ES2278458T3 - Combinacion motor electrico-rodete de ventilador y procedimiento para su elaboracion. - Google Patents

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Abstract

Combinación motor eléctrico-rodete de ventilador (2) con una carcasa (5), con un inducido (10) en la carcasa, con dos rodamientos lisos (15, 16) en la carcasa, con un eje del inducido (14) montado mediante los rodamientos lisos y soportando al inducido, que presenta un extremo del eje del inducido (23) sobresaliente de la carcasa, y con un rodete de ventilador (4), que presenta un cubo (24), que se fija al extremo del eje del inducido, presentando ambos rodamientos lisos (15, 16) casquillos de rodamiento liso (17) que acogen al eje del inducido (14) con superficies frontales planas de soporte (18) y ambas superficies frontales planas de soporte de uno de los casquillos de rodamiento liso junto con un elemento en forma de disco anular (22) dispuesto en torno al eje del inducido entre el inducido (10) y este casquillo de rodamiento liso y un tope axial orientado hacia la superficie frontal plana de soporte opuesta de este casquillo de rodamiento liso (17) y fijado sobre el eje del inducido, formando un rodamiento axial que actúa en dos direcciones, caracterizada porque el cubo (24, 24b, 24c) del rodete de ventilador (4, 4b, 4c) forma el tope axial (25) de rodamiento axial (15; 17, 22, 23, 24).

Description

Combinación motor eléctrico-rodete de ventilador y procedimiento para su elaboración.
Estado actual de la técnica
La presente invención parte de una combinación motor eléctrico-rodete de ventilador según el tipo de la Reivindicación 1.
El documento de patente US-3.264.506 presenta una combinación motor eléctrico-rodete de ventilador con una carcasa, con un inducido y un colector en la carcasa, con dos rodamientos lisos en la carcasa, con un eje del inducido montado mediante los rodamientos lisos y soportando al inducido y al colector, que presenta un extremo del eje del inducido sobresaliente de la carcasa, y con un rodete de ventilador, que presenta un cubo, que se fija al extremo del eje del inducido. En este caso, ambos rodamientos lisos presentan casquillos de rodamiento liso dispuestos basculantes con superficies frontales planas de soporte, de forma que los casquillos de rodamiento liso formen junto con el eje del inducido dos rodamientos radiales y que las superficies planas frontales de soporte de ambos casquillos de rodamiento liso dirigidas hacia el inducido y el colector formen además, junto con el disco anular incorporado entre éstas y rodeando al inducido y al colector y al eje del inducido, dos rodamiento axiales. Para que este rodamiento axial limite la movilidad del eje del inducido en dirección axial. Por tanto, el juego axial puede ajustarse esencialmente a un tamaño de, por ejemplo, 0,125 mm, la carcasa del motor eléctrico consiste en dos piezas de carcasa esencialmente en forma de pote, de las que una se puede insertar telescópicamente en la otra para la reducción de la reacción longitudinal del inducido inicialmente demasiado grande al valor deseado, que permite esperar menos generación de ruidos durante la operación del motor eléctrico. Tras el ajuste del juego axial al valor deseado, se efectúan cordones de soldadura en ambas piezas de carcasa, de forma que se conserve la alineación mutua de las piezas de la carcasa y, por tanto, el juego axial ajustado. En este estado, el cubo del rodete de ventilador presenta una distancia axial a un caquillo de cojinete adyacente. Los discos anulares se elaboran, por ejemplo, de chapa de acero y se diseñan por el perímetro en forma de borde de plato, de forma que sirvan además para el suministro de superficies lisas de rodamiento axial y también como anillos centrífugos para aceite, con el que se impregnan las cubiertas porosas de rodamiento liso.
