JP6356440B2 - プレスシステム - Google Patents

Description

関連出願：本願は、「ＰＲＥＳＳ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＶＡＣＵＵＭ ＰＯＲＴ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」という名称の２０１３年４月３０日付の米国特許仮出願第６１／８１７，４８８号の利益を主張する。この米国特許仮出願は、引用を以て、全体が本明細書に記載されたかのように本明細書の一部となる。

本発明は、概ね、プレスシステムに関し、特に、例えばコンバージョンプレスのようなプレスシステムに関する。さらに、本発明は、プレスシステム用の真空ポートアセンブリに関する。

例えばコンバージョンプレスなどのプレスシステムは、製缶産業において、途中まで成形されたエンド又はシェルを、例えば食品又はビール／飲料容器のイージーオープンエンド（ＥＯＥ）などの完全に仕上がった缶エンド又は蓋へと成形する（例えば、変換及び仕上げを行なう）ために使用される。

一般的には、シェルは、コンベアベルトにてプレスに進入し、幾つかのダイアセンブリによって次第に成形される。ＥＯＥを適切に形成するためには、プレスシステムへの導入及びプレスシステムにおける金属形成プロセスの全体を通して、シェルの所望の位置を確立及び維持することが必要である。ある種のプレスシステムは、これらのプロセスにおいてシェルを保持及び維持するために真空圧を使用している。真空圧は、典型的には複数の空気流発生装置（例えば、渦流ブロワ）と、導管及び／又はダクトの網とを使用してもたらされる。導管及び／又はダクトの網は、各ダイアセンブリに位置する真空マニホールドへと、真空マニホールドの側面にて、真空マニホールドの端部にて、及び／又は、ダイアセンブリの下方にて幾つかの真空ポートを介して接続されている。

これらの公知の真空ポートの構成の何れにも、種々の欠点が存在する。とりわけ、ダイアセンブリの下方にポートを配置する場合には、下側のダイシューを機械加工してダイシューを貫く一体のダクトを形成しなければならず、保守サイクル中におけるアクセスの問題が生じる。この構成はまた、ポート又はダイシューの一体のダクト又はその付近にデブリがたまることに起因した空気流の制限又は遮断などの、重力関連の問題にも影響されやすい。真空マニホールドの側面を貫くポートもまた、保守の問題を引き起こし、サイズの制約ゆえに空気流が制限される。つまり、ポートのサイズ（例えば、直径）は、真空マニホールドの側面の高さ又は利用可能な空間によって制限される。この高さの制約ゆえに、より小径のポート又はつなぎの構造（例えば、より大径の出口へとテーパを形成する小径の入り口）を有するポートの何れかを使用する必要が生じる。これが、空気流を制限し、空気流発生装置の差圧の能力に負の影響を及ぼす可能性がある。

図１は、下側ダイシュー４と、下側ダイシュー４に取り付けられた真空マニホールド６とを備える典型的なダイアセンブリ２を示している。ダイアセンブリ２は、３つの真空ポート８、１０、１２を備えている。第１の真空ポート８は、下側ダイシュー４から外へと延びており、導管又はチャネル１４（図２）に連通している。導管又はチャネル１４は、図２に示されるように真空マニホールド６の下面への一体の流路を生じるように、下側ダイシュー４を貫いて機械加工されている。残りの２つの真空ポート１０、１２は、どちらもほぼ同じであって、図１に示されるように、真空マニホールド６の両端において真空マニホールド６の側面から外へと延びている。

図２の断面図に示されるように、下側の真空ポート８の内径１６は、一体の導管１４の直径１８と概ね同じである。即ち、直径１６、１８は、下側ダイシュー４において一体の導管１４の機械加工に利用できる空間によって概ね制限される。さらに、一体の導管１４は、ダイシュー４の内部にて、上述のアクセス及び重力関連の空気流の問題に影響されやすい低い位置に配置されている。

図３は、真空ポート１２の断面図を示しており、真空ポート１２は、真空ポート１０（図１）とほぼ同じである。図示の通り、入口端２２の直径２０のサイズは、真空マニホールド６の高さ２４によって制約されている。従って、真空マニホールド６の側面の限られた利用可能空間に適合するように、出口端２６がより小さな入口端２２へと先細りになる図示のテーパ状の構成を、真空ポート１２に持たせる必要がある。

