FR2662969A1 - Apparatus for the high-frequency moulding of plastic - Google Patents
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Abstract
Description
L invention a pour objet un appareil de moulage haute fréquence de matière plastique. The invention relates to a high frequency plastic molding apparatus.
On connaît déjà, par exemple par FR-A-2 630 960, au nom de la Demanderesse, un procédé et un dispositif de fabrication d'objets moulés en matière plastique à partir de plastisol liquide ou visqueux injecté dans un moule, lequel après remplissage sous pression et, le cas échéant, mise en dépression de sa cavité intérieure est soumis à l'action d'un champ éle#ctrique haute fréquence d'un générateur approprié. Une telle technique est utilisée, par exemple, pour la fabrication de joints périphériques surmoulés sur des vitres ou vitrages. There is already known, for example from FR-A-2 630 960, in the name of the Applicant, a process and a device for manufacturing molded plastic objects from liquid or viscous plastisol injected into a mold, which after filling under pressure and, if necessary, depression of its internal cavity is subjected to the action of a high frequency electric field of an appropriate generator. Such a technique is used, for example, for the manufacture of peripheral seals overmolded on panes or panes.
Si le procédé et le dispositif développés par la
Demanderesse fournissent de bons résultats, les travaux poursuivis ont cependant montré qu'il était encore possible de les améliorer, notamment en ce qui concerne la durée du temps de fabrication et l'automatisation de celle-ci.If the process and the device developed by the
The Applicant provides good results, the work carried out has however shown that it is still possible to improve them, in particular as regards the duration of the manufacturing time and the automation thereof.
C'est, par conséquent, un but général de l'invention de fournir un appareil perfectionné de moulage haute fréquence de matière plastique liquide ou visqueuse dont les possibilités d'exploitation soient considérablement accrues par rapport à celles des appareils connus. It is therefore a general object of the invention to provide an improved device for high-frequency molding of liquid or viscous plastic material, the operating possibilities of which are considerably increased compared to those of known devices.
C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un appareil de moulage haute fréquence de matière plastique liquide ou visqueuse qui permette d'obtenir de façon simple et sûre des pièces complexes avec une cadence de production élevée. It is also an object of the invention to provide a device for high-frequency molding of liquid or viscous plastic material which makes it possible to obtain complex parts in a simple and safe manner with a high production rate.
Un appareil de moulage haute fréquence de matière plastique liquide ou visqueuse comprenant une buse d'injection, dans un moule, de matière plastique sous pression et une buse de liaison de la cavité dudit moule à l'atmosphère ou à une source de dépression, avec un dispositif de clapet à double effet pour la commande de l'ouverture et de la fermeture desdites buses associé à chaque moule qu'il équipe et qui est réalisé en un matériau ne présentant pas de perte diélectrique est caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il comprend
un plateau mobile en translation propre à recevoir le moule et des organes d'alimentation de celui-ci ;
une potence associée au bâti de l'appareil et dont un portique mobile est muni de moyens de préhension d'une partie du moule pour l'ouverture de ce dernier ;;
une enceinte de blindage comportant une ouverture d'entrée du plateau et qui enferme une presse propre à coopérer avec le moule pour le maintien de celui-ci en condition de fermeture sous pression lors de l'application du champ électrique haute fréquence ;
un générateur haute fréquence relié à ladite enceinte pour l'application dudit champ ;
un équipage mobile portant des moyens de raccords rapides pour la liaison des organes d'alimentation du moule à une pompe doseuse d'injection de la matière plastique liquide ou visqueuse dans le moule
des moyens mécaniques d'entraînement du plateau, du portique, de la presse et des organes qui leurs sont associés ; et
un programmeur de commande de la succession des opérations requises pour l'ouverture et/ou la fermeture du moule, l'injection de matière plastique, la fermeture du moule à pression, l'application du champ électrique haute fréquence, l'extraction du plateau hors de l'enceinte et l'ouverture du moule.An apparatus for high-frequency molding of liquid or viscous plastic material comprising a nozzle for injecting, into a mold, plastic material under pressure and a nozzle for connecting the cavity of said mold to the atmosphere or to a source of vacuum, with a double-acting valve device for controlling the opening and closing of said nozzles associated with each mold which it equips and which is made of a material having no dielectric loss is characterized, according to the invention, in what he understands
a plate movable in translation suitable for receiving the mold and the feed members thereof;
a bracket associated with the frame of the apparatus and of which a mobile gantry is provided with means for gripping part of the mold for the opening of the latter;
a shielding enclosure comprising an entry opening of the plate and which encloses a press capable of cooperating with the mold for maintaining the latter in closed condition under pressure during the application of the high frequency electric field;
a high frequency generator connected to said enclosure for the application of said field;
a moving assembly carrying quick coupling means for the connection of the mold supply members to a metering pump for injecting the liquid or viscous plastic material into the mold
mechanical means for driving the plate, the gantry, the press and the members associated therewith; and
a programmer to control the sequence of operations required to open and / or close the mold, inject plastic, close the pressure mold, apply the high-frequency electric field, extract the tray out of the enclosure and opening the mold.