El documento de patente US-3.624.434 presenta un motor eléctrico, previsto, por ejemplo, para la combinación con el rodete de ventilador conforme al ya citado documento de patente US-3.264.506. Este motor eléctrico tiene una carcasa, un inducido, un colector y dos rodamientos lisos en la carcasa, un eje del inducido montado mediante los rodamientos lisos y soportando al inducido y al colector, que presenta un extremo del eje del inducido sobresaliente de la carcasa, sobre el que se fija un cubo de un rodete de ventilador, presentando ambos rodamientos lisos casquillos de rodamiento liso, que acogen al eje del inducido, con superficies planas frontales de soporte y formando ambas superficies planas frontales de soporte de uno de los casquillos de rodamiento liso junto con un disco anular entre el colector y este casquillo de rodamiento liso dispuesto en torno al eje del inducido y con un anillo de tope axial presionado, al otro lado del disco anular, sobre un extremo libre del eje del inducido conectado a través del casquillo de rodamiento liso, un rodamiento axial que actúa en dos direcciones para el eje del inducido. Por esto, el rodamiento liso formado por el disco anular y el anillo de tope axial y el casquillo de deslizamiento situado en medio es, conforme al uso del idioma alemán, un llamado rodamiento fijo. A diferencia de esto, el otro rodamiento liso, al que se une el extremo del eje del inducido definido para el rodete de ventilador, es, conforme al uso del idioma alemán, un llamado rodamiento libre. Por tanto, se estima, que este cojinete libre genera únicamente fuerzas radiales de almacenamiento y no opone ninguna resistencia a un desplazamiento del eje del inducido, o sea, acoge al eje del inducido suelto en dirección axial. El disco anular está formado de chapa como componente de rodamiento axial y tiene un borde similar a un plato, de forma que el disco anular sirva, además de para la preparación de una superficie axial plana de soporte, también como anillo centrífugo de aceite para evitar el desplazamiento de aceite del casquillo poroso de rodamiento liso hacia el colector.
Ventajas de la invención
La combinación motor eléctrico-rodete de ventilador conforme a la presente invención con las características típicas de la Reivindicación 1 es económica, porque un cubo del rodete de ventilador necesario en cualquier caso ahorra el objetivo del anillo de tope axial conforme al estado actual de la técnica para la formación de un rodamiento axial. Por este motivo se ahorra un espacio de montaje previsto en la carcasa del motor eléctrico del estado de la técnica para el anillo de tope axial.
Con las medidas especificadas en las Reivindicaciones adicionales se posibilitan ordenaciones beneficiosas de la combinación motor eléctrico-rodete de ventilador indicada en la Reivindicación 1.
La característica típica de la Reivindicación 2 proporciona la ventaja de una limitación elástica y, por tanto, reductora del ruido de la movilidad del eje del inducido respecto a la carcasa del motor eléctrico. Conforme a esto, con la carcasa del motor eléctrico o el rodete de ventilador se evitan golpes fuertes del cubo del rodete de ventilador contra el casquillo de rodamiento liso y, por tanto, la irradiación del molesto ruido de traqueteo.
La característica típica de la Reivindicación 3 indica un ejemplo de ejecución elaborable económicamente.
Las características típicas de las Reivindicaciones 4 y 5 se pueden aplicar alternativamente y ofrecen la ventaja de un montaje facilitado del cubo del rodete del ventilador sobre el extremo del eje del inducido, ya que un ajuste prensado conforme a la Reivindicación 3 puede conformarse menos tirante. Para los ejemplos de conformación de las Reivindicaciones 4 y 5 es suficiente un ajuste del encaje fijo ligero para la disposición del cubo respectivo sobre el extremo del eje del inducido.
El procedimiento con las características típicas de la Reivindicación 6 proporciona la ventaja de que, para el ajuste del juego axial, no se tiene que introducir ningún calibrador de espesores entre el casquillo de rodamiento liso y el cubo del rodete de ventilador. De esta forma puede diseñarse un cuerpo de soporte, que parte del cubo y es portador de un número de álabes del ventilador, en forma de cubierta y, en este caso, rodeando al motor eléctrico a lo largo de parte de su longitud.
El procedimiento con las características típicas de la Reivindicación 7 se aplica para la elaboración de la combinación motor eléctrico-rodete de ventilador conforme a la Reivindicación 3.
Diseño
En el diseño se representan cuatro ejemplos de ejecución de la combinación motor eléctrico-ventilador conforme a la invención y se explica a fondo en la siguiente descripción. Muestran: la Figura 1, un primer ejemplo de ejecución de la combinación motor eléctrico-rodete de ventilador conforme a la invención en corte longitudinal; la Figura 2, un perfeccionamiento del ejemplo de ejecución de la Figura 1, la Figura 3, un tercer ejemplo de ejecución y la Figura 4, un cuarto ejemplo de ejecución de una combinación motor eléctrico-rodete de ventilador conforme a la invención.
