KR101252702B1 - 수평형 띠톱장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평형 띠톱장치에 관한 것으로 특히, 피가공물이 올려지는 테이블의 상면 후방부에 수직하게 설치된 프레임의 전면에 승,하강 판이 설치되고, 상기 승,하강 판의 전면 양측에서 일정거리를 두고 설치된 블록들의 전면에는 자체의 축에 각각 휠이 고정 설치된 두 개의 스핀들이 설치되며, 서로 수평방향에 대해 일정거리 이격된 형태를 갖는 상기 두 휠의 외주면에는 띠톱이 구비되어 휠의 회전에 따라 띠톱이 주행하면서 하강하여 피가공물을 절단하는 수평형 띠톱장치에 있어서, 상기 승,하강 판의 일측면에 설치된 측판과 두 블록 중 일측 블록 사이에 수개의 LM 가이더와 LM 블록 및 유압 실린더 등으로 구성된 형태를 갖고 띠톱에 일정한 장력이 걸리도록 하는 장력조절수단을 설치한 것을 특징으로 한다.
따라서, 피가공물의 가공 부하 변동이나 띠톱의 사용에 따른 늘어남에도 불구하고 띠톱의 장력을 일정하게 유지시켜 줄 수 있어 취성 재료의 절단시 절단 손실을 적게 할 수 있고, 절단면의 직각도과 진직도 및 표면조도가 우수한 절단을 가능하도록 할 수 있으며, 또한 띠톱의 고속 주행을 이용하여 피가공물을 절단할 때 띠톱의 장력조절수단에 의한 띠톱의 마찰이 없도록 할 수 있어 띠톱의 수명을 대폭 늘려줄 수 있는 것이다.

Description

수평형 띠톱장치{Horizontal type band saw device}

본 발명은 수평형 띠톱장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 띠형상의 톱(이하 편의상 띠톱이라 통칭한다)을 주행 시키는 두 개의 휠과, 두 휠의 외주면 걸쳐 걸려있는 띠톱의 장력을 일정하게 유지시키는 장력조절수단 및, 띠톱의 주행 궤도를 유지하기 위한 가이드부재 등으로 구성된 헤드부와 절단하고자 하는 블록 모양의 재료를 장착하고 절단 위치를 결정하는 테이블 등으로 구성하여 취성이 큰 재료를 절단할 때 재료의 가장자리가 부스러지는 것을 방지할 수 있도록 함은 물론 절단 손실을 적게할 수 있고, 절단면의 직각도 및 진직도가 양호하며, 절단면의 표면 조도가 우수하게 절단이 가능하도록 발명한 것이다.

일반적으로 피가공물 등을 절단할 때 사용되는 장치 중, 띠톱 형상의 절삭도구를 이용한 절삭 회전 및 일직선상 운동에 의해 가공물(비금속재 및 금속재 등)을 필요에 따라 절단 할 수 있도록 한 것으로, 그 종류는 크게 핵소오잉 머신(Hack sawing machine), 밴드 소오잉 머신(Band sawing machine) 및 서큘러 소오잉 머신(Circular sawing machine) 등이 있다.

여기서, 특히 일반적인 밴드 소오잉 머신의 경우, 띠형상을 갖는 띠톱의 절삭 회전운동과 가공 대상물의 피이드 운동에 의해 절단 작업을 할 수 있도록 하여서 되는 공작기계를 의미하는 것으로, 상기 띠톱의 설치 방향에 따라 수평식과 수직식으로 나뉘어져, 사용자의 선택에 따라 적합한 장치를 선택, 피가공물을 절단 할 수 있도록 하는 것이다.

