JPH06293072A - 非ハロゲン熱可塑性薄片の溶接方法および装置 - Google Patents

非ハロゲン熱可塑性薄片の溶接方法および装置

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JPH06293072A
JPH06293072A JP3857993A JP3857993A JPH06293072A JP H06293072 A JPH06293072 A JP H06293072A JP 3857993 A JP3857993 A JP 3857993A JP 3857993 A JP3857993 A JP 3857993A JP H06293072 A JPH06293072 A JP H06293072A
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JP
Japan
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welding
flakes
tool
lamina
insert
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JP3857993A
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Heinz Hinterseer
ヒンテルゼール ハインツ
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PAURU KIIFUERU HOTSUHOFUREKUEN
PAURU KIIFUERU HOTSUHOFUREKUENTSU ANLAGEN GmbH
Kiefel Paul Hochfrequenz Anlagen GmbH
Original Assignee
PAURU KIIFUERU HOTSUHOFUREKUEN
PAURU KIIFUERU HOTSUHOFUREKUENTSU ANLAGEN GmbH
Kiefel Paul Hochfrequenz Anlagen GmbH
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明の目的は非ハロゲン熱可塑性薄片を、
溶接継目が品物の両外面の間を延びる面内に位置するよ
うにする熱接触法によって溶接し得るようにすることで
ある。 【構成】 本方法は；二つの薄片の少なくとも一つを、
熱成形法により、隆起せしめられる薄片支持縁に対する
凹みを形成すことによって立体的に予備成形を行う段階
と、予備成形された下方薄片１を、前記凹みに挿入物を
装入する前、または装入した後に薄片支持区域内で支持
する段階と、他の薄片を挿入物および支持縁上に載置す
る段階と、前記薄片を溶接工具５′および対向工具５の
間の区域で、支持縁だけに沿って延びるマスクの形に形
成された分離薄片１１によって調整、すなわち心決めす
る段階と、溶接工具５′と前記薄片との間に、支持縁の
境界に対応して形成された分離薄片１１を挿入すること
により、前記薄片を支持縁の区域において溶接する段階
とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は請求項１の大概念に記載
された方法により、非ハロゲン熱可塑性薄片を、その間
に挿入された挿入物、例えば補強用の挿入物と溶接する
方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】この形式の周知の方法（ DE-PS 38 07 1
64 ）においては、相互に溶接すべき二つの薄片の一
つ、特に下方薄片が真空によって、溶接プレスの二つの
工具の一つによって形成される凹所の中に引き入れられ
る。このように例えば補強挿入物よりなる挿入物を受け
入れ、かつ心決めするためのベッドが設けられる。平ら
な面上に置かれた下方薄片の縁区域には、次ぎに他の薄
片、すなわち上方薄片と、耐熱性の優れた材料、例えば
ポリイミドよりなる分離薄片とが載置され、該分離薄片
を通して溶接エネルギーの大部分が導かれる。このよう
な配置によれば、分離薄片に対して直接補強挿入物を配
置する時に溶接継目が発生する。その理由は上方薄片が
分離薄片と平らに接触した状態に留まり、補強挿入物を
囲繞するに必要な追加的薄片材料は下方薄片から取得せ