Selon une autre caractéristique de l'invention, toutes les canalisations, tubulures et, d'une façon générale, conduites d'acheminement de la matière plastique liquide ou visqueuse disposées sur le plateau mobile et qui pénètrent ainsi dans l'enceinte d'application du champ électrique haute fréquence sont reliées à la masse pour former cage de Faraday et, ainsi, écran audit champ électrique de sorte que la matière plastique, comme une résine liquide ou visqueuse qui reste enfermée dans lesdites canalisations après que le dispositif à raccords rapides ait été séparé des buses d'injection n'est pas soumis audit champ électrique. According to another characteristic of the invention, all the pipes, tubes and, in general, pipes for conveying the liquid or viscous plastic material arranged on the movable plate and which thus penetrate into the application enclosure of the high frequency electric field are connected to ground to form a Faraday cage and, thus, screen said electric field so that the plastic material, such as a liquid or viscous resin which remains enclosed in said pipes after the quick coupling device has been separated from the injection nozzles is not subject to said electric field.
D'autre caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une vue d'ensemble, en plan, de l'appareil selon l'inventiqn ;
- la figure 2 est une vue de dessus, à plus grande échelle, d'une partie de l'appareil ;
- la figure 3 montre, en vue de côté, la potence et le portique mobile d'un appareil selon l'invention ;
- la figure 4 illustre le processus d'injection de matière plastique dans un moule ;
- les figures 5 et 6 sont des vues de face et de côté, respectivement, du dispositif de presse d'un appareil selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear from the following description, given by way of example and with reference to the appended drawing in which
- Figure 1 is an overall plan view of the device according to the inventiqn;
- Figure 2 is a top view, on a larger scale, of a part of the apparatus;
- Figure 3 shows, in side view, the bracket and the mobile gantry of an apparatus according to the invention;
- Figure 4 illustrates the process of injecting plastic into a mold;
- Figures 5 and 6 are front and side views, respectively, of the press device of an apparatus according to the invention.
On se réfère d'abord à la figure 1 qui montre, schématiquement, les ensembles constitutifs d'un appareil selon l'invention, à savoir une table T de réception d'un moule M, une presse P enfermée dans une cloche ou enceinte de blindage, un générateur de champ électrique haute fréquence G, relié par une connexion C à l'enceinte abritant la presse, un ensemble de démoulage E constitué principalement par une potence munie d'un portique mobile, une pompe doseuse D reliée, d'une part, à une cuve de réserve R de matière plastique à injecter et, d'autre part, à un équipage mobile I comportant des moyens de raccord rapides. Un pupitre de commande D enfermant un programmateur et un groupe de refroidissement F font également partie de l'appareil. Reference is first made to FIG. 1 which shows, schematically, the assemblies constituting an apparatus according to the invention, namely a table T for receiving a mold M, a press P enclosed in a bell or enclosure of shielding, a high frequency electric field generator G, connected by a connection C to the enclosure housing the press, a demolding assembly E consisting mainly of a bracket provided with a mobile gantry, a dosing pump D connected, of a on the one hand, to a reserve tank R of plastic material to be injected and, on the other hand, to a mobile assembly I comprising quick coupling means. A control panel D enclosing a programmer and a cooling group F are also part of the device.