이와 같은 밴드 소오잉 머신은, 작업대 상부에 설치되는 2개의 대향되는 한쌍의 휠이 별도의 구동원에 의해 회전력에 의해 상기 각 휠에 띠형상의 톱 즉, 띠톱이 주행 가능하도록 외주면을 따라 감겨지며 연결 고정되어 있어 상기 구동원에 의해, 상기 한 쌍의 휠 외주면을 따라 무한궤도를 이루며 상기 띠톱이 회전되는 일반적 구성을 갖고 있어, 상기 휠의 회전 운동에 따라 연동되어 상기 띠톱이 회동 주행하며 피가공물의 일정 부위를 절단 처리에 의해 상기 피가공물에 일정한 크기와 형상이 부여될 수 있도록 제작할 수 있는 장점이 있음은 알려진 바와 같다.

여기서, 종래의 띠톱을 이용한 밴드 소오잉 머신의 경우, 띠톱의 긴장력 기준점은 두 휠과 띠톱이 접하게 되는 각 접점인 바, 상기 기준점 사이의 거리는 일반적으로 피가공물보다 상대적으로 클 수밖에 없으며, 이로 인해 피가공물을 절단할 때 띠톱에 발생하는 휨응력 즉 굽힘모우멘트에 취약할 수 밖에 없다.

한편, 밴드 소오잉 머신인 수평형 띠톱장치를 이용하여 취성이 큰 피가공물을 절단할 때에는, 띠톱의 주행 속도를 고속으로 해야 하고, 띠톱의 주행 속도가 빠르면 취성 재료는 충격에 의해 부스러지기 쉬우므로 띠톱은 주행 속도가 고속이면서도 진동이 없어야 한다.

이와 같이 진동을 없애기 위해서 여러 가지 방법이 적용 되고 있지만 특히 띠톱의 장력이 미치는 영향은 크다.

따라서 띠톱의 장력을 너무 세게 하면 띠톱의 수명이 단축되고 잘 늘어나게 되며, 장력을 약하게 하면 띠톱에 진동이 발생하고 띠톱의 주행 방향이 일정하지 못해 절단면의 품질이 불량하게 된다.

또한 최적의 장력을 설정해 두어도 가공 도중에 피가공물의 부하의 변동, 띠톱의 늘어남, 온도 및 강성에 의한 변형 등으로 장력이 변하므로 절단 가공 도중에도 띠톱의 장력을 일정하게 유지해 주는 장력 조절 장치가 필요하다.

도 5는 종래 수평형 띠톱장치의 일부 사시도를 나타낸 것이고, 도 6은 텐션조절부의 후면측 사시도를 나타나낸 것(등록특허 10-0692248호에서 발취한 도면임)으로, 이에 따르면 밴드 소오잉 머신(100)의 두 휠(101,102)간 구비되는 띠톱(103)에 긴장되는 텐션 부여 및 상기 띠톱(103)의 진동방지와 이탈 방지등을 이루기 위한 구성을 제공하되, 밴드 소오잉 머신(100)을 이루는 휠(101,102)과 띠톱(103) 및 상기 휠(101,102)을 구동하기 위한 구동수단(미도시)에 상기 휠(101,102)의 외주면으로 감싸게 되는 띠톱(103)의 긴장력 제공을 위한 텐션조절부(110)를 구비하고, 상기 텐션조절부(110) 측을 통해 수압을 제공하여 상기 띠톱(103) 일면측을 강하게 압박하기 위한 수압패드부(120)와, 상기 수압패드부(120) 일측 즉 띠톱(103)이 통과되는 일측에 유체제거플레이트(130)가 구비되며, 상기 수압패드부(120) 일측 상방측으로 띠톱(103)의 진동, 이탈 방지 및 원할 한 절단 작업을 위한 가압력을 제공하기 위한 띠톱수직지지부재(140)를 구비하고 있다.