ねばならぬからである。折りたたみ式の品物、例えば本
の表紙、折りたたみ容器等はこのような方法により製造
することができる。しかしながら、例えば自動車ブライ
ンドを製造する場合に必要とされる、補強挿入物の中央
面に位置するような溶接継目はこの方法では得られな
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は序文に
述べた方法を改良し、非ハロゲン熱可塑性薄片を、溶接
継目が品物の両外面の間を延びる面内に位置するように
する熱接触法によって溶接し得るようにすることであ
る。
【０００４】
【問題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明による方法は、事実上請求項１の特徴部分に記
載された段階を有することを特徴としている。
【０００５】この方法によれば、自動車ブラインド、ビ
デオカセットケース、包装等の如き品物で、二つの立体
的に予備成形された外側プラスチック薄片、多少とも弾
性を有する芯および補強挿入物よりなる挿入物のほぼ中
央面内を延びる溶接継目を有する品物を製造することが
できる。
【０００６】マスクは支持縁の延びに対応する形を必要
とするから、このマスクを形成する分離薄片の製造に
は、特に薄い金属板または耐熱性プラスチックの使用が
有利である。これらは溶接エネルギーを導く溶接工具
と、溶接すべき薄片との間に非接着機能を与えるばかり
でなく、その剛性によって両薄片の一つと共にユニット
として取り扱い得るようにする利点がある。この場合マ
スクを、その凹み内に載置される挿入物を担持する予備
成形下方薄片の支持縁を支持するために使用すること
は、特に有利である。なおこの場合は前記マスクを、挿
入物および下方薄片ならびに上方薄片と共に、溶接工具
に対し上向きに動かし得るようにする枠を使用すること
も有利である。
【０００７】少なくとも部分的に可撓性材料よりなる挿
入物を挿入する時、および上方薄片の作用がその縁区域
において、下方薄片の支持縁の方向に働くようにする時
は、該挿入物が少なくとも部分的に圧縮されるようにす
ることが有効である。この場合完璧な溶接継目を安全に
保持し、その上に弾性薄片を緊張した状態で保持し得る
ようにするためには、挿入物が少なくとも溶接行程が行
われる時、およびこれに続いて冷却段階が行われる時に
圧縮された状態に保持されることが重要である。これは
挿入物がこれと接触する薄片を通して外部から圧力を受
けるようになすことによって行うことができる。これと
は別に挿入物を、薄片によって画界された空間を真空に
することにより、圧縮状態に保持することも有利であ
る。
【０００８】本発明はさらにその方法を実施するための
装置に係る。この装置は事実上請求項９の特徴部分に記
載された特徴を有している。
【０００９】相互に開閉し得る区域を有する品物、例え
ばビデオカセットケースを製造するためにこの特徴に
は、分離薄片が複数の品物と関連する開口を有し、熱成
形法によって予備成形された下方薄片または上方薄片の
区域の一つを通し得ることが含まれれている。
【００１０】溶接プレス内に装入された薄片の予備成形
された区域が、有害な熱作用を受けないようにするため
には溶接腕の、開口の方に向いた側に熱伝度の低い材料
よりなる被覆を設けることが有利である。
【００１１】溶接行程直後の高温状態において溶接継目
を保護するために、すなわち完成した品物の薄片の引張
状態を安全にするためには、溶接工具および／または対
向工具によって画界される区域に、下方薄片および上方
薄片と、挿入された挿入物とに圧力を加えるための圧力
板を設けることが望ましい。この場合は前記圧力板は目
的に適うように、これを作動する押し棒に連結し、該押
し棒が溶接工具および対向工具内に設けられた開口を通
って延びるようにされる。
【００１２】しかしながら本発明による装置の別の実施
例では、マスクの開口の方に向いた薄片の支持縁に沿っ
て延びるゴム弾性枠縁を設け、この枠縁を通して下方薄
片および上方薄片の両支持縁を、溶接の行われる前に相
互に相対する位置に保持し、かつ真空装置に連結し得る
扁平な管接手を溶接区域外にいて、下方薄片および上方
薄片の間の支持縁の区域に、通すようになすことができ
る。
【００１３】本装置の特に実際的な取り扱いは、管接手
を水平軸線の周りにおいて、支持縁区域から上向きに揺
