ES2955188T3 - Método y dispositivo para producir una disposición con un soporte de devanado ranurado y un devanado de bobina para máquina eléctrica - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo para fabricar una disposición con un soporte de bobina ranurado (2) y un bobinado para una máquina eléctrica. El procedimiento prevé lo siguiente: disponer un soporte de bobinado ranurado (2) con ranuras (3) para recibir cada una un elemento de bobina (4) de un bobinado sobre el soporte de bobinado ranurado (2) en un soporte de pieza de trabajo (1) de una dispositivo de fabricación; Disponer los elementos helicoidales (4) en una posición inicial delante de una ranura (3) asignada respectiva del soporte de bobinado ranurado (2), en la que el elemento helicoidal (4) está dispuesto en dirección radial frente a la ranura (3); y mover los elementos helicoidales (4) desde la posición inicial a una posición montada, en la que el elemento helicoidal (4) está dispuesto en la ranura (3) asignada respectivamente. Para los elementos de bobina (4) también está previsto lo siguiente: suministro de un dispositivo de transferencia (6) al elemento de bobina (4), de manera que el elemento de bobina (4) y una superficie de presión del dispositivo de transferencia (6) estén en un soporte de bobina ranurado que se extiende en dirección axial (2) con una superficie de contacto (5) entra en contacto de forma plana; y desplazar el dispositivo de transferencia (6) por medio de un dispositivo de accionamiento (7), que desplaza el dispositivo de transferencia (6) en dirección radial manteniendo el contacto plano, de modo que el elemento de bobina (4) se desplaza dentro de la ranura asociada. (3). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método y dispositivo para producir una disposición con un soporte de devanado ranurado y un devanado de bobina para máquina eléctrica
La presente invención se refiere a un método y dispositivo para producir una disposición con un soporte de deva nado ranurado y un devanado de bobina para máquina eléctrica.
Antecedentes
Los estatores y rotores para máquinas eléctricas suelen tener un soporte de devanado ranurado, que también se denomina núcleo laminado ranurado y tiene, por lo general, una forma cilíndrica. Se proporcionan ranuras en el soporte de devanado, que sirven para recibir elementos de bobina para un devanado de bobina. Durante la produc ción de una disposición de este tipo con un soporte de devanado ranurado, se utilizan herramientas de producción para disponer o introducir los elementos de bobina en ranuras asociadas del soporte de devanado ranurado.
El documento DE 112016000469 T5 describe un dispositivo de producción de estatores con una herramienta de inserción, una herramienta de prensado, un par de herramientas de conformación y una unidad de movimiento para las herramientas de conformación. La herramienta de prensado se desplaza en dirección axial con respecto al núcleo de estator ranurado y los elementos de bobina para introducir elementos de bobina en las ranuras de un núcleo de estator. La herramienta de prensado tiene prensas en forma de placa que, durante el desplazamiento axial de la herramienta de prensado, se presionan contra los elementos de bobina para desplazar estos últimos en las ranuras del núcleo del estator. Para lograr este despla zamiento por medio del movimiento axial de la herramienta de prensado, la herramienta de prensado está diseñada de forma cónica en la punta, con el resultado de que las superficies oblicuas que surgen como resultado, se deslizan a lo largo de los elementos de bobina y causan así su desplazamiento en la dirección radial hacia la ranura asociada.
El documento US 2014/201979 A1 describe un dispositivo de producción para un estator de una máquina eléctrica giratoria, cuyo dispositivo de producción comprende un dispositivo de sujeción, una sección de soporte, mecanismos de conexión y secciones de prensado. El dispositivo de sujeción presenta ranuras de sujeción dentro de las que pue den insertarse, en cada caso, partes lineales de las bobinas. El dispositivo de sujeción puede estar dispuesto en el lado interior de un núcleo de estator, mientras que las ranuras están, en cada caso, orientadas hacia las aberturas de las ranuras. Cada uno de los mecanismos de conexión tiene un elemento de expulsión y una conexión. La conexión mueve un elemento de expulsión correspondiente en una dirección desde la sección inferior de la ranura de contención hasta una ranura correspondiente y en una dirección de la ranura a la sección inferior. Los elementos de expulsión pueden ejercer simultáneamente una fuerza de prensado sobre todos los extremos de bobina de las bobinas desde la dirección axial del núcleo del estator de forma sincronizada con los mecanismos de conexión.