이와 같은 구성을 갖는 종래 수평형 띠톱에서는 고속으로 주행하고 있는 띠톱을 가이드에 의해 장력각도를 가지도록해서 장력을 조절하고 있는데, 이러한 구조에서는 피가공물의 부하변동에 따른 장력 조절 대응이 취약해서 진동 발생으로 피공물이 부스러지기 쉬우며, 가이드의 장력가도에 따라 절단 위치가 변하게 되어 원하는 위치에 절단할 수 없고, 절단면의 직각도 및 진직도가 좋지 않게 되며, 절단면의 표면조도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 피가공물의 가공 부하 변동이나 띠톱의 사용에 따른 늘어남에도 불구하고 띠톱의 장력을 일정하게 유지시켜 취성 재료의 절단시 절단 손실을 적게 하고, 절단면의 직각도과 진직도 및 표면조도가 우수한 절단을 가능하도록 할 수 있으며, 또한 띠톱의 고속 주행을 이용하여 피가공물을 절단할 때 띠톱의 장력조절수단에 의한 띠톱의 마찰이 없도록 하여 띠톱의 수명을 대폭 늘려줄 수 있는 수평형 띠톱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 피가공물이 올려지는 테이블의 상면 후방부에 수직하게 설치된 프레임의 전면에 승,하강 판이 설치되고, 상기 승,하강 판의 전면 양측에서 일정거리를 두고 설치된 블록들의 전면에는 자체의 축에 각각 휠이 고정 설치된 두 개의 스핀들이 설치되며, 서로 수평방향에 대해 일정거리 이격된 형태를 갖는 상기 두 휠의 외주면에는 띠톱이 구비되어 휠의 회전에 따라 띠톱이 주행하면서 하강하여 피가공물을 절단하는 수평형 띠톱장치에 있어서, 상기 승,하강 판의 일측면에 설치된 측판과 두 블록 중 일측 블록 사이에 띠톱에 일정한 장력이 걸리도록 하는 장력조절수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 장력조절수단은 측단면이 "ㄷ"자 형상을 갖는 일측 블록의 상판과 전면판의 내측에 설치되어 유압 실린더의 구동거리에 대응하여 일측의 스핀들과 휠이 LM 블록을 따라 좌측 또는 우측으로 이동되도록 안내하는 수개의 LM 가이더와; 상기 승,하강 판의 일측 측판 내측에서 수평방향으로 고정 설치된 직육면체형 지지구의 상면과 전면부에 고정 설치된 상태에서 상기 LM 가이더들과 상호 결합된 형태로 설치되어 유압 실린더의 구동거리에 대응하여 일측의 블록과 스핀들, 휠 및 LM 가이더가 좌측 또는 우측으로 이동되도록 안내하는 수개의 LM 블록과; 상기 승,하강 판의 일측 측판에 고정 설치된 실린더 고정판에 몸체가 고정되고 로드의 단부는 일측 블록에 고정 설치된 로드 고정판에 고정된 형태로 설치되어 제어부의 출력신호에 부응하여 작동되며 일측의 블록과 스핀들, 휠 및 LM 가이더가 좌측 또는 우측으로 이동되며 띠톱에 일정한 장력이 걸리도록 동력을 발생시켜 주는 유압 실린더;로 구성한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 수평형 띠톱장치에 의하면, 승,하강 판의 일측면에 설치된 측판과 두 블록 중 일측 블록 사이에 수개의 LM 가이더와 LM 블록 및 유압 실린더로 구성되는 장력조절수단을 설치하여 띠톱에 일정한 장력이 걸리도록 함으로써 피가공물의 가공 부하 변동이나 띠톱의 사용에 따른 늘어남에도 불구하고 띠톱의 장력을 일정하게 유지시켜 줄 수 있어 취성 재료의 절단시 절단 손실을 적게 할 수 있고, 절단면의 직각도과 진직도 및 표면조도가 우수한 절단을 가능하도록 할 수 있으며, 또한 띠톱의 고속 주행을 이용하여 피가공물을 절단할 때 띠톱의 장력조절수단에 의한 띠톱의 마찰이 없도록 할 수 있어 띠톱의 수명을 대폭 늘려줄 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 수평형 띠톱장치의 사시도.
도 2는 본 발명이 적용된 수평형 띠톱장치 중 일부 분해 사시도.
도 3은 본 발명을 적용하여 수평형 띠톱장치 중 장력조절수단의 결합 상태 측단면도.
도 4는 본 발명을 적용하여 수평형 띠톱장치 중 장력조절수단의 작동상태를 설명하기 위한 부분 절취 확대도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용된 수평형 띠톱장치의 사시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명이 적용된 수평형 띠톱장치 중 일부 분해 사시도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명을 적용하여 수평형 띠톱장치 중 장력조절수단의 결합 상태 측단면도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명을 적용하여 수평형 띠톱장치 중 장력조절수단의 작동상태를 설명하기 위한 부분 절취 확대도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명은,