動し得るように支持することによって行われる。本装置
はマスクの形に形成された分離薄片を担持する枠を、薄
片の装入および取り出しを行うために、水平軸線の周り
に回転自在に支持することによりさらに便利に使用し得
るようになる。
【００１４】以上本発明による方法と、この方法により
熱可塑性薄片を溶接するための装置とについて説明し
た。本方法によれば同様に熱可塑性の薄い板も相互に結
合することができるから、以上の説明は制限的意味を有
するものではない。本発明の別の詳細、利点および特徴
は、添付図面によって次ぎに説明する実施例によって明
らかとなる。
【００１５】
【実施例】図１に示される如く、必要に応じ堅いプラス
チックにより、立体的に予備成形された下方薄片１、例
えばビデオカセットケースの内部を形成下方薄片は挿入
物、図示の実施例においては例えば厚紙３および外側の
追加泡薄片４よりなる補強用の挿入物を介して、柔らか
な上方薄片２と組合わせられている。この縦断面図はビ
デオカセットケースと、溶接開始時にこれを囲繞する溶
接装置の部分とを示す。これら部分は熱伝導の優れた金
属、例えばアルミニゥムよりなる加熱板の形をなした溶
接工具５’と、対向工具５とを含んでいる。これら工具
は適当な部材、例えば電気的に加熱される棒６によって
加熱され、かつ周知の温度調節装置によってその時々の
目標値に維持される。
【００１６】対向工具５の上方加熱板には、場合によっ
ては工具と関連する基礎板により、製造すべき品物の外
方輪郭に沿って、適当に成形された刃先を有する溶接腕
７が取り付けられている。この腕７は耐摩耗性を有す
る、熱伝導の優れた金属、例えば黄銅によって形成され
る。ビデオカセットケースの、いわゆる後部継目の区域
には、同じ材料よりなる圧印腕８が設けられ、該腕はそ
の加工側を平らに、または例えば縦−あるいは横波形の
断面を有するものとなすことができる。
【００１７】溶接工具５’の下方加熱板には、対向工具
５の上方加熱板の腕に対向する溶接腕９が形成され、該
腕は平らな加工面を有し、かつその幅は対向工具５の相
対する腕７の幅より大となるようにされている。溶接腕
９はなるべくはその内面に、熱伝導率の低い材料よりな
る被覆１０を備え、この被覆は隣接する下方薄片１に対
する熱輻射をできるだけ少なくするようになっている。
【００１８】予備成形された下方薄片はその薄片支持縁
によって、支持縁だけに沿って延びるマスクの形をなし
た分離薄片１１上に触座する。このマスクは薄い金属板
よりなり、該金属板は溶接面から下向きに突出した、溶
接すべき下方薄片１の区域に対応する区域に開口を設
け、したがって溶接工具５’に対するその心決めを溶接
腕９によって行い、場合によっては溶接工具に対する、
または該工具からの搬送を行い得るようになっている。
【００１９】前記マスク１１は図示の実施例においては
溶接工具５’および対向工具５に対して上下し得る枠１
２上に装架されている。
【００２０】上方腕７および８の温度は、該腕が薄片材
料に接着するのを避けるために、溶接すべきプラスチッ
ク薄片の融解温度以下に保持され、ポリプロピレンの場
合は１１０0 Ｃと１４０0 Ｃとの間とされる。これに反
し、下方溶接腕９の温度はポリプロピレンの場合は１８
０0 Ｃと２５０0 Ｃとの間とされる。
【００２１】溶接工具５’および対向工具５の両加熱板
は，周知の溶接プレスの台架内を相互に動き得るように
支持されている。板相互の押圧力は溶接すべき品物の大
きさに対応して調節することができる。
【００２２】前記装置を使用して次ぎのように作業を行
う。今形成した製造部分をマスクから溶接区域外に取り
出した後、下方薄片１と、これに続いて補強挿入物３お
よび、場合によっては４とを挿入する。下方薄片１に対
するこれら部材の位置決めは、該下方薄片１に対応して
形成された凹み、または周知の補助装置、いわゆる溶接
プレスの閉じる直前に引っ込められるようになった、厚
紙心決め装置によって確実に行われる。最後に上方薄片
２が載置され、これら溶接すべき部材は、分離薄片１１
によって形成されるマスクと共に溶接区域に供給され
る。
【００２３】続いて溶接プレスが閉じられるが、この時
は溶接工具５’および対向工具５の加熱板の衝程運動を
制御し、マスク１１が下方溶接腕９だけによって支持さ
れ、但しこれによって持ち上げられないようにすること
が望ましい。
