predetermined information, for example a logo, proof of authenticity or technical information, such as a terminal position in a switch cabinet or the like, is formed.
- a predetermined information for example a logo, proof of authenticity or technical information, such as a terminal position in a switch cabinet or the like.
- the material of the insulating sleeve 8 is made of a suitable plastic, for example a thermoplastic elastomer (TPE), which is mixed with plastic additives which cause a color change or a color graduation when irradiated. These plastic additives are shown in FIG Figure 1 provided with the reference number 14. These can be mixed with the actual plastic material during manufacture, for example during injection molding of the insulation sleeves 8. In principle, it is also possible to provide these plastic additives as a coating or the like on the outer circumference of the insulating sleeve 8, this then preferably only taking place in those areas in which the information is to be formed.
- TPE thermoplastic elastomer
- the plastic additives 14 mentioned become a chemical / physical reaction due to the incident laser energy stimulated.
- This reaction can be, for example, carbonization, which leads to a color change in the plastic material used, this color change being essentially limited to the area which is acted upon by the laser beam 12.
- the plastic additive 14 to the sleeve in a predetermined structure, for example in the form of a logo or an originality mark, so that this structure becomes visible as a color change when laser irradiated.
- a predetermined structure for example in the form of a logo or an originality mark
- an authenticity check can be carried out by irradiating a component that is neutral under normal lighting with a laser and thus distinguishing an original part from a plagiarism based on the logo introduced.
- the laser 10, preferably an inscription laser 10 can be controlled such that the mentioned logo or the desired identification is formed in the irradiated area 15.
- the insulating sleeve 8 has an essentially cylindrical base body which is provided with an inner bore 16 through which the cable 4 passes.
- the inner bore 16 is widened in the radial direction to form a receiving space 18, into which an end section of the contact element 2 and part of the crimp sleeve 6 then dip.
- Such a seal 20 has according to Figure 3 a sleeve body 22 and an adjoining, radially expanded, comparatively elastic sealing body 24, which is provided with circumferential ribs 26, via which a sealing effect can be brought about by radial or end-face contact with a contact element or the like.
- seals 20 of this type it is advisable to form the identification area 15 on the sleeve body 22.
- the insulation sleeve can according to Figure 4
- Figure 4 What is shown is what is known as a twin end sleeve, via which two cables can be provided with a common crimp sleeve 6. It is advisable to form the identification area 15 in the area of the flattened part of the plastic collar 28.
- an insulating sleeve alone or an insulating sleeve of a contact arrangement is formed from a plastic material mixed with a plastic additive.
- This plastic material is designed so that it partially forms a predetermined information structure when exposed to energetic radiation.
Landscapes
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine insbesondere für eine derartige Kontaktanordnung vorgesehene Isolationshülse und die Verwendung eines Lasers zur Ausbildung einer Informationsstruktur auf einer derartigen Kontaktanordnung oder Isolationshülse.
- Aus der
DE 33 14 295 C1 ist eine Aderendhülse bekannt, die zum Vercrimpen mit einem abisolierten Kabelende vorgesehen ist und bei der auf den Kunststoffkragen ein Kennzeichnungs- oder Informationsträger aufgesetzt werden kann. Dazu ist am Umfang des Kunststoffkragens eine Halterung ausgebildet, in die der Kennzeichnungsträger kraft- oder formschlüssig eingesetzt werden kann. - Nachteilig bei einer derartigen Lösung ist, dass ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich ist, um den Kennzeichnungsträger am Kunststoffkragen zu befestigen. Für den Fall, dass die Aderendhülse ohne Kennzeichnungsträger verwendet wird, muss in der Regel eine gesonderte Aderendhülsenart ohne Halterung bereitgestellt werden, wie sie beispielsweise in der
DE 91 17 167 U1 gezeigt ist. Bei der Konfektionierung müssen dann für gleiche Kabelquerschnitte unterschiedliche Aderendhülsenarten (einmal mit Halterung und einmal ohne Halterung) vorgesehen werden. - Aus der
WO 03/045616 A1 - Die
US 2005/0117211 A1 und dieUS 4 677 734 A zeigen jeweils eine Methode zum Einbringen einer Informationsstruktur in eine Isolierschicht eines Kabels mittels eines Lasers. - Es ist aus der
US 2008/0113565 A1 bekannt, Steckschlüsselaufsätze mit einer ringförmigen Hülse, mit einer darauf angebrachten Anzeige, zu versehen. - Bekannt sind auch Lösungen, bei denen die Kennzeichnungsträger nicht auf die Aderendhülse oder ein sonstiges Kontaktelement, sondern als eigener Clip kraftschlüssig auf den elektrischen Leiter oder das Kontaktteil aufgebracht werden. Auch bei einer derartigen Lösung ist ein erheblicher fertigungstechnischer Aufwand erforderlich, da sowohl die Kontaktelemente als auch die Clips bereitgestellt werden müssen.