El documento US 2.829.428 A describe un cabezal de inserción para máquinas para insertar bobinas de estator en las máquinas. El cabezal de inserción pretende hacer posible, con una sola máquina para insertar bobinas de estator, insertar bobinas en estatores con diferentes diámetros y longitudes dentro de amplios límites.
El documento FR 2896352 A1 se refiere a un dispositivo para transferir un devanado de un estator de una máquina eléctrica giratoria, cuyo devanado se monta sobre un soporte anular, a una empaquetadura de láminas del estator.
Sumario
El objeto de la invención es especificar un método y un dispositivo para producir una disposición con un soporte de bobina ranurado y una bobina para una máquina eléctrica, dicho método y dispositivo hacen posible un proceso de fabricación mejorado con respecto a la disposición de elementos de bobina del devanado de bobina en las ranuras del soporte de devanado.
Según las reivindicaciones independientes, se proporciona un método y un dispositivo para producir una disposición con un soporte de devanado ranurado y un devanado de bobina para una máquina eléctrica. Las realizaciones son el objeto de las subreivindicaciones dependientes.
Con la ayuda de la tecnología propuesta, es posible de forma simple y eficiente desplazar los elementos de bobina en la ranura asociada respectiva, con el resultado de que el elemento de bobina se disponga al menos en secciones dentro de la ranura. En la región de la ranura, la sección del elemento de bobina dispuesto en la misma está aislada eléctricamente con respecto al soporte de devanado ranurado por medio de un aislamiento de ranura. La producción y la formación de un aislamiento de ranura de este tipo se conoce como tal en diversas realizaciones. Por ejemplo, los elementos de bobina ya pueden estar provistos de un aislamiento de ranura antes de la introducción en la ranura asociada del soporte de devanado ranurado. Como alternativa o adicionalmente, la introducción de un aislamiento de ranura en la ranura puede proporcionarse antes de la introducción del elemento de bobina. El mantenimiento del contacto superficial entre el ele mento de bobina y el dispositivo de transferencia evita una inclinación del elemento de bobina durante el desplazamiento hacia la ranura y ayuda así a una introducción del elemento de bobina en la ranura lo más libre posible de problemas.
Si la dirección axial del soporte de devanado ranurado está alineada verticalmente, la superficie de contacto se extiende de pie o en dirección vertical.
Durante el desplazamiento de la posición inicial a la ranura, el elemento de bobina se puede mover exclusivamente en dirección radial después de la formación del contacto superficial con el dispositivo de transferencia.
El dispositivo de transferencia forma una herramienta intermedia o de transferencia entre el elemento de bobina que se va a desplazar y el dispositivo de accionamiento. El dispositivo de accionamiento está acoplado al dispositivo de transferencia para el desplazamiento del elemento de bobina en la ranura, es decir, inicialmente para la formación del contacto superficial. El dispositivo de accionamiento y el dispositivo de transferencia están previamente desacoplados entre sí. Un desacopla miento de este tipo se proporciona también (nuevamente) después de que se completa el desplazamiento del elemento de bobina en la ranura. Para ello, el dispositivo de accionamiento se desacopla del dispositivo de transferencia y se reinicia. El dispositivo de accionamiento está configurado para reiniciar de nuevo el dispositivo de transferencia después de la introduc ción del elemento de bobina en la ranura para liberar el dispositivo de transferencia del elemento de bobina.
La formación de la superficie de contacto para el contacto superficial del dispositivo de transferencia sobre el elemento de bobina se puede formar sobre una parte o la longitud total de un brazo lateral del elemento de bobina. En diferentes realiza ciones, los elementos de bobina pueden estar configurados como elementos de bobina en forma de barra, en donde los brazos laterales en forma de barra están conectados en la región de cabezal por medio de una sección en forma de U o en forma de V. Los elementos de bobina se pueden realizar como las denominadas horquillas, pasadores en I.
El o los dispositivos de transferencia se pueden formar con una corredera en I, una corredera en T o una corredera escalonada.