【００２４】溶接プレスは所定の溶接力を受けたまま、
一定の溶接時間に亙って閉鎖状態に止められ、この時対
向工具の上方腕７、８と、特に下方腕９とから、熱伝導
性分離薄片１１を通して、溶接すべき薄片区域に熱エネ
ルギーが導かれ、それによって薄片区域は軟化する。し
たがって上方腕７、８は融解した薄片材料を部分的に、
分離薄片１１の外方に向かって、腕７の刃が分離薄片１
１のほぼ上側にくるまで押し除けるようになる。
【００２５】続いて溶接工具５’が溶接腕９と共に下向
きに引き離され、一方対向工具５の腕７、８は、もちろ
ん負圧を加えることなく、そのまま分離薄片１１上に触
座し、まだ高温状態にある溶接継目の破損を阻止するよ
うになっている。
【００２６】所定の、いわゆる残効時間が経過した後、
対向工具５が引き戻され、かつマスクによって形成され
た分離薄片１１が溶接された部分と共に、回転テーブル
またはコンベヤ装置（トレーコンベヤ等）の如き周知の
搬送装置によって、冷却工具に送給される。これら冷却
工具の半分は何れも溶接装置の両半分と、幾何学的に同
様となるように形成されている。しかしながらこれら部
分はできるだけ低温（通常はほぼ室温）に維持される。
冷却工具は冷却プレス内に装架され、かつ溶接プレスと
同様に形成されるが、小さな力で作動するようにされ
る。
【００２７】図２は例えば自動車ブラインドの如き、弾
性挿入物を有する成形部品の製造装置を示す。
【００２８】この装置においては圧印作業を行う腕７
は、下方加熱板によって形成される対向工具５に取り付
けられ、この場合該腕は薄片の融解温度以下に保持さ
れ、一方断熱被覆１０を有する溶接腕９は、上方加熱板
によって形成される溶接工具５’に取り付けられ、この
場合該腕は薄片材料の融解点以上に保持される。
【００２９】この実施例においては下方板状対向工具５
は、なお溶接すべき品物を溶接プレスに搬入し、かつプ
レスからこれを搬出するための装置として働く。
【００３０】製造すべき品物、例えば自動車ブラインド
の形をなした品物は二つの柔らかい薄片、すなわち下方
薄片１３’および上方薄片１３よりなり、これら薄片は
間に、泡芯の形をなした弾性補強物１４をはさんで、そ
の周囲に沿ってできるだけこれを乗り越えないように、
しかもこれを残さないように溶接すべきである。
【００３１】泡芯１４を囲繞する時に、薄片１３および
１３’の周囲区域にしわが生じないようにするために、
これら薄片は目的に適うように、前もって熱成形作業を
行う時に立体的に予備成形される。
【００３２】先ず下方薄片１３’を、刃を備えた下方腕
７に対し正しく載置し、次いで補強挿入物を形成する泡
芯１４をこの下方薄片１３’の凹みの中に心決めし、続
いて上方薄片１３を載置する。
【００３３】次ぎに前記部材を装入するための、水平軸
線１５の周りを上向きに揺動する枠１２を、前記マスク
によって形成される分離薄片１１と共に下向きに揺動せ
しめ、したがって装入した部材が溶接プレスに搬送され
る時に、下方対向工具５と正しく嵌合した状態に保持さ
れるようにする。
【００３４】続いて溶接工具５’を、図１に示されたと
同様なマスクの上に動かすことによって溶接作業を行
う。
【００３５】泡芯の弾性復元力は溶接装置を開いた後
に、新しい溶接継目を裂開させる傾向を有している。他
方光学的見地からは泡芯１４を、溶接された薄片１３、
１３’によってできるだけ緊張した状態で包むようにせ
ねばならぬ。
【００３６】この問題を解決するためには、次ぎに述べ
る二つの方法がある。その一つは溶接工具５’および対
向工具５の内部に圧力板１６、１６’を配置し、該圧力
板の押し棒が溶接工具および対向工具内に設けられた孔
を通って延びるようになすことである。この押し棒によ
って、圧力板１６、１６’は工具５、５’に対して移動
することができ、したがって泡芯１４は溶接の行われる
前、行われる時および行われた後においても、この圧力
板によって共に押圧され、したがって柔らかい薄片の縁
区域内における引張力の増加を阻止することができる。
【００３７】第２の方法においては、腕７の外方の支持
縁区域内において、両薄片１３および１３’の間に、扁
平にされた管接手１７を配置し、下方薄片１３’を装入
する時にこの管接手が、水平軸線１８の周りを上向きに
揺動し、それによって薄片の間に閉じ込められた空気を
真空装置（図示せず）によって引き出し得るようになす
ことである。