- Zur Überwindung dieser Nachteile sind auch Lösungen im Einsatz, bei denen bei der Konfektionierung in der Fertigungslinie ein Drucker, beispielsweise ein Tintenstrahldrucker oder ein Thermotransferdrucker vorgesehen ist, über den die Information/Kennzeichnung auf den vorbestimmten Bereich des elektrischen Leiters (Kabels) oder des Kontaktelementes aufgedruckt wird.
- Problematisch bei einer derartigen Lösung ist jedoch, dass in der Fertigungslinie ein erheblicher Platzbedarf für den Drucker vorgesehen ist. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass die Fertigungslinie und insbesondere die zu bedruckenden Bauteile durch Lösungsmittel, Farbe und dergleichen verschmutzt werden.
- Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Isolationshülse und eine Kontaktanordnung mit einer derartigen Isolationshülse zu schaffen, die auf einfache Weise mit einer Kennzeichnung/Information versehen werden können.
- Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Isolationshülse durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 und im Hinblick auf die Kontaktanordnung durch die Merkmalskombination des nebengeordneten Patentanspruchs 2 gelöst. Die in diesen Ansprüchen definierte Informationsstruktur kann mit einem Laser gemäß Patentanspruch 9 ausgebildet werden.
- Erfindungsgemäß hat eine Isolationshülse für ein elektrisches Kontaktelement, das mit einem Leiter, vorzugsweise einem Kabelende verbunden ist, einen aus Kunststoff hergestellten Hülsenkörper, der mit einer Innenbohrung ausgeführt ist, die vom Leiter zumindest abschnittsweise durchsetzt ist. Der Kunststoff des Hülsenkörpers ist so ausgerüstet, dass am Hülsenumfang durch gerichtete Energiestrahlung und einer damit einhergehenden vorbestimmten Reaktion des Kunststoffmaterials eine farblich gegenüber dem sonstigen Kunststoffmaterial abgesetzte Informationsstruktur zur Vermittlung einer Information/Kennzeichnung ausgebildet werden kann. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Farbumschlag oder eine Farbschattierung handeln.
- D. h., durch die Energiestrahlung wird eine Art Beschriftung ausgebildet, die aus einer chemischen oder physikalischen Reaktion des Kunststoffmaterials resultiert, wobei diese Reaktion örtlich eng begrenzt ist, so dass der Informationsgehalt in der gewünschten Weise weitergegeben werden kann. Dabei erfährt der Kunststoff keine nennenswerte strukturelle oder geometrische Änderung, sondern es wird abschnittsweise lediglich ein Farbumschlag bzw. eine Farbgraduierung ausgebildet, die so präzise ist, dass auch komplexe Informationen, wie beispielsweise Bar Codes, Firmenlogos oder Positionskennzeichnungen eines Schaltschranks oder dergleichen ausgebildet werden können.
- Erfindungsgemäß wird dem Kunststoffmaterial ein Kunststoffadditiv zugegeben, das im bestrahlten Bereich eine mit einer Umfärbung/Umgraduierung einhergehende Reaktion, vorzugsweise eine chemische Reaktion erfährt oder bewirkt. Diese chemische Reaktion kann beispielsweise eine Carbonisierung sein.
