KR101957227B1 - 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환편기 니들 플레이트(needle plate) 어셈블리의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 바늘판 어셈블리는 하나의 니들 베드(needle bed) 본체(니들 실린더/니들 다이얼/싱커링(sinker ring))와 하나 이상의 삽입편이 삽입 접합되어 구성되고, 주로 그 구성 기준면의 설계를 개선하여 조합 후의 정밀도 및 사이즈 연마, 직물 가장자리 제거 및 폴리싱 등 후속 처리 가공 프로세스를 생략하며, 그 조합 정밀도를 달성하는 동시에 편직용 니들과의 저항 마손을 더욱 감소시켜 편직용 니들과 니들 플레이트의 사용 수명을 연장시키고, 기계 편직의 속도를 향상시켜 생산력을 개선시켜 준다.

Description

환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법 {METHOD OF MANUFACTURING NEEDLE PLATE ASSEMBLY OF CIRCULAR KNITTING MACHINE}

본 발명은 환편기 니들 플레이트(needle plate) 어셈블리의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조합 후 정밀도 및 사이즈 연마, 직물 가장자리 제거 및 광택 등 후속 처리 공정을 다시 거칠 필요가 없으며, 그 조합 정밀도를 달성하는 동시에 편직용 니들과의 저항 마손을 감소시키는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명자가 앞서 제출한 대만 발명특허 공개번호 TW200806836에 따르면, 환편기는 편직물 대량 생산에 광범위하게 사용되는 기구이며, 종래의 환편기는 특히 총 니들 수가 비교적 많은 미세 바늘 편직기이다. 이는 니들 실린더, 니들 다이얼, 싱커링(sinker ring)(이하 ‘니들 베드(needle bed)’로 칭함) 등 니들 베드 상에 설치되는 가이드 니들 홈(이하 ‘니들 홈’이라 칭함) 수량이 많고 홈 폭이 협소하기 때문에, 이러한 홈의 성형 가공에는 극도로 놓은 난이도가 필요하며 완제품 제조 후에 후속 표면 처리 가공 프로세스(이하 ‘후처리 가공’이라 칭함)로 인하여 정밀도가 충분하지 않거나 표면 조도, 내마모도 등 기계적 특성이 떨어지는 문제가 자주 발생하며, 이 때문에 기구 작업 시 많은 결점이 나타나게 된다.

이 공지된 TWI473918B, TWM402299U1, US5609044, CN102505317A, WO2016142843 등 특허에는 다양한 종래 기술이 공개되었는데, 도 1 내지 4에서 도시하는 바와 같이, 업계에서 사용되는 종래의 환편기의 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법은 먼저 니들 베드 본체(1a)가 마무리 회전(finish turning) 가공으로 필요한 구조 형태를 만들며, 다시 니들 홈(16a)의 사전 설치한 부위에서 설정 편직용 니들 수량에 따라 등분한 방사상 방향으로 복수개의 필요한 니들 홈(16a) 양측의 니들 플레이트 홈(19a)을 개설하고, 그 바닥부를 접합 기준면(23a)으로 삼아 다시 삽입편(2a)을 하나씩 상기 니들 플레이트 홈(19a) 내에 삽입 고정시켜 조합한다.

니들 베드 본체(1a) 상에 집적되는 삽입편(2a)을 업계에서는 니들 플레이트라고 부른다.