피가공물(1)이 올려지는 테이블(2)의 상면 후방부에 수직하게 설치된 프레임(3)의 전면에 승,하강 판(4)이 설치되고, 상기 승,하강 판(4)의 전면 양측에서 일정거리를 두고 설치된 블록(5)들의 전면에는 자체의 축에 각각 휠(6)이 고정 설치된 두 개의 스핀들(7)이 설치되며, 서로 수평방향에 대해 일정거리 이격된 형태를 갖는 상기 두 휠(6)의 외주면에는 띠톱(8)이 구비되어 휠(6)들의 회전에 따라 띠톱(8)이 주행하면서 하강하여 피가공물(1)을 절단하는 수평형 띠톱장치에 있어서,

상기 승,하강 판(4)의 일측면에 설치된 측판(41)과 두 블록(5) 중 일측 블록 사이에 띠톱(8)에 일정한 장력이 걸리도록 하는 장력조절수단(9)을 설치한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 장력조절수단(9)은,

측단면이 "ㄷ"자 형상을 갖는 일측 블록(5)의 상판과 전면판의 내측에 설치되어 유압 실린더(94)의 구동거리에 대응하여 일측의 스핀들(7)과 휠(6)이 LM 블록(92)을 따라 좌측 또는 우측으로 이동되도록 안내하는 수개의 LM 가이더(91)와;

상기 승,하강 판(4)의 일측 측판(41) 내측에서 수평방향으로 고정 설치된 직육면체형 지지구(93)의 상면과 전면부에 고정 설치된 상태에서 상기 LM 가이더(91)들과 상호 결합된 형태로 설치되어 유압 실린더(94)의 구동거리에 대응하여 일측의 블록(5)과 스핀들(7), 휠(6) 및 LM 가이더(91)가 좌측 또는 우측으로 이동되도록 안내하는 수개의 LM 블록(92)과;

상기 승,하강 판(4)의 일측 측판(41)에 고정 설치된 실린더 고정판(42)에 몸체가 고정되고 로드의 단부는 일측 블록(5)에 고정 설치된 로드 고정판(51)에 고정된 형태로 설치되어 제어부(13)의 출력신호에 부응하여 작동되며 일측의 블록(5)과 스핀들(7), 휠(6) 및 LM 가이더(91)가 좌측 또는 우측으로 이동되며 띠톱(8)에 일정한 장력이 걸리도록 동력을 발생시켜 주는 유압 실린더(94);로 구성한 것을 특징으로 한다.

여기서 미설명 부호 10은 휠 구동용 인버터 모터이고, 11은 띠톱 승,하강 제어용 서보 모터이며, 12는 띠톱 가이더이다.

이와 같이 구성된 본 발명 수평형 띠톱장치에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 공지된 수평형 띠톱장치에 있어서, 승,하강 판(4)의 일측면에 설치된 측판(41)과 두 블록(5) 중 일측 블록 사이에 장력조절수단(9)을 설치하여 두 휠(6)의 외주면을 감싸는 형태로 설치되어 있는 띠톱(8)에 일정한 장력이 걸려지도록한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

공지된 수평형 띠톱장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 피가공물(1)이 올려지는 테이블(2)의 상면 후방부에 수직하게 설치된 프레임(3)의 전면에 승,하강 판(4)이 설치되고, 상기 승,하강 판(4)의 전면 양측에서 일정거리를 두고 설치된 블록(5)들의 전면에는 자체의 축에 각각 휠(6)이 고정 설치된 두 개의 스핀들(7)이 설치되며, 서로 수평방향에 대해 일정거리 이격된 형태를 갖는 상기 두 휠(6)의 외주면에는 띠톱(8)이 구비되어 휠(6)들의 회전에 따라 띠톱(8)이 주행하면서 하강하여 피가공물(1)을 절단하는 구성을 갖는다.