Comme montré sur les figures 2 et 3, la table T est essentiellement constituée par un bâti 10 reposant sur le sol par un piètement 11. Sur le bâti sont fixés deux rails 12 servant au guidage à translation d'un plateau 13, lequel porte le moule M en deux parties m1 et m2 à plan de joint sensiblement horizontal et qui est prévu, par exemple, pour la fabrication d'un joint périphérique surmoulé sur le bord libre d'une glace ou vitre. Sur le plateau 13 peut être attelé un vérin 14, avantageusement un vérin pneumatique sans tige auquel est associé un toc d'entraînement et d'indexage pour le déplacement à translation du plateau entre une position montrée en trait plein et une position montrée en pointillés et qui est celle en laquelle le plateau est à l'intérieur de la cloche ou enceinte de blindage 15 enfermant la presse P. As shown in FIGS. 2 and 3, the table T is essentially constituted by a frame 10 resting on the ground by a base 11. On the frame are fixed two rails 12 serving for the translational guidance of a plate 13, which carries the mold M in two parts m1 and m2 with substantially horizontal joint plane and which is provided, for example, for the manufacture of a peripheral joint overmolded on the free edge of a glass or window pane. On the plate 13 can be coupled a cylinder 14, advantageously a pneumatic cylinder without rod with which is associated a drive and indexing toc for the translational movement of the plate between a position shown in solid lines and a position shown in dotted lines and which is the one in which the plate is inside the bell or shielding enclosure 15 enclosing the press P.
Cette dernière repose sur un châssis 16, figures 5 et 6, qui porte un sommier 17 sur lequel prennent#appui des vérins 18, avantageusement des vérins souples à membrane en soit connus, qui sont destinés à soulever, dans le sens de la flèche p, le plateau mobile 20 de la presse P pour le rapprocher du plateau supérieur 21 de ladite presse, aussi bien le plateau 20 que le plateau 21 comportant des moyens de refroidissement, le plus simplement à circulation d'eau amenée et faisant retour au groupe de refroidissement F par des canalisations comme 22 et 23. The latter rests on a chassis 16, Figures 5 and 6, which carries a box spring 17 on which take # support cylinders 18, preferably flexible cylinders with membrane is known, which are intended to lift, in the direction of the arrow p , the movable plate 20 of the press P to bring it closer to the upper plate 21 of said press, both the plate 20 and the plate 21 comprising cooling means, most simply with circulation of supplied water and returning to the group of cooling F by pipes like 22 and 23.
La cloche ou enceinte de blindage 15 présente sur sa face frontale 25 en regard de la table T une ouverture 26 permettant l'introduction dans l'enceinte et l'extraction hors de celle-ci du plateau porte-moule 13, une trappe 27 étant prévue pour la fermeture de l'ouverture 26 et qui peut être verrouillée par un bras pivotant 28 destiné à parfaire et garantir un blindage efficace à l'encontre du rayonnement émis par le générateur
G et transmis à l'intérieur de la cloche 15 par le bras de connexion C.The bell or shielding enclosure 15 has on its front face 25 opposite the table T an opening 26 allowing the introduction into the enclosure and the extraction from it of the mold carrier plate 13, a hatch 27 being provided for closing the opening 26 and which can be locked by a pivoting arm 28 intended to perfect and guarantee effective shielding against the radiation emitted by the generator
G and transmitted inside the bell 15 by the connection arm C.
A l'obtention d'une isolation satisfaisante contribue également deux joues isolantes 30a et 30b tandis que, pour l'adaptation et l'application du champ haute fréquence issu du générateur G, un condensateur variable 31 est logé dans l'enceinte 15 au dessus du plateau supérieur 21 de la presse en étant porté par des biellettes 32 et 33 permettant son rapprochement ou son écartement dudit plateau supérieur. To obtain a satisfactory insulation also contributes two insulating cheeks 30a and 30b while, for the adaptation and the application of the high frequency field coming from the generator G, a variable capacitor 31 is housed in the enclosure 15 above of the upper plate 21 of the press while being carried by connecting rods 32 and 33 allowing it to be brought closer or further apart from said upper plate.