- Erfindungsgemäß hat eine Kontaktanordnung eine Isolationshülse für ein elektrisches Kontaktelement, das mit einem Leiter, vorzugsweise einem Kabelende verbunden ist.
- Das Kunststoffmaterial ist bei einem Ausführungsbeispiel relativ weich ausgelegt. Dabei kann beispielsweise eine Shore-Härte im Bereich von 40 bis 80, vorzugsweise 50 bis 60 Shore (A) vorgesehen werden.
- Die Isolationshülse kann beispielsweise ein Kragen einer Aderendhülse sein, wie sie beispielsweise in der oben genannten
DE 91 17 167 U1 dargestellt ist. Die Geometrie der Isolationshülse ist selbstverständlich nicht auf einen zylindrischen Körper begrenzt, sondern kann praktisch jedwede geeignete Hülsenform mit Abflachungen und dergleichen annehmen. - Die Information kann beispielsweise ein Logo oder eine Montage-/Klemmenposition einer Einheit sein, in der die Kontaktanordnung montiert ist.
- Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Kunststoffmaterial ein TPE (thermoplastisches Elastomer) sein.
- Die Energiestrahlung kann durch einen Laser, vorzugsweise einen Beschriftungslaser mit einem 3D-Scannerspiegel erzeugt werden.
- Wie erläutert, ist die Isolationshülse gemäß dem Patentanspruch 1 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das mit einem Kunststoffadditiv ausgerüstet ist, das bei Energiestrahlung partiell, d. h., in relativ exakt vorbestimmten Bereichen eine vorbestimmte Informationsstruktur ausbildet. Diese Informationsstruktur ist eine flächige Struktur nach Art eines Drucks.
- Teil der Erfindung ist auch die Verwendung eines Lasers, vorzugsweise eines Beschriftungslasers zur Ausbildung einer Informationsstruktur auf einer Kontaktanordnung oder einer Isolationshülse gemäß den vorstehenden Ausführungen. Selbstverständlich können jedoch auch andere Energiestrahlungen zur Ausbildung des Farbumschlags vorgesehen werden.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine prinzipielle Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung;
- Figur 2
- eine Detaildarstellung der Kontaktanordnung gemäß
Figur 1 ; - Figur 3
- eine als Seal ausgebildete Isolationshülse und
- Figur 4
- eine als Aderendhülse ausgebildete Isolationshülse.
-
Figur 1 zeigt eine schematisierte Anordnung einer Kontaktanordnung 1, die beispielsweise in einem Schaltschrank oder dergleichen verbaut wird. Diese Kontaktanordnung 1 hat ein Kontaktelement 2, das mit einem elektrischen Leiter, beispielsweise einem Kabel 4 elektrisch verbunden ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung durch Vercrimpen eines abisolierten Kabelendes mit einer Crimphülse 6 des Kontaktelements 2. Vor dem Vercrimpen wird auf das dargestellte Ausführungsbeispiel gemäßFigur 1 eine Isolationshülse 8 aufgesetzt, die zunächst weg von dem genannten Kabelende nach hinten verschoben wird und dann nach dem Vercrimpen mit dem Kontaktelement 2 in die inFigur 1 dargestellte Anlageposition an das Kontaktelement 2 gebracht wird. In dieser Kontaktposition wird von der Isolationshülse 8 die Crimphülse 6 und der sich daran anschließende Bereich des Kontaktelements 2 überdeckt, so dass auch eine Abdichtung dieses Bereichs nach außen hin erfolgen kann. - Wie in
Figur 1 angedeutet, wird mittels eines Lasers 10, vorzugsweise eines Beschriftungslasers (dargestellt ist ein Scannerspiegel des Lasers 10) ein Laserstrahl auf einen bestimmten Bereich, der beispielsweise abgeflacht sein kann, ein Laserstrahl 12 gerichtet, dessen Wirkbereich durch Verschwenken des Spiegels so gesteuert wird, dass eine vorbestimmte Information, beispielsweise ein Logo, ein Originalitätsnachweis oder eine technische Information, wie beispielsweise eine Klemmenposition in einem Schaltschrank oder dergleichen ausgebildet wird. Dem entsprechend ist der Fokusdurchmesser des Lasers 10 und dessen Steuerung so ausgelegt, dass sich auch feinste grafische Strukturen ausgebildet werden können. - Das Material der Isolationshülse 8 ist aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer (TPE) ausgebildet, das mit Kunststoffadditiven versetzt ist, die bei Bestrahlung einen Farbumschlag oder eine Farbgraduierung bewirken. Diese Kunststoffadditive sind in der Darstellung gemäß