뿐만 아니라, 휠 구동용 인버터 모터(10)와 띠톱 승,하강 제어용 서보 모터(11)가 구비되어 있어, 인버터 모터(10)의 구동에 의해서 휠(6)이 회전하고 이 회전력이 띠톱(8)을 주행시키며, 또한 상기 띠톱(8)이 주행하면서 승,하강 제어용 서보 모터(11)가 승,하강 판(4)을 포함하여 블록(5)과 스핀들(7), 휠(6), 띠톱(8), 띠톱 가이더(13) 및 장력조절수단(9) 등 전체를 서서히 하강시키면 미리 장착된 피가공물(1)에 주행하는 띠톱(8)이 접촉되게 하면서 피각공물이 절단되도록 한다.

이때, 취성이 큰 경질의 재료는 띠톱(8)과 피가공물(1)이 접촉하는 순간 띠톱(8)에 충격이 가해져 진동이 일어나 부스러지기 쉬우며, 장력이 적절하지 못하여 띠톱(8)에 변형이 생기면 정확한 방향으로 절단되지 않아 진직도와 직각도가 나오지 않는다.

그런데, 본 발명에서는 띠톱(8)에 항상 일정한 장력을 부가하기 위해서 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 승,하강 판(4)의 일측면에 설치된 측판(41)과 두 블록(5) 중 일측 블록 사이에 띠톱(8)에 일정한 장력이 걸리도록 하는 장력조절수단(9)을 설치하여 줌으로써 이를 방지할 수 있는 것이다.

이때, 상기 장력조절수단(9)은 수개의 LM 가이더(91)와 LM 블록(92) 및 유압 실린더(94) 등으로 구성되는데, 상기한 수개의 LM 가이더(91)는 측단면이 "ㄷ"자 형상을 갖는 일측 블록(5)의 상판과 전면판의 내측에 설치되어 유압 실린더(94)의 구동거리에 대응하여 일측의 스핀들(7)과 휠(6)이 LM 블록(92)을 따라 좌측 또는 우측으로 이동되도록 안내하는 기능을 수행하게 된다.

또, 수개의 LM 블록(92)은 상기 승,하강 판(4)의 일측 측판(41) 내측에서 수평방향으로 고정 설치된 직육면체형 지지구(93)의 상면과 전면부에 고정 설치된 상태에서 상기 LM 가이더(91)들과 상호 결합된 형태로 설치된 상태에서 유압 실린더(94)의 구동거리에 대응하여 일측의 블록(5)과 스핀들(7), 휠(6) 및 LM 가이더(91)가 좌측 또는 우측으로 이동되도록 안내하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 유압 실린더(94)는 상기 승,하강 판(4)의 일측 측판(41)에 고정 설치된 실린더 고정판(42)에 몸체가 고정되고 로드의 단부는 일측 블록(5)에 고정 설치된 로드 고정판(51)에 고정된 형태로 설치되어 제어부(13)의 출력신호에 부응하여 작동되며 일측의 블록(5)과 스핀들(7), 휠(6) 및 LM 가이더(91)가 좌측 또는 우측으로 이동되며 띠톱(8)에 일정한 장력이 걸리도록 동력을 발생시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

따라서, 띠톱의 작동시 상기 장력조절수단(9)의 유압 실린더(94)에서는 일측의 휠(6)을 타측 휠(6)의 반대 방향으로 설정된 압력만큼 잡아당긴 상태(도면상 우측으로 잡아당기는 상태)를 유지하게 되므로 띠톱(8)에는 항상 일정한 장력이 걸리게 된다.

뿐만 아니라 상기 띠톱(8)이 피가공물(1)을 절단하고 있는 동안 어떤 부하의 변동에도 불구하고 항상 정해진 압력을 발생하고 있는 유압 실린더(94)에 의해 띠톱(8)의 장력이 일정하게 유지하게 된다.