【００３８】両薄片１３および１３’の支持縁を密封す
るためには、例えばゴム弾性枠縁１９よりなる密封枠が
使用される。この枠縁は例えば金属枠２０内において、
断熱支持部材を通して下方加熱板上に支持され、かつ両
薄片をマスクによって形成された分離薄片１１に対して
押圧する。
【００３９】このようにしてブラインド内に生じた負圧
は、溶接装置を開いた後においても効果的に残留し、し
たがって溶接継目の裂開は阻止される。
【００４０】前述の方法によって製造された品物は、溶
接装置から取り出した後、周囲に生じたぎざぎざを有す
る薄片の縁を、腕７の刃により手作業によって製品から
切り取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の概略垂直断面図。
【図２】本発明による変型装置の同様な立面図。
【符号の説明】
１ 下方薄片 ２ 上方薄片 ３、４ 補強用の挿入物 ５ 対向工具 ５’ 溶接工具 ７ 溶接腕 ８ 圧印腕 ９ 溶接腕 １１ 分離薄片 １２ 枠 １３ 上方薄片 １３’ 下方薄片 １６、１６’ 圧力板 １７ 管接手 １９ 枠縁 ２０ 金属枠

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非ハロゲン熱可塑性薄片または薄板と、
    挿入された挿入物、例えば補強用の挿入物とを溶接装置
    によって溶接する方法で、該溶接装置が所要の溶接温度
    まで加熱し得る溶接工具と、薄片の融解温度以下の温度
    に調節することができ、かつ所要の溶接−または圧印輪
    郭に対応する断面、特に刃を有する対向工具と、溶接装
    置内に装入し得る熱伝導分離薄片とを有し、この分離薄
    片により前記薄片を通してその可塑化に必要な、溶接工
    具から発生した熱エネルギーを導くことができ、かつ該
    薄片の冷却後、これを分離薄片から釈放し得るようにな
    っている方法において：二つの薄片の少なくとも一つ、
    すなわち下方薄片を熱可塑化法により隆起せしめられる
    薄片支持縁に対する凹みを形成することによって立体的
    に予備成形を行う段階と、 前記凹みに、場合によっては複数の部材よりなる挿入物
    を挿入する前、または挿入した後、前記予備成形された
    下方薄片を薄片支持縁の区域内で支持する段階と、 他の薄片、すなわち上方薄片を挿入物および支持縁の上
    に載置する段階と、 前記薄片を、溶接工具および対向工具の間の区域で、支
    持縁だけに沿って延びるマスクの形に形成された分離薄
    片によって調整、すなわち心決めする段階と、 溶接工具と前記薄片との間に、支持縁の境界に対応して
    形成された分離薄片を挿入することにより、前記薄片を
    支持縁の区域において溶接する段階とを有することを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】 薄い金属板または、耐熱プラスチック薄
    片よりなるマスクの形をなした分離薄片を使用する請求
    項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 予備成形された凹みの中に、挿入された
    挿入物を担持する下方薄片の支持縁を支持するために、
    マスクを使用する請求項１および２記載の方法。
  4. 【請求項４】 溶接工具に対して、マスクと共に挿入物
    と、下方−および上方薄片とを高さの方向に動かし得る
    枠を使用する請求項１から３までの何れか一つに記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも部分的に可撓性を有する材料
    よりなる挿入物を挿入し、かつ上方薄片がその縁区域に
    おいて、下方薄片の支持縁の方向に作用を及ぼし、前記
    挿入物を少なくとも部分的に圧縮するようになっている
    請求項１から４までの何れか一つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 挿入物が少なくとも溶接行程の行われる
    間、およびその直後の冷却段階が行われる間、圧縮状態
    に保持される請求項１から５までの何れか一つに記載の
    方法。
  7. 【請求項７】 挿入物がそれに重ねられた薄片によっ