그러나 니들 베드 본체(1a)는 열처리를 진행해야 하므로 그 니들 플레이트 홈(19a)의 바닥부가 변형될 수 있다. 즉, 상당히 신중하게 삽입편(2a)을 하나씩 삽입 고정시켜 조합하더라도 조합 후 정밀도 및 외부 사이즈 연마를 거치지 않으면 요구되는 기준의 오차 허용범위를 훨씬 넘어서게 된다. 따라서 업계에서는 통상적으로 후처리 가공을 진행하며, 니들 플레이트 형체를, 예를 들어 삽입편(2a)을 필요한 정밀도 및 외부 크기(24a)로 연마하여 조금씩 니들 플레이트의 형체로 만들고, 다시 폴리싱 휠(그 재질은 철사 휠, 구리선 휠 및 패브릭 휠 등임)로 직물 가장자리 제거 및/또는 폴리싱과 샌드블래스팅(sandblasting) 연마 세정 등 프로세스를 진행한다. 그 목적은 모두 니드 플레이트의 표면 평활도를 높이고 편직용 니들과의 저항 마손을 최저치로 감소시키는 데에 있다.

그러나 삽입편(2a) 표면 양측은 연마를 거치기 때문에 원래의 삽입편(2a)의 둥근 모서리가 직각 상태(22a)로 변하게 되고, 이는 편직기 운전 시 편직용 니들에 일정한 마모를 가져올 수 있다. 또한 이로 인해 직물 가장자리가 완전하지 않거나 균일하게 제거되지 않아 편직기 작동 중 니들, 싱커링 등 구속 작동 부품에 니들이 팽팽해지거나, 걸리거나 심지어 니들이 훼손될 수 있다. 이러한 부품 간섭 현상은 직조한 패브릭에 세로 줄 흠집, 코바늘 원사 분리 교차, 끊어짐 또는 보풀이 일어나는 등의 하자가 발생해 제품 품질을 심각하게 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 관련 부품을 상당히 마손시켜 기구 사용 수명을 감소시킬 수 있고, 심지어 부품을 훼손시키고 기계를 작동시킬 수 없는 상황이 초래될 수도 있다. 그러나 업계에서 통상적으로 사용하는 후처리 가공은 반드시 많은 시간과 인력을 투입해야 하는데, 특히 직물 가장자리를 완전하게 하거나 균일하게 제거하는 데에는 상당한 시간과 인력이 투입되어야 한다.

상세하게는, 니들 베드 본체(1a)가 열처리를 거친 후, 제1 지점(A) 내지 제2 지점(B)의 평행도가 열처리로 인해 오차가 생기고 니들 베드 본체(1a)의 두께 규격이 달라진다. 이로 인해 원래의 가공 오차(약 0.01mm 이내)가 0.1mm, 심지어 0.35mm 이상으로 확대 변형되며, 밀링 머신으로 가공한 니들 플레이트 홈(19a) 바닥부도 상대적으로 변형이 일어나고, 삽입편 높이(H2) 및 삽입편의 서로 대응하는 부위(231a)의 조합에 오차로 인해 종래의 제조 방법으로 니들 플레이트 조합을 완료한 경우 삽입편(2a)의 제3 지점(A2) 내지 제4 지점(B2)의 평행도 역시 0.15mm, 심지어 0.5mm 이상으로 확대되어 규격 표준(평행도는 0.03mm 이내가 요구됨)을 상당히 벗어나게 된다. 따라서 종래의 제조 방법은 선반 처리(lathe process) 시 제1 지점(A) 내지 제2 지점(B)에 변형 경사 오차를 남겨두어 열변형 간섭을 최저치로 낮추고, 열처리 후 제1 지점(A) 내지 제2 지점(B)의 평행도가 규격 표준 내에 있도록 해야 한다. 니들 플레이트 조합이 완료될 때까지 대기한 후, 다시 니들 플레이트 꼭대기부를 연마하여 제3 지점(A2) 내지 제4 지점(B2)과 제1 지점(A) 내지 제2 지점(B) 양자의 오차 허용 범위를 동기화시키고, 니들 홈 높이(H1)이 규격 표준 내에 있도록 해야 한다.

상기 내용을 종합하면, 본 발명자는 상기 결함을 개선하기 위하여 연구 및 응용을 거듭하면서 설계가 합리적이고 상기 결함을 효과적으로 개선한 본 발명을 고안하였다.