Pour le remplissage du moule en matière plastique, liquide ou visqueuse, contenue dans la réserve R à l'aide de la pompe doseuse D, l'invention prévoit des organes d'alimentation et de récupération du trop plein de matière plastique comprenant, d'une part, au moins un dispositif 40 de clapet à double effet, réalisé en TEFLON (une Marque
Déposée de la Société DU PONT DE NEMOURS) et qui ainsi ne présente pas de perte diélectrique, des embouts 41 et 42 de raccords rapides connectés par des tubulures 43 et 44 au dispositif de clapet 40, -lesdites tubulures étant reliées à la masse pour former cage de Faraday et ainsi écran au champ électrique-, et, d'autre part, des embouts 45 de raccords rapides reliés par des canalisations 46 de fluide pneumatique au(x) dispositif(x) de clapet 40.Les embouts 41, 42 et 45 sont portés par une platine 50 placée au voisinage d'un bord 51 de petite dimension du plateau 13 sur lequel sont fixées les tubulures 43, 44 et 46 (la représentation de la figure 4 étant schématique seulement).For filling the mold in plastic, liquid or viscous material, contained in the reserve R using the metering pump D, the invention provides organs for supplying and recovering the overflow of plastic material comprising, on the one hand, at least one double-acting valve device 40, made of TEFLON (a Brand
Registered with the company DU PONT DE NEMOURS) and which thus does not present a dielectric loss, end pieces 41 and 42 of quick couplings connected by pipes 43 and 44 to the valve device 40, -the said pipes being connected to ground to form Faraday cage and thus screen to the electric field, and, on the other hand, end pieces 45 of quick couplings connected by pipes 46 of pneumatic fluid to the valve device (s) 40. The ends 41, 42 and 45 are carried by a plate 50 placed in the vicinity of an edge 51 of small dimension of the plate 13 on which the tubes 43, 44 and 46 are fixed (the representation of FIG. 4 being schematic only).
Le ou les dispositif(s) 40, les buses d'injection et d'évacuation de matière plastique dans le moule qu'il(s) commandent et ces buses elles-mêmes sont avantageusement du type des dispositifs décrits dans FR-A-2 630 960, en particulier la figure 2 de cette Demande à laquelle on fait explicitement référence ici. Pour relier les embouts 45 et les canalisations 46 de fluide pneumatique de commande des dispositifs de clapet 40, d'une part, et également pour l'introduction et la récupération du surplus de matière plastique injectée dans le moule à partir des embouts 41 et 42 et des canalisations 43 et 44, d'autre part, l'appareil comporte, comme montré sur la figure 4, un équipage mobile I dont une platine 53 porte des embouts 54, 55 et 56 formant raccords rapides avec les embouts correspondants de la platine 50.L'équipage I est prévu pour être animé d'un mouvement de translation suivant la direction de la double flèche f (qui est la direction longitudinale du mouvement du plateau 13) mais également suivant la direction de la double flèche g qui est celle de montée et de descente afin de permettre un positionnement précis de la platine 53 en regard de la platine 50 quelle que soit l'épaisseur du moule mais aussi pour permettre d'éclipser ledit équipage sous la table T en condition non opératoire. Pour la commande du déplacement suivant la direction de la double flèche f, l'équipage I est relié à la tige 60 d'un vérin 61 à commande pneumatique tandis qu'un vérin 62 avantageusement, lui aussi, pneumatique et dont la tige est montrée en 63 est prévu pour le mouvement de montée et de descente dudit équipage.Comme visible sur la figure 4, également, une tubulure souple 65 relie l'embout 54 à la pompe doseuse D tandis qu'une tubulure souple 66 relie l'embout 55 à un réservoir de recueil de l'excédent de matière plastique injecté dans le moule. The device (s) 40, the plastic injection and discharge nozzles in the mold that it (s) control and these nozzles themselves are advantageously of the type of the devices described in FR-A-2 630 960, in particular Figure 2 of this Application which is explicitly referred to here. To connect the end pieces 45 and the pneumatic fluid lines 46 for controlling the valve devices 40, on the one hand, and also for the introduction and recovery of the surplus plastic material injected into the mold from the end pieces 41 and 42 and pipes 43 and 44, on the other hand, the device comprises, as shown in FIG. 4, a movable assembly I of which a plate 53 carries end caps 54, 55 and 56 forming quick couplings with the corresponding end caps of the plate 50. The crew I is designed to be driven in a translational movement in the direction of the double arrow f (which is the longitudinal direction of movement of the plate 13) but also in the direction of the double arrow g which is that up and down to allow precise positioning of the plate 53 opposite the plate 50 regardless of the thickness of the mold but also to allow to eclipse said crew under the table T in condi non-operative. To control the movement in the direction of the double arrow f, the crew I is connected to the rod 60 of a pneumatically actuated cylinder 61 while a cylinder 62 advantageously, also, pneumatic and whose rod is shown at 63 is provided for the upward and downward movement of said crew. As can be seen in FIG. 4, also, a flexible tube 65 connects the nozzle 54 to the metering pump D while a flexible tube 66 connects the nozzle 55 to a reservoir for collecting the excess plastic material injected into the mold.