한편, 이상 사태 발생에 따른 띠톱(8)의 진동 발생과 이탈에 대비해서 띠톱(8)의 가공이 일어나는 쪽에는 휠(6)의 가장 가까운 지점에 두 개의 띠톱 가이더(12)가 설치되어 있으므로 이상 상태 발생으로 인해 띠톱(8)이 크게 진동하거나 휠(6) 자체에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 발명이 적용된 수평형 띠톱장치에는 띠톱(8)에 일정한 장력이 가해지도록 하는 장력조절수단(9)이 구비되어 있으므로 절단 가공시 발생하는 절단 부하의 변동이나, 장기간 사용함으로써 발생하는 띠톱의 늘어남 등으로 발생하는 장력의 변화를 보상할 수 있다.

뿐만 아니라, 절단면의 가장자리가 부스러지는 것을 방지할 수 있고, 절단면의 진직도와 직각도를 유지시킬 수 있으며, 또한 면의 표면 조도가 향상되는 효과가 있음에 따라 절단 가공 후 추가적인 후 가공이 필요 없고 재료의 수율이 향상되는 효과가 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

1 : 피가공물 2 : 테이블
3 : 프레임 4 : 승,하강 판
41 : 측판 42 : 실린더 고정판
5 : 블록 51 : 로드 고정판
6 : 휠 7 : 스핀들
8 : 띠톱 9 : 장력조절수단
91 : LM 가이더 92 : LM 블록
93 : 지지구 94 : 유압 실린더
10 : 휠 구동용 인버터 모터 11 : 띠톱 승,하강 제어용 서보 모터
12 : 띠톱 가이더 13 : 제어부

Claims (2)

1. 피가공물이 올려지는 테이블의 상면 후방부에 수직하게 설치된 프레임의 전면에 승,하강 판이 설치되고, 상기 승,하강 판의 전면 양측에서 일정거리를 두고 설치된 블록들의 전면에는 자체의 축에 각각 휠이 고정 설치된 두 개의 스핀들이 설치되며, 서로 수평방향에 대해 일정거리 이격된 형태를 갖는 상기 두 휠의 외주면에는 띠톱이 구비되어 휠의 회전에 따라 띠톱이 주행하면서 하강하여 피가공물을 절단하는 수평형 띠톱장치에 있어서,
   상기 승,하강 판의 일측면에 설치된 측판과 두 블록 중 일측 블록 사이에 띠톱에 일정한 장력이 걸리도록 하는 장력조절수단을 설치하되,
   상기 장력조절수단은,
   측단면이 "ㄷ"자 형상을 갖는 일측 블록의 상판과 전면판의 내측에 설치되어 유압 실린더의 구동거리에 대응하여 일측의 스핀들과 휠이 LM 블록을 따라 좌측 또는 우측으로 이동되도록 안내하는 수개의 LM 가이더와;
   상기 승,하강 판의 일측 측판 내측에서 수평방향으로 고정 설치된 직육면체형 지지구의 상면과 전면부에 고정 설치된 상태에서 상기 LM 가이더들과 상호 결합된 형태로 설치되어 유압 실린더의 구동거리에 대응하여 일측의 블록과 스핀들, 휠 및 LM 가이더가 좌측 또는 우측으로 이동되도록 안내하는 수개의 LM 블록과;
   상기 승,하강 판의 일측 측판에 고정 설치된 실린더 고정판에 몸체가 고정되고 로드의 단부는 일측 블록에 고정 설치된 로드 고정판에 고정된 형태로 설치되어 제어부의 출력신호에 부응하여 작동되며 일측의 블록과 스핀들, 휠 및 LM 가이더가 좌측 또는 우측으로 이동되며 띠톱에 일정한 장력이 걸리도록 동력을 발생시켜 주는 유압 실린더;로 구성한 것을 특징으로 하는 수평형 띠톱장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
2. 삭제

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