Figur 1 mit dem Bezugszeichen 14 versehen. Diese können beim Herstellen, beispielsweise beim Spitzgießen der Isolationshülsen 8 dem eigentlichen Kunststoffmaterial zugemischt sein. Prinzipiell ist es auch möglich, diese Kunststoffadditive als Beschichtung oder dergleichen am Außenumfang der Isolationshülse 8 vorzusehen, wobei dies dann vorzugsweise nur in denjenigen Bereichen erfolgt, in denen die Information ausgebildet werden soll. - Je nach Orientierung des Laserstrahls werden die genannten Kunststoffadditive 14 durch die einfallende Laserenergie zu einer chemischen/physikalischen Reaktion angeregt. Diese Reaktion kann beispielsweise eine Carbonisierung sein, die zu einem Farbumschlag des verwendeten Kunststoffmaterials führt, wobei dieser Farbumschlag im Wesentlichen auf den Bereich begrenzt ist, der vom Laserstrahl 12 beaufschlagt ist.
- Prinzipiell ist es auch möglich, das Kunststoffadditiv 14 in einer vorbestimmten Struktur, beispielsweise in Form eines Logos oder einer Originalitätskennzeichnung an der Hülse anzubringen, so dass diese Struktur bei Laserbestrahlung als Farbumschlag sichtbar wird. D. h., es kann eine Originalitätskontrolle dadurch erfolgen, dass ein bei normaler Beleuchtung neutrales Bauelement mit Laser bestrahlt wird und somit ein Originalteil aufgrund des eingebrachten Logos von einem Plagiat unterschieden werden kann.
- Wie in
Figur 2 angedeutet, kann der Laser 10, vorzugsweise ein Beschriftungslaser 10 so angesteuert werden, dass in dem bestrahlten Bereich 15 das erwähnte Logo oder die gewünschte Kennzeichnung ausgebildet wird. - Beim Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 1 hat die Isolationshülse 8 einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper, der mit einer Innenbohrung 16 versehen ist, die vom Kabel 4 durchsetzt wird. Zum Kontaktelement hin ist die Innenbohrung 16 in Radialrichtung zu einem Aufnahmeraum 18 erweitert, in den dann ein Endabschnitt des Kontaktelements 2 und ein Teil der Crimphülse 6 eintaucht. - Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Isolationshülse begrenzt, sondern es können auch anders ausgebildete Hülsen, wie beispielsweise die sogenannten "Seals" in der erfindungsgemäßen Weise mit Informationen versehen werden. Eine derartige Seal 20 hat gemäß
Figur 3 einen Hülsenkörper 22 und einen sich daran anschließenden, radial erweiterten, vergleichsweise elastisch ausgebildeten Dichtkörper 24, der mit umlaufenden Rippen 26 versehen ist, über die eine Dichtwirkung durch radiale oder stirnseitige Anlage an ein Kontaktelement oder dergleichen herbeigeführt werden kann. Bei derartigen Seals 20 bietet es sich an, den Kennzeichnungsbereich 15 an dem Hülsenkörper 22 auszubilden. - Die Isolationshülse kann gemäß
Figur 4 beispielsweise auch ein Kunststoffkragen 28 einer Aderendhülse 30 sein, der durch Spritzgießen mit der Crimphülse 6 verbunden ist. InFigur 4 dargestellt ist eine sogenannte Zwillingsaderendhülse, über die zwei Kabel mit einer gemeinsamen Crimphülse 6 versehen werden können. Dabei bietet es sich an, den Kennzeichnungsbereich 15 im Bereich des abgeflachten Teils des Kunststoffkragens 28 auszubilden. - Gemäß der Erfindung wird eine Isolationshülse alleine oder eine Isolationshülse einer Kontaktanordnung aus einem mit einem Kunststoffadditiv versetzten Kunststoffmaterial ausgebildet. Dieses Kunststoffmaterial ist so ausgelegt, dass es bei Einwirkung einer energetischen Strahlung partiell eine vorbestimmte Informationsstruktur ausbildet.