본 발명의 목적은 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법을 제안함으로써, 정밀도 및 사이즈 연마, 직물 가장자리 제거 및 폴리싱 등 후속 처리 가공 프로세스를 생략하며, 니들 플레이트와 니들과의 저항 마손을 감소시켜 편직용 니들과 니들 플레이트의 사용 수명을 연장시키고, 기계 편직의 속도를 향상시켜 생산력을 개선시키는 등의 장점을 구현하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법을 제공하며, 여기에는,

하나의 니들 베드 본체 및 복수 개의 삽입편을 제공하고, 상기 니들 베드 본체에 복수 개의 필요한 니들 플레이트 홈을 형성하고, 상기 니들 베드 본체의 형체는 열처리 변형 계수를 도입하여 설계 및 제조하여, 편직용 니들의 정박 기준면 및 니들 플레이트의 정박 기준면을 미리 남겨두고, 열처리 변형 계수 범위를 넘어설 때까지 상기 니들 플레이트 홈 바닥부에 밀링 처리를 진행하는 단계;

연마해야 하는 정밀도 및 외부 사이즈에 의거하여 삽입편 형체의 설계 제조를 도입하고, 상기 삽입편은 제1 부위, 제2 부위 및 제3 부위가 있고, 상기 제1 부위는 상기 삽입편의 일단에 인접하고, 상기 제2 부위는 상기 삽입편의 다른 단에 인접하고, 상기 제3 부위는 상기 제1 부위 및 상기 제2 부위 사이에 위치하고, 상기 제1 부위는 상기 편직용 니들의 정박 기준면에 대응하고, 상기 제2 부위는 상기 니들 플레이트의 정박 기준면에 대응하고, 상기 삽입편의 제1 부위 및 제2 부위와 연마를 거치지 않은 정밀도 및 외부 사이즈를 오차 허용 범위 내로 제어하는 단계;

상기 삽입편 및 상기 니들 플레이트 홈 바닥부 사이즈를 측정하고, 필요 시 수정 후 다시 밀링 가공을 진행하여 상기 삽입편의 제3 부위가 상기 니들 플레이트 홈 바닥부에 저촉되지 않도록 보장하는 단계;

열처리를 거친 후 상기 편직용 니들의 정박 기준면 및 상기 니들 플레이트의 정박 기준면 두 곳의 사이즈를 측정하고, 필요 시 다시 가공 수정하여 이후 정확한 연마를 거치지 않은 정밀도 및 외부 사이즈를 획득할 수 있도록 보장하는 단계; 및

삽입편을 하나씩 삽입 접합하여 니들 플레이트 홈에 조합하는 작업을 진행하여, 상기 삽입편의 제1 부위 및 제2 부위가 각각 상기 편직용 니들의 정박 기준면 및 상기 니들 플레이트의 정박 기준면에 긴밀하게 접합되도록 하는 단계가 포함된다.

본 발명은 주로 니들 베드 본체의 삽입편에 대응하는 구성 기준면을 개선한 것으로서, 상기 구성 기준면의 정밀도를 빌어 특별히 개선한 형체의 삽입편을 하나씩 상기 니들 플레이트 홈 내에 삽입 접합하여 조합시키며, 조합 후에는 동기적으로 그 어셈블리 정밀도에 도달할 수 있고, 정밀도 및 사이즈 연마, 직물 가장자리 제거 및 폴리싱 등 후처리 가공 프로세스를 생략할 수 있다. 이러한 혁신은 종래의 니들 플레이트가 직물 가장자리 또는 테두리 직각 상태 등 요인으로 인해 파생되는 불리한 특징을 제거해 주며, 니들 플레이트와 니들 사이의 저항 마손을 감소시켜 니들과 니들 플레이트의 사용 수명을 연장시켜 줄 뿐만 아니라 기계 편직의 속도를 높여 생산력을 강화시키는 등의 많은 장점을 가져다준다.