Descripción de los ejemplos de ejecución
El primer ejemplo de ejecución de una combinación motor eléctrico-rodete de ventilador 2 conforme a la Figura 1 consiste en un motor eléctrico 3 y un rodete de ventilador 4 accionable por éste.
El motor eléctrico 3 posee una carcasa 5, que consiste en un cuerpo de conclusión en forma de tubo 6 y las piezas de carcasa 7 y 8 colocadas a su lado, esencialmente en forma de pote, al menos un imán permanente 9 dispuesto en el cuerpo de conclusión 6, un inducido 10 con colector 11 asignado, al menos unas escobillas de carbón 12 y medios de guía de las escobillas de carbón 13, un eje del inducido 14 y dos rodamientos lisos 15, 16 que acogen al eje del inducido 14. En el ejemplo de ejecución, el rodamiento liso 16 presenta casquillos de rodamiento liso 17, que frontalmente exhiben superficies planas de soporte 18, diseñadas preferentemente lisas y de forma que discurran anularmente. Los casquillos de rodamiento liso presentan por fuera zonas 19 formadas de manera conocida en forma de calota para la incorporación basculante en las piezas de la carcasa 7 y 8. Para este propósito, las piezas de la carcasa 7 y 8 exhiben piezas moldeadas similares a embudos 19, contra las que se presionan los casquillos de rodamiento liso 17 mediante lengüetas elásticas 20, procedentes de abrazaderas 21.
Entre el colector 11 y el rodamiento liso 16 y/o su casquillo 17 se inserta un elemento 22, que rodea al eje del inducido 14 a semejanza de un disco anular y está configurado en la zona de su borde externo en forma de plato, para servir de anillo centrífugo de aceite, para este aceite, que fluye en cada caso hacia fuera del casquillo de rodamiento liso 17 a lo largo del eje del inducido y debe mantenerse apartado del colector 11. También se inserta un elemento 22 construido de manera idéntica entre el inducido 10 y el casquillo 17 de rodamiento liso 15. Aquí, el elemento 22 sirve como una arandela anular de tope operando conjuntamente con una superficie plana frontal de soporte 18 del casquillo de rodamiento liso 17. Por ejemplo, este elemento 22 se elabora de un material elástico gomoso, por ejemplo, un elastómero termoplástico. De esta forma, el elemento 22 impide la producción de ruidos metálicos de impacto con motivo de los inevitables movimientos relativos del inducido 10 en la dirección del casquillo de rodamiento liso 17 portado en la pieza de la carcasa 7.
El eje del inducido 14 tiene un extremo del eje del inducido 23, que sobresale a lo largo de la pieza de la carcasa 7 mediante el casquillo de rodamiento liso 17, para el soporte y accionamiento del rodete de ventilador 4. Para ello, el rodete de ventilador 4 posee un cubo 24 comprendiendo el extremo del eje del inducido 23, que se presiona sobre el extremo del eje del inducido 23 en el primer ejemplo de ejecución. De esta forma se fija suficientemente el cubo 24 respecto al extremo del eje del inducido 23, tanto en dirección axial como también en la dirección perimetral. El cubo 24 tiene una superficie axial de tope 25 para la superficie plana de soporte 18 adyacente del casquillo de rodamiento liso 17. El elemento 22 que sirve aquí como arandela de tope se soporta indirectamente en cualquier modo, por ejemplo, perteneciente al estado actual de la técnica, en dirección axial respecto al inducido 18. En la Figura 1 se representa adjunto el elemento 22 en una superficie plana de soporte 18 del casquillo de rodamiento liso 17 situado en la pieza de la carcasa 7, a cambio de lo que entre la otra superficie plana de soporte 18, que pertenece a este casquillo de rodamiento liso 17, y la superficie axial de tope 25 del cubo 24 se representa una distancia axial A. Esta distancia axial A puede ajustarse mediante alineación axial del cubo 24 respecto al elemento 22 sostenido indirectamente en el inducido 10. Este juego axial A se representa exageradamente grande en la Figura 1 y, en la práctica, se ajusta, por ejemplo, a 0,1 mm.