従って、プレスシステム及びプレスシステム用の真空ポートアセンブリに、改善の余地が存在する。

これらのニーズ及びその他のニーズは、プレスシステム用の真空ポートアセンブリに関する本発明によって満たされる。本発明の利点は、とりわけ、幾つかの改良された真空ポート部材を真空マニホールドへと着脱可能に結合して、機能及び性能を向上させることにある。

本発明の一態様によれば、プレスシステム用の真空ポートアセンブリが提供される。プレスシステムは、ダイアセンブリ及びトランスファアセンブリを備える。トランスファアセンブリは、コンベアベルトと、ダイアセンブリと結合された真空マニホールドと、空気流発生装置とを備える。コンベアベルトは、複数の孔を備え、複数のシェルを受け入れてダイアセンブリに対して平面内を移動させるように構成されている。真空ポートアセンブリは、入口端と出口端とを備える少なくとも１つのポート部材を備えており、入口端は、少なくとも１つのポート部材を真空マニホールドに着脱可能に結合させるように構成された取付部を有し、出口端は、少なくとも１つのポート部材によって空気流発生装置と真空マニホールドとの間の連通が確立されるよう、空気流発生装置に連通されるように構成されている。入口端は、コンベアベルトの平面に対して概ね垂直に真空マニホールドから外へと延びるように構成されている。

本発明の別の態様として、プレスシステムは、ダイアセンブリと、コンベアベルト、ダイアセンブリに結合させられた真空マニホールド、及び空気流発生装置を備えており、コンベアベルトは複数の孔を備え、複数のシェルを受け入れてダイアセンブリに対して平面内を移動させるように構成されているトランスファアセンブリと、真空ポートアセンブリとを備える。真空ポートアセンブリは、入口端と出口端とを備える少なくとも１つのポート部材を備え、入口端は、少なくとも１つのポート部材を真空マニホールドに着脱可能に結合させる取付部を有し、出口端は、少なくとも１つのポート部材によって空気流発生装置と真空マニホールドとの間の連通が確立されるよう、空気流発生装置に連通している。入口端は、コンベアベルトの平面に対して概ね垂直に真空マニホールドから外へと延びている。

本発明の完全な理解は、好ましい実施の形態についての以下の説明を添付の図面と併せて検討することによって得られる。
先行技術のダイアセンブリ及びダイアセンブリ用の真空ポートの等角図である。 図１の線２−２に沿って破断した断面図である。 図１の線３−３に沿って破断した断面図である。 本発明の実施形態によるダイアセンブリ及びダイアセンブリ用真空ポートアセンブリの一部の等角図である。 図４の線５−５に沿って破断した断面図である。 本発明の別の態様によるダイアセンブリ及びダイアセンブリ用真空ポートアセンブリの一部の等角図である。 本発明の別の実施形態によるポート部材の断面図である。 図７Ａのポート部材の等角図である。 本発明のさらなる実施形態によるポート部材の断面図である。 図８Ａのポート部材の等角図である。 プレスシステム用のトランスファアセンブリの一部分の等角図であり、図６のダイアセンブリ及びダイアセンブリ用真空ポートアセンブリの一部分が示されている。 図９の線９Ａ−９Ａに沿って破断した断面図である。 プレスシステムの一部の上面図であり、図４及び図６のダイアセンブリ及びダイアセンブリ用真空ポートアセンブリが示されている。

添付の図面に示され、以下の詳述において説明される具体的な要素は、あくまで例示の目的のために、本発明を限定するものではない例として提示される本発明の典型的な実施の形態にすぎないことを、理解できるであろう。従って、本明細書に開示される実施形態に関して、具体的な寸法、向き、及び他の物理的特徴を、本発明の技術的範囲を限定するものと考えてはならない。

例えば「左」、「右」、「上方」、「下方」、「頂部」、「底部」、「上側」、「下側」。及びこれらの派生語など、本明細書において使用される方向に関する表現は、図面に示されている各要素の向きに関連しており、特許請求の範囲に明確に記載されない限り、特許請求の範囲を限定するものではない。