이하에서는, 본 발명의 특징 및 기술내용에 대한 더욱 상세한 이해를 돕기 위하여 예시적인 실시형태들을 도면을 통해 보다 설명한다. 이하의 도면은 설명을 위한 것으로서 본 발명을 제한하지 않는다.

도 1은 종래에 있어서 니들 플레이트 어셈블리의 단면도(1)이고;
도 2는 종래에 있어서 니들 플레이트 어셈블리의 단면도(2)이고;
도 3은 종래에 있어서 삽입편의 입체도이고;
도 4는 종래에 있어서 니들 플레이트 어셈블리의 입체도이고;
도 5는 본 발명에 있어서 니들 플레이트 어셈블리의 입체도(1)이고;
도 6은 본 발명에 있어서 니들 플레이트 어셈블리의 입체도(2)이고;
도 7은 본 발명에 있어서 삽입편의 입체도이고; 및
도 8은 본 발명에 있어서 니들 플레이트 어셈블리의 입체도이다.

도 5 내지 8에서 도시하는 바와 같이, 본 발명은 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법에 관한 것으로서, 이하의 단계를 포함한다.

먼저, 하나의 니들 베드 본체(1) 및 복수개의 삽입편(2)을 제공하고, 상기 니들 베드 본체(1)는 니들 홈(16)의 사전 설치한 부위에서 설정 편직용 니들 수량에 따라 등분한 방사상 방향으로 복수개의 필요한 니들 홈(16) 양측의 니들 플레이트 홈(19)을 개설한다. 본 발명은 경험치에 의거하여 니들 베드 본체(1)의 열처리 변형 계수를 그 형체 설계 제조에 도입하고, 편직용 니들의 정박 기준면(15) 및 니들 플레이트의 정박 기준면(17)을 수정할 수 있는 사이즈 범위를 미리 남겨두고, 상기 니들 플레이트의 정박 기준면(17)은 니들 베드 본체(1)의 정박 플랫폼(18) 상에 설치할 수 있고, 상기 정박 플랫폼(18)은 계단형으로 니들 베드 본체(1) 상에 돌출 설치된다.

또한 경험에 의거하여, 본 발명의 니들 플레이트 홈 바닥부(13)는 열처리 변형 계수 범위를 넘어설 때까지 밀링 처리를 진행하여, 이후 편직용 니들에 서로 대응하는 정박 기준면(15)의 삽입편(2)의 제1 부위(21) 및 니들 플레이트에 서로 대응하는 정박 기준면(17)의 삽입편(2)의 제2 부위(22) 두 곳이 편직용 니들의 정박 기준면(15) 및 니들 플레이트의 정박 기준면(17) 두 곳과 긴밀하게 접합되도록 보장한다.

또한 연마해야 하는 정밀도 및 외부 사이즈에 의거하여 삽입편(2) 형체의 설계 제조를 도입하고, 삽입편(2)은 펀칭 가공 등 방식으로 성형하고, 상기 삽입편(2)은 제1 부위(21), 제2 부위(22)가 있고, 제1 부위(21)는 삽입편(2)의 일단(전단)에 인접하고, 제2 부위(22)는 삽입편(2)의 다른 단(후단)에 인접하고, 제1 부위(21) 및 제2 부위(22)의 바닥부는 평면 또는 곡면일 수 있고, 제2 부위(22) 바닥부의 수평 높이는 제1 부위(21) 바닥부의 수평 높이보다 낮다. 상기 삽입편(2)은 제3 부위(23)가 더 있고, 제3 부위(23)는 제1 부위(21) 및 제2 부위(22) 사이에 위치하고, 제3 부위(23)의 바닥부는 평면 또는 곡면일 수 있다. 제1 부위(21)는 편직용 니들의 정박 기준면(15)에 대응하고, 제2 부위(22)는 니들 플레이트의 정박 기준면(17)에 대응하고, 편직용 니들에 대응하는 정박 기준면(15)의 삽입편(2)의 제 1부위(21) 및 니들 플레이트에 대응하는 정박 기준면(17)의 삽입편(2)의 제2 부위(22) 두 곳과 연마하지 않은 정밀도 및 외부 사이즈(14)가 반드시 정확한 오차 허용 범위 내에 있도록 특별히 신중하게 제어한다.