-
- 1
- Kontaktanordnung
- 2
- Kontaktelement
- 4
- Kabel
- 6
- Crimphülse
- 8
- Isolationshülse
- 10
- Laser
- 12
- Laserstrahl
- 14
- Kunststoffadditiv
- 15
- Kennzeichnungsbereich
- 16
- Innenbohrung
- 18
- Aufnahmeraum
- 20
- Seal
- 22
- Hülsenkörper
- 24
- Dichtkörper
- 26
- Rippe
- 28
- Kunststoffkragen
- 30
- Aderendhülse
Claims (10)
- Isolationshülse für ein elektrisches Kontaktelement (2), das mit einem Kabel (4) verbunden ist, die einen aus Kunststoff hergestellten Hülsenkörper (22) hat, der mit einer Innenbohrung (16) ausgeführt ist, die vom Kabel (4) zumindest abschnittsweise durchsetzt ist, wobei die Isolationshülse (8) eine Information trägt und der Kunststoff so ausgebildet ist, dass am Hülsenumfang durch gerichtete Energiestrahlung und einer damit einhergehenden Reaktion des Kunststoffmaterials eine farblich gegenüber dem sonstigen Kunststoffmaterial abgesetzte Informationsstruktur zur Vermittlung der in der Isolationshülse (8) getragenen Information ausbildbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kunststoffmaterial ein Kunststoffadditiv (14) zugegeben ist, das im bestrahlten Bereich durch eine chemische oder physikalische Reaktion einen Farbumschlag oder eine Farbgraduierung erfährt oder bewirkt.
- Kontaktanordnung mit einer Isolationshülse (8) nach Patentanspruch 1 für ein elektrisches Kontaktelement (2), das mit einem Leiter (4), vorzugsweise einem Kabelende verbunden ist.
- Kontaktanordnung nach Patentanspruch 2, wobei die Reaktion eine Carbonisierung ist.
- Kontaktanordnung nach einem der Patentansprüche 2 oder 3, wobei der Kunststoff eine Shore-Härte (A) im Bereich von 40 bis 80, vorzugsweise 50 bis 60 Shore hat.
- Kontaktanordnung nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, wobei die Isolationshülse (8) ein Kunststoffkragen (28) einer Aderendhülse (30) ist.
- Kontaktanordnung nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, wobei die Information ein Logo, ein Originalitätsnachweis oder ein Hinweis auf eine Montageposition ist.
- Kontaktanordnung nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, wobei der Kunststoff aus einem thermoplastischen Elastomer besteht.
- Kontaktanordnung nach einem der Patentansprüche 2 bis 7, wobei das Kunststoffadditiv (14) dem Kunststoff beigemengt oder dieser mit dem Kunststoffadditiv (14) beschichtet ist.
- Verwendung eines Lasers (10) zur Ausbildung einer Informationsstruktur auf einer Kontaktanordnung (1) gemäß einem der Patentansprüche 2 bis 8 bzw. einer Isolationshülse (8) gemäß Patentanspruch 1.
- Verwendung nach Patentanspruch 9, wobei der Laser (10) ein Beschriftungslaser ist.
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