本明細書において使用されているように、用語「缶」は、物質（例えば、これらに限られるわけではないが、液体、食品、任意の他の適切な物質）を収容するように構成された任意の公知又は適切な容器を指し、明示するならば、これらに限られるわけではないが、ビールやソーダ缶などの飲料缶や食品缶を含む。

本明細書において使用されているように、用語「缶エンド」は、缶を封じるために缶に結合させられるように構成された蓋又は閉じ具を指す。

本明細書において使用されているように、用語「缶エンドシェル」は、用語「缶エンド」とほぼ入れ換え可能に使用される。「缶エンドシェル」又は単に「シェル」は、所望の缶エンドをもたらすために、本明細書に開示の工作機械（例えば、ダイアセンブリ）が作用して変形させられる部材である。

本明細書において使用されているように、用語「工作機械」、「工作機械アセンブリ」、及び「工具アセンブリ」は、本発明に従ってシェルを成形する（例えば、これに限られるわけではないが、引き伸ばす）ために使用される任意の公知又は適切な工具又は構成要素を指しており、ほぼ入れ換え可能に使用される。

本明細書において使用されているように、用語「固定機構」は、任意の適切な接続又は締結機構を指し、明示するならば、これらに限られるわけではないが、リベット、ピン、ロッド、クランプ及びクランプ機構、ねじ、ボルト（例えば、これに限られるわけではないが、根角ボルト）、並びに、ボルトとナット（例えば、これに限られるわけではないが、ロックナット及び蝶ナット）の組合せ、及びボルトとワッシャとナットの組合せを包含する。

本明細書において使用されているように、２つ以上の部品が一体に「結合」させられるという表現は、それらの部品が直接的に接合され、或いは、１つ以上の中間の部品を介して接合されることを意味する。

本明細書において使用されているように、用語「幾つか」は、１又は１よりも大きい整数（即ち、複数）を意味する。

図４は、例えば、これに限られるわけではないが、コンバージョンプレス１００（図９及び１０に一部が示されている）などのプレスシステム用の真空ポートアセンブリ２０２を示している。図４の例では、真空ポートアセンブリ２０２は、非限定的な本発明の一実施形態に従ってダイアセンブリ２００において使用されるものとして図示されている。さらに、下側ダイシュー２０４と結合した真空マニホールド２０６も図示されている。

図４の真空ポートアセンブリ２０２は、真空マニホールド２０６に着脱可能に接続された２つのポート部材２０８、２１０を備えている。ポート部材２０８、２１０を、動作条件に十分に耐える任意の公知又は適切な材料（例えば、これらに限られるわけではないが、鋼又はアルミニウム）で製作できることを、理解できるであろう。さらに、真空ポートアセンブリ２０２が、任意の適切な数のポート部材２０８、２１０を、幅広く様々な異なる構成（図示されていない）にて備えることも、本発明の技術的範囲に包含される。また、２つ以上のポート部材２０８、２１０が使用される場合には、ポート部材２０８、２１０は、ほぼ同じであってよく、或いは異なってもよいことを、理解できるであろう。後述されるように、とりわけ、このような着脱式の真空ポート部材２０８、２１０を使用することによって、真空圧のレベルを改善でき、保守の時間を短縮することができる利点がある。

従って、利点のなかでもとりわけ、開示の真空ポートアセンブリ２０２（図６、図９、及び図１０の真空ポートアセンブリ３０２も参照）が、流量の制限を軽減し、真空圧のレベルを改善し、シェル（例えば、図９に示され、図９Ａに断面にて示されているシェル１０４を参照のこと；図１０に仮想線で示されているシェル１０４も参照のこと）非限定的なの保持力を向上させることを、理解できるであろう。

図５は、入口端２１６及び出口端２１８を備えている、例示の非限定的なポート部材２１０の断面図である。出口端２１８は、例えば、これに限られるわけではないが、ホースなどの適切な導管６００（一部が仮想線で図示されている）へと接続されるように構成されている。次いで、導管６００は、空気流発生装置１０８、１１０（図１０に簡略化された形態で図示されている）へと接続されて、稼働時にて、ポート部材２１０によって空気流発生装置１０８、１１０（図１０）と真空マニホールド２０６との間の連通が確立される。