이후 삽입편(2) 및 니들 플레이트 홈(제1 홈) 바닥부(13) 사이즈를 측정하고, 필요 시 니들 플레이트 홈(제1 홈) 바닥부(13)를 수정한 후 다시 밀링 가공을 진행하고, 다시 규격에 따라 밀링 가공을 진행하여 니들 플레이트 홈 바닥부(13)에 서로 대응하는 삽입편(2)의 제3 부위(23)가 니들 플레이트 홈 바닥부(13)에 저촉되지 않도록 보장하고, 다시 편직용 니들에 서로 대응하는 정박 기준면(15)의 제1 부위(21) 및 니들 플레이트에 서로 대응하는 정박 기준면(17)의 제2 부위(22) 두 곳이 편직용 니들의 정박 기준면(15) 및 니들 플레이트의 정박 기준면(17) 두 곳과 긴밀하게 접합되도록 보장한다.

열처리를 거친 후, 편직용 니들의 정박 기준면(15) 및 니들 플레이트의 정박 기준면(17) 두 곳의 사이즈를 측정하고, 필요 시 다시 가공 수정을 진행하는데, 수요에 따라 선택적으로 다시 가공 수정을 진행하며, 반드시 정밀 오차 허용 범위 내로 제한하여 이후 정밀한 연마하지 않은 정밀도 및 외부 사이즈(14)를 얻을 수 있도록 보장한다.

이어서, 삽입편(2)을 하나씩 삽입 접합하여 니들 플레이트 홈(19)에 조합하는 작업을 진행하고, 반드시 편직용 니들에 서로 대응하는 정박 기준면(15)의 삽입편(2)의 제1 부위(21) 및 니들 플레이트에 서로 대응하는 정박 기준면(17)의 삽입편(2)의 제2 부위(22) 두 곳이 확실하게 편직용 니들의 정박 기준면(15) 및 니들 플레이트의 정박 기준면(17) 두 곳에 긴밀하게 접합되도록 한다. 상기 삽입편(2)의 제3 부위(23)는 니들 플레이트 홈 바닥부(13)에 저촉되지 않으며, 상기 삽입편(2)의 제3 부위(23)와 니들 플레이트 홈 바닥부(13) 사이에 간극(25)을 형성시키고, 상기 간극(25)의 거리(P)는 비교적 바람직하게는 0.1mm 이상이다.

니들 플레이트 어셈블리 조합 후, 연마하지 않은 정밀도 및 외부 사이즈(14)를 측정하고, 반드시 삽입편(2)의 꼭대기부 두 모서리가 둥근 모서리 상태(24)를 유지하면서 정밀 오차 허용 범위 내에 있도록 보장하여야 한다.

본 발명의 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법은 도 6에서 도시하는 바와 같이, 제1 지점(A) 내지 제2 지점(B)은 본 발명에서 변형 간섭을 배제할 수 있는 첫 번째 기준면이다. 만약 본 발명의 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법에 있어서 제2 지점(B) 내지 니들 플레이트의 정박 기준면(17)이 이웃하는 계단형 낙차인 경우, 열변형으로 그 낙차 높이가 영향을 받지 않기 때문에, 니들 플레이트의 정박 기준면(17)은 본 발명에서 변형 간섭을 배제할 수 있는 두 번째 기준면이다. 또한 상기 삽입편(2)의 제1 부위의 높이(H3) 성형 시 확립할 수 있다. 상기 내용을 종합하면 열처리한 제1 지점(A) 내지 제2 지점(B)의 평행도가 규격 표준 내에 있는 것을 확인하고 니들 플레이트 조합을 완료한 후, 제5 지점(A1) 내지 제6 지점(B1)의 평행도는 제1 지점(A) 내지 제2 지점(B)와 오차 허용 범위가 동기화되고, 동시에 제1 지점(A) 내지 제5 지점(A1) 및 제2 지점(B) 내지 제6 지점(B1) 두 곳의 니들 홈 높이가 규격 표준에 부합하도록 확립한다.