Entre el casquillo de rodamiento liso 17 en la pieza de la carcasa 8 y el elemento 22 colocado allí se prevé una distancia B. Esta distancia B es intencionadamente mayor que la distancia A descrita. Esto tiene como consecuencia, que el eje del inducido se puede desplazar longitudinalmente de manera intencionada sin trabas dentro del casquillo de rodamiento liso 17 sostenido por la pieza de la carcasa 8, a cambio de lo que la desplazabilidad del eje del inducido 14 respecto al casquillo de rodamiento liso 17 portado en la pieza de la carcasa 7 está limitada a la medida de la distancia axial A. De esta forma, el rodamiento liso 15 transportado por la pieza de la carcasa 7 es tanto un rodamiento liso radial como también un rodamiento axial que actúa en dos direcciones y, por tanto, conforme al uso del idioma alemán, un llamado rodamiento fijo. A diferencia de esto, el otro rodamiento liso 16 es, tal y como se da a entender mediante la desplazabilidad no limitada en sí del eje del inducido 14, un llamado cojinete libre.
Al cubo 24 del rodete de ventilador 4 se le incorpora una estornija principalmente tipo disco 26 en el primer ejemplo de ejecución, que luce aletas del rodete del ventilador 27 en su perímetro. Estas se representan simplificadamente y se fijan unas respecto a otras con un anillo 28 a distancia axial de la estornija 26. El cubo 24, la estornija 26, las aletas del rodete del ventilador 27 y el anillo 28 se inyectan, en el ejemplo, como componente integral de un material termoplástico. Sin embargo, queda a la discreción de un constructor, preparar el rodete de ventilador 4 al menos parcialmente de un material metálico. Por ejemplo, el rodete de ventilador 4 puede también, conforme al documento de patente US-3,264,506, fijarse sobre el extremo del eje del inducido 23.
Si, como en el ejemplo representado conforme a la Figura 1, la estornija tipo disco 26 dificulta o evita el acceso al juego axial designado con A entre el casquillo de rodamiento liso 17 y la superficie axial de tope 25 del cubo 24, el juego axial A se ajusta conforme al procedimiento descrito a continuación:
Una cara frontal 29 del eje del inducido 14 presente en la pieza de la carcasa 8 se soporta tras el ensamblaje del motor eléctrico 3 en un modo no representado. Entonces se lleva el cubo 24 contra el soporte no representado en alineación con el extremo del eje del inducido 23 y a lo largo de éste sobre el eje del inducido 14 se presiona dejando una distancia axial entre la superficie axial de tope 25 y el casquillo asignado de rodamiento liso 17, siendo esta distancia axial con seguridad mayor que la distancia axial a ajustar A. Entonces se desplaza, por ejemplo, la carcasa 5 del motor eléctrico 3 respecto al eje del inducido 14 y, en este caso, se mide la magnitud de la distancia de desplazamiento, por ejemplo, considerando una compresión elástica (que se verifica opcionalmente) del elemento 22 asignado al rodamiento liso 15. De la medida del desplazamiento determinada en este caso se sustrae un valor de la magnitud del juego axial A deseado, después de lo cual el resultado obtenido designa/indica una medida del desplazamiento para un desplazamiento adicional del cubo 24 respecto al inducido 10 mediante una prensa. Este procedimiento es viable, por ejemplo, a mano o automáticamente. En el último caso se necesita un control para la prensa, que obtiene sus parámetros de un dispositivo automático de medida de la distancia de desplazamiento.