ポート部材２１０の入口端２１６は、第１の長手軸２２０を有し、出口端２１８は、第１の長手軸２２０に対して角度２２４を成す第２の長手軸２２２を有する。第１の長手軸２２０は、第２の長手軸２２２にほぼ垂直であってよいが、角度２２４の具体的な大きさは、本発明の態様を限定しようとするものではないことは、理解されるであろう。さらに、コンベアベルト（例えば、図１０のコンベアベルト２３２、３３２を参照）は、ダイアセンブリ２００（図４及び図１０）を囲むように構成され、ポート部材２１０の入口端２１６は、真空マニホールド２０６から外へと、コンベアベルト２３２、３３２（図１０）の平面（例えば、図９及び図１０の平面３５０を参照）に対してほぼ垂直に延びるように構成されている。結果として、真空マニホールド２０６のサイズ又は高さ２２６が、もはやポート部材２１０の入口端２１６のサイズ（例えば、直径）を制限することはない。従って、空気流発生装置１０８、１１０（図１０）からのより大きな導管（図５では、一部分が仮想線で示されている）を、ポート部材２１０に好適に接続することができる。

換言すると、図５の例では、真空マニホールド２０６は高さ２２６を有しており、入口端２１６は、真空マニホールド２０６の高さ２２６にほぼ等しい直径２２８を有している。しかしながら、入口端２１６の直径２２８を真空マニホールド２０６の高さ２２６よりも大きくすることも、本発明の技術的範囲に包含される。図示及び説明される非限定的な実施形態における出口端２１８は、入口端２１６の直径２２８とほぼ同じ直径２３０を有する。しかしながら、出口端２１８の直径２３０を、入口端２１６の直径２２８とは異なる直径にする（例えば、より大きくする）ことも、本発明の技術的範囲に包含される。ある非限定的な実施形態においては、入口端２１６の直径２２８及び出口端２１８の直径２２０は、好ましくは０．５〜２．５インチの間であり、より好ましくは１インチ〜２インチの間である。図５の非限定的な例では、両方の直径２２８、２３０は、約１．４インチである。

図６は、本発明によるプレスシステム１００（図１０）用の別のダイアセンブリ３００及び真空ポートアセンブリ３０２を示している。上述のダイアセンブリ２００と同様に、真空マニホールド３０６は、ダイシュー３０４に結合している。真空ポートアセンブリ３０２は、３つのポート部材３０８、３１０、３１２を備えている。しかしながら、真空ポートアセンブリ３０２が、任意の適切な他の数及び／又は構成（図示されていない）のポート部材（例えば、３０８、３１０、３１２）を備えることも、本発明の技術的範囲に包含される。

説明の容易さ及び開示の節約のために、ポート部材３０８、３１０、３１２のうちの１つだけについて、さらに詳しく説明する。具体的には、図６の分解部分に見て取ることができるとおり、ポート部材３０８は、入口端３２０及び出口端３２２を備えている。入口端３２０は、ポート部材３０８を真空マニホールド３０６に着脱可能に結合させる取付部３２４を有する。ポート部材３０８は、技術的に公知又は適切な任意の機構によって結合されてよい。これは、本発明による全てのポート部材２０８、２１０、３０８、３１０、３１２、４００、５００にも当てはまる。例えば、これに限られるわけではないが、図６の取付部３２４は、フランジ３２６及び固定機構３２８を備える。固定機構３２８は、フランジ３２６を真空マニホールド３０６へと着脱可能に結合させる（例えば、固定する）。図６における固定機構３２８は、フランジ３２６を真空マニホールド３０６へと固定する何本かのボルト３３０（２本が図示されている）である。このやり方で、ポート部材３０８を、固定機構３２８を外す（例えば、緩める）ことによって迅速且つ容易に取り外し、次いで清掃して真空マニホールド３０６に再び結合させることができ、或いは丸ごと交換することができる。例えば、稼働時に、プレスシステム１００（図９及び図１０）からのデブリ（アルミニウムの微粉、潤滑剤、及び／又はコーティング、など）が、ポート部材３０８、３１０、３１２に捕捉される可能性がある。ダイアセンブリ３００、真空マニホールド３０６、及び、関連の構成要素（図示されていない）を完全に分解するのではなく、ポート部材３０８、３１０、３１２を迅速且つ容易に取り外して清掃でき、或いは同じ又は異なる種類及び／又は構成の別のポート部材（図示されていない）と交換することができる。これは、停止時間の大幅な短縮と、多大なコスト削減とをもたらす。