La superficie de contacto puede estar formada al menos parcialmente en el área de una guía proporcionada en el dispo sitivo de transferencia y dispuesta al menos por secciones en la superficie de prensado. El contacto superficial entre el dispositivo de transferencia y el elemento de bobina puede formarse parcial o exclusivamente en el área de la guía en el dispositivo de transferencia. La guía en el dispositivo de transferencia puede comprender estructuras superficiales que discurren en dirección axial, por ejemplo, una depresión, por ejemplo en forma de ranura, o una proyección.
Los dispositivos de transferencia se pueden accionar simultáneamente para los elementos de bobina, con el resul tado de que los elementos de bobina se desplacen simultáneamente en la ranura asociada respectiva. De esta manera, una pluralidad de o todos los elementos de bobina se desplazan simultáneamente de la posición inicial respectiva a la posición montada en donde el elemento de bobina está dispuesto total o parcialmente en la ranura asociada del soporte de devanado ranurado.
Los elementos de bobina pueden estar dispuestos en la posición inicial en un espacio interior del soporte de deva nado ranurado, estando cada uno opuesto a una ranura interna del soporte de devanado ranurado. El soporte de devanado ranurado puede tener una forma cilíndrica. Las ranuras internas se pueden formar circunferencialmente de forma continua y separadas entre sí. La introducción de uno o más elementos de bobina en las ranuras asociadas se puede realizar simultáneamente.
El dispositivo de accionamiento puede contactar simultáneamente con el dispositivo de transferencia para el des plazamiento (cambio) en lados opuestos con respecto a la superficie de contacto y aplicarle una fuerza de accio namiento. El contacto simultáneo y la aplicación de la fuerza de accionamiento pueden evitar o contrarrestar una inclinación de la superficie de contacto a una posición inclinada. Se hace posible una inserción simultánea de los elementos de bobina en la ranura correspondiente. El contacto simultáneo en los lados opuestos se puede realizar por encima y por debajo del soporte de devanado ranurado. En esta u otras realizaciones, la fuerza de acciona miento puede introducirse como una fuerza de compresión o tracción en el dispositivo de transferencia. Esta reali zación se puede proporcionar si solo se proporciona un contacto de un lado en el dispositivo de transferencia.
El dispositivo de transferencia puede guiarse en una guía de herramienta asociada al menos a lo largo de una parte de una trayectoria de desplazamiento que el dispositivo de transferencia realiza durante el desplazamiento por medio del dispositivo de accionamiento. La guía de herramienta puede estar dispuesta fuera y/o dentro del espacio interior del soporte de devanado ranurado. Por ejemplo, los elementos de guía de la guía de herramienta pueden estar dispuestos por encima y/o por debajo del soporte de devanado ranurado. La guía de herramienta puede tener una o más guías de ranura para el dispositivo de transferencia.
En el dispositivo de accionamiento, se acciona un mecanismo de palanca con brazos de palanca desplazables entre sí para el desplazamiento del dispositivo de transferencia, con el resultado de que un elemento de acoplamiento en uno de los brazos de palanca, que se acopla al dispositivo de transferencia desplazando los elementos de bobina, se desplaza entre una posición inicial y una posición final, con el resultado de que el dispositivo de transferencia se desplaza en la dirección radial. El mecanismo de palanca se puede formar con un mecanismo de palanca basculante. Los brazos de palanca del mecanismo de palanca pueden estar dispuestos en uno o ambos lados del soporte de devanado ranurado, por ejemplo, por encima y/o por debajo del núcleo del estator. Si el mecanismo de palanca está configurado con brazos de palanca correspondientes en ambos lados, los dispositivos de transferencia pueden contactarse y accionarse
simultáneamente en lados opuestos con respecto a la superficie de contacto. Está previsto que con ayuda del mecanismo de palanca para los dispositivos de transferencia se realice un movimiento de tracción en dirección radial hacia las ranuras del soporte de devanado ranurado. Los elementos de acoplamiento sirven para acoplarse o conectarse al dispositivo de transferencia para introducir en éste la fuerza de accionamiento proporcionada por el mecanismo de palanca.