    て、外方圧力作用を受ける請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 挿入物が、薄片を画界する空間を真空に
    することによって圧縮状態に保持される請求項６記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 請求項１から８までの何れか一つに記載
    の方法を実施するための装置において、溶接プレスの溶
    接工具（５’）および対向工具（５）を有し、これら工
    具が相互に関連し、かつその少なくとも一つが他のもの
    に対して、上下に動かすことができ、前記溶接工具
    （５’）と関連する溶接腕（９）と、該溶接腕の方に向
    き、かつ対向工具（５）と関連する腕（７、８）とが設
    けられ、その外方腕（７）が貫通刃を有し、さらに枠
    （１２）に固定された分離薄片（１１）が設けられ、該
    分離薄片を前記枠により、溶接腕（９）と、溶接行程に
    おいて対向工具（５）の腕（７、８）に触座する、相互
    に溶接すべき下方薄片（１）および上方薄片（１３’）
    の支持縁との間の区域に挿入することができ、この分離
    薄片（１１）が少なくとも一つの開口を有し、その境界
    縁が溶接腕（７、８）の内縁の中を延びるようになって
    いる装置。
  10. 【請求項１０】 分離薄片（１１）が複数の開口を有
    し、該開口がその時々に、下方薄片（１、１３’）また
    は上方薄片（２、１３）の、熱塑性作業時に予備成形さ
    れた区域の一つを貫通させるようになっている請求項９
    記載の装置。
  11. 【請求項１１】 分離薄片（１１）よりなるマスクが、
    金属の薄板、または耐熱プラスチックによって製造され
    る請求項９または１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 溶接腕（７、８）が前記開口の方に向
    いた側に、熱伝導の低い材料よりなる被覆（１０）を有
    している請求項９から１１までの何れか一つに記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】 溶接工具（５’）および／または対向
    工具（５）の腕（７、９）によって画界される区域に、
    下方薄片（１３’）および上方薄片（１３）を、これら
    の間の挿入物（１４）と共に圧縮するための圧力板（１
    ６’，１６）が設けられている請求項９から１２までの
    何れか一つに記載の装置。
  14. 【請求項１４】 圧力板（１６’、１６）が、その作用
    を可能にするための押し棒に連結され、該押し棒が溶接
    工具（５）および対向工具（５’）に設けられた開口を
    通って延びている請求項１３記載の装置。
  15. 【請求項１５】 マスクの開口の方に向いた薄片（１
    ３’）の支持縁に沿って延びるゴム弾性枠縁（１９）が
    設けられ、溶接が行われる時および行われた後に、該枠
    縁上に下方薄片（１３’）および上方薄片（１３）の両
    方の支持縁が相対するように保持され、かつ真空装置に
    連結し得る扁平な管接手（１７）が、該下方薄片および
    上方薄片の間の支持区域を、溶接縁区域外において貫通
    し得るようになっている請求項９から１４までの何れか
    一つに記載の装置。
  16. 【請求項１６】 ゴム弾性枠縁（１９）が、断熱支持部
    材上に触座する金属枠（２０）の一つによって支持され
    ている請求項１５記載の装置。
  17. 【請求項１７】 支持部材が下方対向工具（５）上に支
    持されている請求項１６記載の装置。
  18. 【請求項１８】 管接手（１７）が水平軸線（１８）の
    周りにおいて、支持縁区域から上向きに揺動し得るよう
    に支持されている請求項１５記載の装置。
  19. 【請求項１９】 マスクの形に形成された分離薄片（１
    １）を担持する枠（１２）が、水平軸線の周りを上向き
    に揺動し得るように軸持されている請求項９から１８ま
    での何れか一つに記載の装置。
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