Pour encore accroître les possibilités d'exploitation de l'appareil, l'invention prévoit d'associer à la table T un ensemble de démoulage E constitué principalement par une potence 70 sur laquelle est monté un portique mobile 71. Ce dernier, qui peut être élevé ou abaissé, -à l'éloignement ou au rapprochement du moule M lorsque le plateau 13 est dans la condition montrée en trait plein sur la figure 2 et sur la figure 3 c'est-àdire en regard de la potence-, peut également être incliné d'un angle d'environ trente degrés sur l'horizontale, -afin de faciliter l'accès d'un préposé au moule-, par pivotement autour d'un axe horizontal 85.Le déplacement vertical du portique 71 est avantageusement commandé par un moteur 72 placé en partie haute de la potence 70 et qui entraîne une vis sans fin 73 sur laquelle est montée une noix 74 solidaire du portique par l'intermédiaire d'une platine 78, tandis qu'un vérin 75, dont la tige 76 est articulée en 77 sur la platine 78 portant les paliers matérialisant l'axe 85, permet d'incliner ledit portique. To further increase the possibilities of operating the device, the invention provides for associating with the table T a demolding assembly E consisting mainly of a bracket 70 on which is mounted a mobile gantry 71. The latter, which can be raised or lowered, -to the distance or to the approximation of the mold M when the plate 13 is in the condition shown in solid lines in FIG. 2 and in FIG. 3, that is to say facing the stem-, can also be inclined by an angle of about thirty degrees on the horizontal, -in order to facilitate the access of a mold attendant-, by pivoting around a horizontal axis 85.The vertical movement of the gantry 71 is advantageously controlled by a motor 72 placed in the upper part of the bracket 70 and which drives an endless screw 73 on which is mounted a nut 74 secured to the gantry via a plate 78, while a jack 75, whose rod 76 is articulated at 77 on the plate 78 carrying the bearings materializing the axis 85, makes it possible to tilt said gantry.
Pour l'ouverture du moule M et la séparation de ses parties constitutives m1 et m2, le portique 71 est muni de moyens de préhension 80, avantageusement à ventouses pneumatiques, de la partie m2 du moule (quelquefois également désignée sous le nom de contre-moule) et de bras de sécurité 81. For the opening of the mold M and the separation of its constituent parts m1 and m2, the gantry 71 is provided with gripping means 80, advantageously with pneumatic suction cups, of the part m2 of the mold (sometimes also known as counter mold) and safety arm 81.
Le fonctionnement de cet appareil résulte immédiatement de ce qui précède et est explicité, ci-après, -sans que cette indication ait quelque caractère limitatif que ce soit-, en référence à la fabrication d'un joint périphérique surmoulé sur une vitre ou vitrage. Le plateau 13 et le moule M étant dans la condition montrée sur la figure 3 et en trait plein sur la figure 2, c'est-à-dire en regard de l'ensemble de démoulage E, une vitre ou vitrage est placé sur la partie inférieure m1 du moule M lequel est positionné sur le plateau 13 entre de petits vérins 86 et 86' qui limitent l'écrasement du moule lorsque celui-ci sera introduit comme explicité ci-après dans la presse P. The operation of this device results immediately from the above and is explained below, -without this indication having any limiting nature whatsoever-, with reference to the manufacture of a peripheral seal overmolded on a window pane or glazing. The plate 13 and the mold M being in the condition shown in FIG. 3 and in solid lines in FIG. 2, that is to say facing the demolding assembly E, a window or glazing is placed on the lower part m1 of the mold M which is positioned on the plate 13 between small jacks 86 and 86 'which limit the crushing of the mold when the latter is introduced as explained below in the press P.