El segundo ejemplo de ejecución de una combinación motor eléctrico-rodete de ventilador 2a conforme a la Figura 2 se distingue del ejemplo de ejecución conforme a la Figura 1, por el hecho de que, entre el cubo 24 del rodete de ventilador 4 y el casquillo adyacente 17 de rodamiento liso 15, se inserta un anillo amortiguador 30. Este anillo amortiguador 30 se elabora, por ejemplo, como el elemento 22, de un material elástico gomoso como un elastómero termoplástico y actúa, como su propio nombre indica, como elemento amortiguador por una parte y, por otra parte, también como arandela anular de tope; por tanto, el rodamiento liso 15, como en el ejemplo de la Figura 1, actúa también como rodamiento axial. De nuevo se representa un juego axial A de este rodamiento liso 15 exageradamente grande entre el casquillo de rodamiento liso 17 y el anillo amortiguador 30. El juego axial A está inscrito/señalado, por este motivo, en esta posición, porque mediante el desplazamiento relativo de la carcasa 5 (especificado en el procedimiento descrito) respecto al eje del inducido 14 y, por tanto, al inducido 10, cuando el anillo amortiguador 30 rodea con tensión radial el extremo del eje del inducido 23 A, en este sentido, tiende a permanecer en el cubo 24. Puede reconocerse, que mediante la disposición del anillo amortiguador 30 se evita un contacto mecánico directo entre casquillo de rodamiento liso 17 el fabricado normalmente de metal y el cubo 24 elaborado de plástico relativamente duro o metal del rodete de ventilador 4. El impedimento de un contacto mecánico duro mediante el anillo amortiguador 30 es, por consiguiente, una medida reductora del ruido.
El tercer ejemplo de ejecución de una combinación motor eléctrico-rodete de ventilador 2b conforme a la Figura 3 se distingue del primer ejemplo de ejecución conforme a la Figura 1, porque un cubo 24 b de un rodete de ventilador 4b está acondicionado para la incorporación de al menos un tornillo de apriete 31. Este tornillo de apriete 31 tiene, por ejemplo, una hexágona interna 32 conocida en sí, no tiene cabeza y tiene, por este motivo, la forma de un llamado espárrago allen. Uno de estos tornillos de apriete 31 puede disponerse como un medio adicional de fijación al encaje a presión descrito anteriormente del cubo 24 sobre el extremo del eje del inducido 23 del ejemplo de ejecución descrito anteriormente. Por otra parte, puede preverse sin embargo también, gracias a la disposición de al menos un tornillo de apriete 31, un encaje a presión menos tensamente o, sin embargo, un ajuste indeterminado hasta un ajuste fijo ligero. Esto facilita el ajuste del cubo 24b relativo al inducido 10.
El cuarto ejemplo de ejecución de una combinación motor eléctrico-rodete de ventilador 2c conforme a la Figura 4 se distingue del tercer ejemplo de ejecución conforme a la Figura 3 porque un cubo 24c de un rodete de ventilador 4c presenta una ranura 33 inclinada hacia el extremo del eje del inducido 23, en la que puede embutirse una chaveta 34. De esta forma puede renunciarse a un ajuste prensado tenso del primer ejemplo de ejecución. Por ejemplo, para la alineación del cubo 24c sobre el extremo del eje del inducido 23 puede preverse un ajuste corredizo y puede generarse una resistencia al desplazamiento beneficiosa para el ajuste del juego axial A mediante la chaveta 34 por desplazamiento en la ranura 33.
De la descripción de las diferencias respecto a la fijación de los diversos cubos 24, 24b y 24c sobre el respectivo extremo del eje del inducido 23 se infiere, que la idea de producir un rodamiento axial con juego axial ajustable A, con ayuda de una superficie axial de tope presente en un cubo de un rodete de ventilador, es independiente de en qué modo se fije finalmente el cubo en cuestión sobre el extremo asignado del eje del inducido de forma segura en el funcionamiento. Por ejemplo, se podría emprender, cuando uno de estos cubos sea de acero, un aseguramiento por disposición de cordón de soldadura.
El empleo anteriormente descrito de un cubo de un rodete de ventilador como un componente de un rodamiento axial, que presenta un casquillo de rodamiento liso 17 con superficies planas frontales de soporte 18, no está ligado a la disposición de un colector 11 representada en la Figura 1. Antes bien, también puede emplearse un rodamiento axial del tipo descrito en un motor eléctrico diferentemente construido de una combinación motor eléctrico-rodete de ventilador.