図７Ａ及び図７Ｂは、非限定的な本発明の別の実施形態を示している。見て取ることができるように、この例のポート部材４００は、入口端４０２及び出口端４０４を有している。入口端４０２は、非限定的なある実施形態においては、好ましくは約１．６インチである直径４０６を有し、出口端４０４は、非限定的なある実施形態においては、好ましくは約１．９インチである直径４０８を有する。しかしながら、入口端４０２及び出口端４０４が任意の公知又は適切な他の直径を有することも、本発明の技術的範囲に包含される。

図８Ａ及び図８Ｂは、非限定的な本発明の別の実施形態による別のポート部材５００を示している。この例のポート部材５００は、フランジ５０２と、フランジ５０２に直接組み込まれた出口端５０４とを有する。これは、空気流発生装置１０８、１１０（図１０に簡略化された形態で示されている）と真空マニホールド５０６との間の空気の流量の制限をさらに軽減し、結果として、真空圧のレベルの改善と、保持力の向上とをもたらす。真空マニホールド５０６には、空気が通過する開口５０８が存在する。開口５０８は、ある非限定的な実施形態においては、好ましくは約１．７５インチである直径５１０を有するが、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、他の任意の公知又は適切なサイズとされてよい。出口端５０４は、ある非限定的な実施形態においては、好ましくは約１．９インチである直径５１２を有するが、やはり他の任意の公知又は適切なサイズを有してよい。

図９は、ダイアセンブリ３００を囲むように構成された１対のドラム３３４、３３６の間の無端コンベアベルト３３２を示している。シェル１０４（図９には２つのシェル１０４が示されている；図９Ａのシェル１０４ならびに図１０に仮想線で示されているシェル１０４も参照のこと）は、コンベアベルト３３２に規則的な間隔で設けられた孔３３８に配置され、ダイアセンブリ３００（一部が図示されている）によってシェル１０４を徐々に形成（例えば、変換）するプレスシステム１００（一部が図示されている）内の工作機械ステーション３４０へとコンベアベルト３３２によって運ばれる。

図１０は、上述のプレスシステム１００について、真空ポートアセンブリ２０２及びダイアセンブリ２００と、真空ポートアセンブリ３０２及びダイアセンブリ３００とを含むより大きな部分を示している。図１０の例において、システム１００は、トランスファアセンブリ１０２を備えており、トランスファアセンブリ１０２は、既に述べたように、孔２３８、３３８を備える２つのコンベアベルト２３２、３３２を有しており、シェル１０４（仮想線で図示されている）を受け入れて、成形するダイアセンブリ２００、３００に対して平面３５０内を移動させる。さらに、トランスファアセンブリ１０２は、導管１１２、１１４（簡略化された形態で示されている；図５に一部が仮想線で図示されている導管６００も参照のこと）によってそれぞれのポート部材２０８、２１０、３０８、３１０、３１２へと連通可能（図１０に概略的に示されている）に接続された空気流発生装置１０８、１１０（簡略化された形態で示されている）を備える。図示及び本明細書において説明される例では、プレスシステム１００は、４出力（ｆｏｕｒ−ｏｕｔ）のコンバージョンプレス１００であるが、本発明を、本発明の技術的範囲から外れることなく、任意の公知又は適切な他の種類及び／又は構成のプレスシステム（例えば、これらに限られるわけではないが、シェルプレス、図示の４出力のシステム１００以外のコンバージョンプレス）（図示せず）において使用できることを、理解できるであろう。

プレスシステム１００のダイアセンブリ２００、３００は、複数の工作機械ステーション２４０、３４０（図示を容易にするため、一部だけが示されている）と、複数のポート部材２０８、２１０、３０８、３１０、３１２とを備える１対のダイ２０５、３０５（図示を容易にするため、一部だけが示されている）を備えている。さらに、この例のプレスシステム１００の真空ポートアセンブリ２０２、３０２は、真空マニホールド２０６、３０６内に所望の真空圧を生じさせるために、図示及び説明される例では渦流ブロワ１０８、１１０である空気流発生装置へと導管１１２、１１４によって接続されている。既に述べたように、真空圧は、シェル１０４がシェル１０４を最終的な缶エンド（図示されていない）へと徐々に成形（例えば、変換）する工作機械ステーション２４０、３４０を通って移動する際に、シェル１０４を、コンベアベルト２３２、３３２に対する所望の所定の位置に保つ。