Le contre-moule m2 est alors mis en place sur la partie de moule m1 et le déclenchement d'un cycle, à partir du pupitre de commande D, provoque par l'intermédiaire du vérin 14, le déplacement du plateau 13 à l'intérieur de la cloche de blindage 15 dont la trappe 27 est alors en position haute libérant l'ouverture 26. A fin d'introduction du plateau dans la cloche de blindage 15, le programmateur commande les vérins 61 et 62 pour amener l'équipage I en regard de la platine 50, d'une part, puis rapprocher les embouts 41, 42, 45 des embouts 54, 55, 56 et réaliser le raccord des canalisations liées à ces embouts.The counter mold m2 is then put in place on the mold part m1 and the triggering of a cycle, from the control panel D, causes, by means of the jack 14, the displacement of the plate 13 inside. of the shielding bell 15, the hatch 27 of which is then in the high position releasing the opening 26. At the end of introduction of the plate into the shielding bell 15, the programmer controls the jacks 61 and 62 to bring the crew I into look at the plate 50, on the one hand, then bring the end pieces 41, 42, 45 closer to the end pieces 54, 55, 56 and make the connection of the pipes linked to these end pieces.
La matière plastique liquide ou visqueuse est alors transférée sous pression par la pompe doseuse D de la réserve R jusque dans le moule après traversée du ou des dispositif(s) à clapet 40, l'injection étant effectuée à température ambiante jusqu'à remplir totalement le moule et l'excès de matière plastique étant recueilli, le cas échéant, dans un pot ou bac de décantation à partir duquel la matière peut être recyclée. Après remplissage du moule, l'équipage mobile I est de nouveau déplacé pour désaccoupler les embouts 41, 42, 45 des embouts 54, 55, 56, la trappe 27 est refermée et le bras pivotant 28 rendu opératoire pour la verrouiller.La commande des vérins 18 déplace le plateau mobile 10 de la presse au rapprochement du plateau 21 pour maintenir le moule sous pression au cours de la polymérisation de la matière plastique injectée sous l'effet du champ haute fréquence appliqué par le générateur G. A la fin de cette phase, -au cours de laquelle les plateaux supérieur 21 et inférieur 20 sont refroidis par circulation d'eau-, le bras 28 est libéré, la trappe 27 ouverte et le vérin 14 qui porte un toc d'entraînement du plateau 13 est à nouveau rendu opératoire pour s'accrocher sur ledit plateau, d'une part, et l'extraire de la cloche de blindage, d'autre part. Lorsque ledit plateau est à nouveau en regard de l'ensemble de démoulage E, les moyens pneumatiques 80 du portique mobile 71 sont rendus opératoires pour saisir le contre-moule m2, le portique étant ensuite déplacé pour écarter le contremoule de la partie m1 et permettre l'extraction de la vitre ou vitrage muni de son joint surmoulé. The liquid or viscous plastic material is then transferred under pressure by the metering pump D from the reserve R into the mold after passing through the valve device (s) 40, the injection being carried out at ambient temperature until completely filling the mold and the excess plastic being collected, if necessary, in a pot or settling tank from which the material can be recycled. After filling the mold, the moving element I is again moved to decouple the end pieces 41, 42, 45 from the end pieces 54, 55, 56, the hatch 27 is closed and the pivoting arm 28 made operative to lock it. jacks 18 moves the movable plate 10 of the press when the plate 21 is brought closer to keep the mold under pressure during the polymerization of the plastic material injected under the effect of the high frequency field applied by the generator G. At the end of this phase, during which the upper 21 and lower 20 plates are cooled by circulation of water, the arm 28 is released, the hatch 27 open and the jack 14 which carries a drive for the plate 13 is again rendered operative to hang on said plate, on the one hand, and extract it from the shielding bell, on the other hand. When said plate is again facing the demolding assembly E, the pneumatic means 80 of the movable gantry 71 are made operative to grip the counter mold m2, the gantry being then moved to move the countermold from the part m1 and allow the extraction of the window or glazing provided with its overmolded seal.
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