Después de la disposición de los elementos de bobina en las ranuras, se puede realizar una conformación del cabezal en uno o ambos lados del núcleo del estator. Durante la conformación del cabezal, puede estar previsto doblar los extre mos de cabezal de los elementos de bobina para el devanado de bobina en una dirección preferida. La conformación del cabezal se puede realizar con una herramienta de conformación que actúa sobre los extremos de cabezal en uno o ambos lados extremos del soporte de devanado ranurado. La conformación del cabezal puede llevarse a cabo mientras los elementos de bobina se siguen apoyando contra el dispositivo de transferencia, lo que puede proporcionar como resultado un soporte opcional adicional de los elementos de bobina durante la conformación del cabezal.
Durante la introducción de los elementos de bobina en las ranuras, puede estar previsto que, después de la introduc ción, se vuelva a prensar con ayuda de los dispositivos de transferencia para comprimir el devanado en la ranura.
En relación con el dispositivo para producir una disposición con un soporte de devanado ranurado y un devanado de bobina para una máquina eléctrica, las realizaciones explicadas anteriormente en relación con el método pueden proporcionarse en correspondencia.
Después de la producción de la disposición con soporte de devanado ranurado y del devanado de bobina, este último puede utilizarse para producir un rotor o un estator para una máquina eléctrica.
Descripción de las realizaciones ilustrativas
A continuación se explican con más detalle realizaciones ilustrativas adicionales con referencia a las figuras de un dibujo. En las figuras:
la Figura 1 muestra una representación esquemática de una disposición para introducir elementos de bobina en ranuras de un soporte de devanado ranurado por medio de un mecanismo de palanca en una posición inicial de los elementos de bobina;
la Figura 2 muestra una representación esquemática de la disposición de la Figura 1, en donde el dispositivo de accionamiento se acopla a un dispositivo de transferencia;
la Figura 3 muestra una representación esquemática de la disposición de la Figura 1, en donde los elementos de bobina se desplazan hacia las ranuras del soporte de devanado ranurado;
la Figura 4 muestra una representación esquemática de la disposición de la Figura 1, en donde el dispositivo de accionamiento se reinicia;
la Figura 5 muestra una representación esquemática en perspectiva de una disposición de un soporte de devanado ranurado con dispositivos de transferencia asociados respectivamente con las ranuras, y
la Figura 6 muestra una representación en perspectiva esquemática de la disposición de la Figura 5, en donde los dispositivos de transferencia se desplazan más hacia el interior de las ranuras.
La Figura 1 muestra una representación esquemática de una disposición con un portapiezas 1, en donde se sujeta un soporte 2 de devanado ranurado. En la realización mostrada, el soporte 2 de devanado ranurado está realizado cilíndricamente con una sección transversal circular y presenta ranuras internas 3, en donde deben introducirse elementos 4 de bobina para formar un devanado de bobina en el soporte 2 de devanado ranurado.
Según la Figura 1, los elementos 4 de bobina entran en contacto superficial con un dispositivo 6 de transferencia en la región de una superficie 5 de contacto que se extiende en la dirección axial del soporte 2 de devanado ranu rado. En la representación mostrada en la Figura 1, la superficie 5 de contacto está alineada verticalmente. Un dispositivo 6 de transferencia está asociado respectivamente con los elementos 4 de bobina que van a ser introdu cidos en la respectiva ranura 3. En la representación de la Figura 1, el contacto de área se forma después de que el dispositivo 6 de transferencia haya avanzado sobre los elementos 3 de bobina.
Se proporciona un dispositivo 7 de accionamiento que, en la realización de la Figura 1, tiene un mecanismo 8 de palanca con brazos 8a, 8b de palanca por encima y por debajo del soporte 2 de devanado ranurado. El dispositivo 7 de accionamiento está configurado para acoplarse al dispositivo 6 de transferencia para mover este último en la dirección radial (horizontal mente en la Figura 1) mientras mantiene el contacto superficial con el elemento 4 de bobina para así introducir los elementos 4 de bobina en la ranura asociada 3. Para llevar a cabo esto, según la Figura 2, los elementos 9 de acoplamiento en el brazo 8b de palanca se acoplan al dispositivo 6 de transferencia. En la realización representada, esto tiene lugar por encima y por debajo del soporte 2 de devanado ranurado, por ejemplo, simultáneamente. El mecanismo 8 de palanca es entonces
accionado por medio del dispositivo 7 de accionamiento, que muestra la Figura 3, para desplazar el dispositivo 6 de transfe rencia radialmente hacia fuera y así introducir los elementos 4 de bobina en la ranura asociada 3.