従って、本発明の利点は、とりわけ、例えば保守の容易さ及び動作の調節のために迅速且つ容易に取り外すことができるとともに、性能向上のためにより大径のポート部材の使用も可能にするプレスシステム１００用の改良型の真空ポートアセンブリ２０２、３０２を提供することにある。

本発明の以上の説明は、例示及び説明の目的で提示されており、網羅的なものでも、本発明を開示した形態そのものに限定しようとするものでもなく、他の変更及び変形が以上の教示に照らして可能であろう。実施の形態は、本発明の原理及びその実際の応用を最も良好に説明することによって、当業者が本発明を想定される特定の用途に適する種々の実施形態及び種々の変形例にて最も良好に利用できるようにするために選択され、説明されている。添付の特許請求の範囲は、先行技術によって限定される場合を除き、本発明の他の代案の実施形態を含むように解釈されるべきである。

Claims (10)

1. ダイアセンブリと、
   コンベアベルトと、前記ダイアセンブリに結合された真空マニホールドと、空気流発生装置とを備えているトランスファアセンブリであって、前記コンベアベルトは、複数の孔を備え、複数のシェルを受け入れて、前記ダイアセンブリに対して平面内で移動させるように構成されているトランスファアセンブリと、
   真空ポートアセンブリと、
   を備えており、
   前記真空ポートアセンブリは、入口端と出口端とを備える少なくとも１つのポート部材を備えており、
   前記入口端は、取付部を有し、前記取付部は、前記少なくとも１つのポート部材を前記真空マニホールドに着脱可能に結合させ、前記出口端は、前記少なくとも１つのポート部材によって前記空気流発生装置と前記真空マニホールドとの間の連通が確立されるように、前記空気流発生装置に連通しており、
   前記入口端は、前記コンベアベルトの平面に対してほぼ垂直に前記真空マニホールドから外へと延びているプレスシステム。
2. 前記取付部は、フランジ及び固定機構を備えており、前記固定機構は、前記フランジを前記真空マニホールドに着脱可能に結合させる、請求項１に記載のプレスシステム。
3. 前記固定機構は、幾つかのボルトであり、前記フランジは、前記真空マニホールドにボルトで固定される、請求項２に記載のプレスシステム。
4. 前記真空マニホールドは、或る高さを有し、前記入口端は、第１の直径を有し、前記出口端は、第２の直径を有しており、前記第１の直径は、前記真空マニホールドの高さにほぼ等しい、又は、前記真空マニホールドの高さよりも大きい、請求項１に記載のプレスシステム。
5. 前記第１の直径は、前記第２の直径とほぼ同じである、請求項４に記載のプレスシステム。
6. 前記第１の直径は、０．５インチ〜２．５インチの間である、請求項４に記載のプレスシステム。
7. 前記入口端は、第１の長手軸を有し、前記出口端は、第２の長手軸を有し、前記第１の長手軸は、前記第２の長手軸に概ね垂直である、請求項１に記載のプレスシステム。
8. 前記少なくとも１つのポート部材の数は、２つ以上である、請求項１に記載のプレスシステム。
9. 全てのポート部材は、ほぼ同一である、請求項８に記載のプレスシステム。
10. 前記プレスシステムは、コンバージョンプレスであり、前記ダイアセンブリは、複数のダイを備え、前記複数のダイは、複数の工具ステーションを備え、前記真空ポートアセンブリは、複数の導管をさらに備え、前記空気流発生装置は、複数のブロワであり、前記複数のダイの各々は、複数のポート部材を備え、前記複数の導管は、前記真空マニホールド内に真空圧を生じさせるために、前記複数のポート部材の各々を前記複数のブロワのうちの対応する１つに連通させ、前記真空圧によって、前記複数のシェルが前記コンベアベルトに対する所望の位置に保たれ、前記工具ステーションによって最終的な缶エンドへと前記複数のシェルを次第に成形するために、前記コンベアベルトが、前記複数のシェルを前記複数のダイに対して移動させる、請求項１に記載のプレスシステム。

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