Claims (7)

1. Combinación motor eléctrico-rodete de ventilador (2) con una carcasa (5), con un inducido (10) en la carcasa, con dos rodamientos lisos (15, 16) en la carcasa, con un eje del inducido (14) montado mediante los rodamientos lisos y soportando al inducido, que presenta un extremo del eje del inducido (23) sobresaliente de la carcasa, y con un rodete de ventilador (4), que presenta un cubo (24), que se fija al extremo del eje del inducido, presentando ambos rodamientos lisos (15, 16) casquillos de rodamiento liso (17) que acogen al eje del inducido (14) con superficies frontales planas de soporte (18) y ambas superficies frontales planas de soporte de uno de los casquillos de rodamiento liso junto con un elemento en forma de disco anular (22) dispuesto en torno al eje del inducido entre el inducido (10) y este casquillo de rodamiento liso y un tope axial orientado hacia la superficie frontal plana de soporte opuesta de este casquillo de rodamiento liso (17) y fijado sobre el eje del inducido, formando un rodamiento axial que actúa en dos direcciones, caracterizada porque el cubo (24, 24b, 24c) del rodete de ventilador (4, 4b, 4c) forma el tope axial (25) de rodamiento axial (15; 17, 22, 23, 24).
2. Combinación motor eléctrico-rodete de ventilador acorde a la Reivindicación 1, caracterizada porque entre el cubo (24) del rodete de ventilador (4) y una superficie frontal plana de soporte (18) del casquillo de rodamiento liso (17) de rodamiento liso (15) se incorpora un anillo amortiguador (30) rodeando el extremo del eje del inducido (23) de material elástico gomoso.
3. Combinación motor eléctrico-rodete de ventilador acorde a la Reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el cubo (24) del rodete de ventilador (4) se presiona sobre el extremo del eje del inducido (23, 23a).
4. Combinación motor eléctrico-rodete de ventilador acorde a la Reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el cubo (24b) del rodete de ventilador (4b) se fija con al menos un tornillo de apriete (31) sobre el extremo del eje del inducido (23).
5. Combinación motor eléctrico-rodete de ventilador acorde a la Reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el cubo (24c) del rodete de ventilador (4c) se fija con una chaveta (34) sobre el extremo del eje del inducido (23).
6. Procedimiento de elaboración de una combinación motor eléctrico-rodete de ventilador (2) con una carcasa (5), con un inducido (10) en la carcasa, con dos rodamientos lisos (15, 16) en la carcasa, con un eje del inducido (14) montado mediante los rodamientos lisos y soportando al inducido, que presenta un extremo del eje del inducido (23) sobresaliente de la carcasa, y con un rodete de ventilador (4), que presenta un cubo (24), que se fija al extremo del eje del inducido, presentando ambos rodamientos lisos (15, 16) casquillos de rodamiento liso (17) que acogen al eje del inducido con superficies frontales planas de soporte y ambas superficies frontales planas de soporte (18) de uno de los casquillos de rodamiento liso junto con un elemento en forma de disco anular (22) dispuesto en torno al eje del inducido entre el inducido y este casquillo de rodamiento liso y un tope axial orientado hacia la superficie frontal plana de soporte opuesta (18) de este casquillo de rodamiento liso y fijado sobre el eje del inducido, formando un rodamiento axial que actúa en dos direcciones, formando el cubo (24) del rodete de ventilador (4) un tope axial con un extremo dirigido contra una superficie plana de soporte del casquillo de rodamiento liso, caracterizado porque tras el ensamblaje del motor eléctrico (3) el cubo (24, 24b, 24c) del rodete de ventilador (4, 4b, 4c) se empuja sobre el extremo del eje del inducido (23, 23a) dejando un espacio para la próxima superficie plana de soporte (18) del próximo casquillo de rodamiento liso (17), porque el eje del inducido (14) se desplaza al menos una vez, porque se mide la distancia de desplazamiento, porque del valor medido de la distancia de desplazamiento se resta un valor de la magnitud (A) del juego axial deseado (A) y porque un dispositivo de desplazamiento es controlado, en base a un valor calculado de este tipo, para el desplazamiento del cubo (24, 24b, 24c) sobre el extremo del eje del inducido (23, 23a) en la dirección del inducido (10) en torno a una distancia de desplazamiento asociada al calculado valor.
7. Procedimiento acorde a la Reivindicación 6, caracterizado porque como dispositivo de desplazamiento se utiliza una prensa controlable, que se presiona frontalmente contra el cubo (24, 24b, 24c) empujando en la dirección del inducido (10), mientras que el eje del inducido (14) está soportado frontalmente.
ES99950472T 1998-10-12 1999-07-30 Combinacion motor electrico-rodete de ventilador y procedimiento para su elaboracion. Expired - Lifetime ES2278458T3 (es)

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