A continuación, el dispositivo 7 de accionamiento se puede reiniciar con el mecanismo 8 de palanca (véase Figura 4) para liberar posteriormente el soporte 2 de devanado ranurado con los elementos 4 de bobina dispuestos allí para un devanado de bobina del portapiezas 1.
Las Figuras 5 y 6 muestran una representación esquemática en perspectiva de una disposición con el soporte 2 de devanado ranurado y los dispositivos 6 de transferencia respectivamente asociados a las ranuras 3, que se desplazan en dirección radial para introducir los elementos de bobina (no mostrados) en las ranuras 3. Según el ejemplo de las Figuras 5 y 6, los dispositivos 6 de transferencia tienen un ancho que cambia en la dirección radial, en donde las secciones radialmente internas 6a son más estrechas que una sección radialmente externa 6b. De esta manera, por ejemplo, se puede proporcionar la forma de un troquel o corredera en T, en donde la sección radialmente externa 6b puede tener una forma negativa de a una sección asociada de las ranuras 3.
Las características expuestas en la descripción anterior, las reivindicaciones y el dibujo pueden ser importantes tanto individualmente como en cualquier combinación deseada para la realización de las diversas realizaciones, dentro del alcance de la invención que se define en las reivindicaciones.
Claims (9)
1. Método para producir una disposición con un soporte (2) de devanado ranurado y un devanado de bobina para una maquina eléctrica, que comprende las siguientes etapas:
-disposición de un soporte (2) de devanado ranurado con ranuras (3) para recibir respectivamente un elemento (4) de bobina de un devanado de bobina en el soporte (2) de devanado ranurado dentro de un portapiezas (1 ) de un dispositivo de fabricación;
-disposición de elementos (4) de bobina en una posición inicial frente a una ranura (3) asignada respectivamente del soporte (2) de devanado ranurado, en el que el elemento (4) de bobina está dispuesto opuesto a la ranura (3) en la dirección radial;
-acoplamiento de un dispositivo (7) de accionamiento a un dispositivo (6) de transferencia;
-desplazamiento de los elementos (4) de bobina de la posición inicial a una posición ensamblada en el que el elemento (4) de bobina está dispuesto en la ranura (3) asignada respectivamente, y -desacoplamiento del dispositivo (7) de accionamiento del dispositivo (6) de transferencia y reinicio del dispositivo (7) de accionamiento,
en donde, para los elementos (4) de bobina, se proporciona respectivamente lo siguiente:
-alimentar el dispositivo (6) de transferencia sobre el elemento (4) de bobina de tal manera que el elemento (4) de bobina y una superficie de prensado del dispositivo (6) de transfe rencia queden al ras dentro de una superficie (5) de contacto que se extiende en la dirección axial del soporte (2 ) de devanado ranurado; y
-desplazamiento del dispositivo (6) de transferencia por medio del dispositivo (7) de accio namiento, que desplaza el dispositivo (6) de transferencia en la dirección radial mientras mantiene la posición plana de reposo en la posición radial de tal manera que el elemento (4) de bobina se desplaza a la ranura (3) asignada,
en donde, en el caso del dispositivo (7) de accionamiento para desplazar el dispositivo (6) de transferencia, se acciona un mecanismo (8) de palanca con brazos (8a, 8b) de palanca que se pueden desplazar entre sí, de tal manera que
-un elemento (9) de acoplamiento en uno de los brazos de palanca se acopla con el dispositivo (6) de transferencia desplazando los elementos (4) de bobina, en donde el dispositivo (7) de accionamiento y el dispositivo (6) de transferencia están previamente desacoplados uno de otro,
-el elemento (9) de acoplamiento se desplaza entre una posición inicial y una posición final de tal manera que el dispositivo (6) de transferencia se desplaza en la dirección radial, y
-el dispositivo (7) de accionamiento se desacopla del dispositivo (6) de transferencia y se reinicia con el fin de separar después el soporte (2 ) de devanado ranurado con los ele mentos (4) de bobina para el devanado de bobina dispuesto dentro del portapiezas (1).
2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que la superficie (5) de contacto está configurada al menos parcialmente en el área de una guía proporcionada en el dispositivo (6) de transferencia, que está dispuesta al menos por secciones sobre la superficie de prensado.
3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los dispositivos (6) de transferencia para los elementos (4) de bobina se activan simultáneamente de tal manera que los elementos (4) de bobina se desplazan simultáneamente a la ranura (3) asignada, respectivamente.
4. Método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos (4) de bobina están dispuestos en la posición inicial en un espacio interior del soporte (2 ) de devanado ranurado, estando cada uno frente a una ranura interior del soporte (2 ) de devanado ranurado.
5. Método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo (7) de accionamiento realiza un movimiento giratorio para desplazar el dispositivo (6) de transferencia.
6. Método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo (7) de accionamiento choca simultáneamente con el dispositivo (6) de transferencia para su desplazamiento en lados opuestos con respecto a la superficie (5) de contacto y aplica una fuerza de accionamiento.
7. Método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo (6) de transferencia es guiado en una guía de herramienta asignada a lo largo de al menos una parte de una trayectoria de desplazamiento que el dispositivo (6) de transferencia realiza mediante el dispositivo (7) de accionamiento durante el desplazamiento.
8. Método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que después de la dis posición de los elementos (4) de bobina en las ranuras (3), se realiza una conformación del cabezal en uno o ambos lados del soporte (2 ) de devanado ranurado.
9. Dispositivo para realizar una disposición con un soporte (2) de devanado ranurado y un devanado de bo bina para una maquina eléctrica, que comprende:
-un portapiezas (1 ) que está configurado para recibir un soporte (2 ) de devanado ranurado con ranuras (3) para recibir respectivamente un elemento (4) de bobina de un devanado de bobina en el soporte (2 ) de devanado ranurado;
-un dispositivo de alimentación que está configurado para disponer elementos (4) de bobina en una posición inicial frente a una ranura (3) asignada del soporte (2) de devanado ranurado, en el que el elemento (4) de bobina está dispuesto frente a la ranura (3) en la dirección radial; y -un dispositivo de ensamblado que está configurado para desplazar los elementos (4) de bobina de la posición inicial a una posición ensamblada, en el que el elemento (4) de bobina está dis puesto en la ranura (3) asignada respectivamente, en donde el dispositivo de ensamblado com prende también:
-un dispositivo (6) de transferencia que está configurado para aplicarse al elemento (4) de bobina de tal manera que el elemento (4) de bobina y una superficie de prensado del dispositivo (6) de transferencia llegan a descansar dentro de una superficie (5) de con tacto que se extiende en la dirección axial del soporte (2 ) de devanado ranurado, y -un dispositivo (7) de accionamiento que está configurado para desplazar el dispositivo (6) de transferencia en la dirección radial mientras mantiene la posición plana de reposo de tal manera que el elemento (4) de bobina se desplaza hacia la ranura (3) asignada, y que comprende un mecanismo (8) de palanca con brazos (8a, 8b) de palanca que se pueden desplazar entre sí, cuyo mecanismo de palanca está configurado para accionarse para desplazar el dispositivo (6) de transferencia de tal manera que
-un elemento (9) de acoplamiento en uno de los brazos de palanca se acopla con el dispositivo (6) de transferencia desplazando los elementos (4) de bobina, en donde el dispositivo (7) de accionamiento y el dispositivo (6) de transferencia están previamente desacoplados uno de otro,
-el elemento (9) de acoplamiento se desplaza entre una posición inicial y una posición final de tal manera que el dispositivo (6) de transferencia se desplaza en la dirección radial, y
-el dispositivo (7) de accionamiento se desacopla del dispositivo (6) de transfe rencia y se reinicia con el fin de separar después el soporte (2 ) de devanado ranurado con los elementos (4) de bobina para el devanado de bobina dispuesto dentro del portapiezas (1 ).
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