상기 내용은 본 발명의 비교적 바람직한 실시예로서 본 발명의 특허보호범위를 제한하지 않는다. 본 발명의 설명 및 첨부 도면의 내용에 대하여 동등한 변화를 가한 경우 이는 모두 본 발명의 특허청구범위 내에 속한다.

Claims (9)

1. 하나의 니들 베드 본체 및 복수 개의 삽입편을 제공하고, 상기 니들 베드 본체에 복수 개의 필요한 니들 플레이트 홈을 형성하고, 상기 니들 베드 본체의 형체는 열처리 변형 계수를 도입하여 설계 및 제조하여, 편직용 니들의 정박 기준면 및 니들 플레이트의 정박 기준면을 미리 남겨두고, 열처리 변형 계수 범위를 넘어설 때까지 상기 니들 플레이트 홈 바닥부에 밀링 처리를 진행하는 단계;
   연마해야 하는 정밀도 및 외부 사이즈에 의거하여 삽입편 형체의 설계 제조를 도입하고, 상기 삽입편은 제1 부위, 제2 부위 및 제3 부위가 있고, 상기 제1 부위는 상기 삽입편의 일단에 인접하고, 상기 제2 부위는 상기 삽입편의 다른 단에 인접하고, 상기 제3 부위는 상기 제1 부위 및 상기 제2 부위 사이에 위치하고, 상기 제1 부위는 상기 편직용 니들의 정박 기준면에 대응하고, 상기 제2 부위는 상기 니들 플레이트의 정박 기준면에 대응하고, 상기 삽입편의 제1 부위 및 제2 부위와 연마를 거치지 않은 정밀도 및 외부 사이즈를 오차 허용 범위 내로 제어하는 단계;
   상기 삽입편 및 상기 니들 플레이트 홈 바닥부 사이즈를 측정하고, 필요 시 수정 후 다시 밀링 가공을 진행하여 상기 삽입편의 제3 부위가 상기 니들 플레이트 홈 바닥부에 저촉되지 않도록 보장하는 단계;
   열처리를 거친 후 상기 편직용 니들의 정박 기준면 및 상기 니들 플레이트의 정박 기준면 두 곳의 사이즈를 측정하고, 필요 시 다시 가공 수정하여 이후 정확한 연마를 거치지 않은 정밀도 및 외부 사이즈를 획득할 수 있도록 보장하는 단계; 및
   삽입편을 하나씩 삽입 접합하여 니들 플레이트 홈에 조합하는 작업을 진행하여, 상기 삽입편의 제1 부위 및 제2 부위가 각각 상기 편직용 니들의 정박 기준면 및 상기 니들 플레이트의 정박 기준면에 긴밀하게 접합되도록 하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 니들 플레이트의 정박 기준면이 상기 니들 베드 본체의 정박 플랫폼 상에 위치하고, 상기 정박 플랫폼은 계단형으로 상기 니들 베드 본체 상에 돌출 설치되는 것을 특징으로 하는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 삽입편의 제3 부위와 상기 니들 플레이트 홈 바닥부 사이에 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 간극의 거리가 0.1mm 이상인 것을 특징으로 하는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 부위 바닥부의 수평 높이가 상기 제1 부위 바닥부의 수평 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 부위 및 상기 제2 부위의 바닥부는 평면인 것을 특징으로 하는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 삽입편은 펀칭 가공 방식으로 성형하는 것을 특징으로 하는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 니들 플레이트 어셈블리 조합 후, 상기 삽입편의 꼭대기부 두 모서리가 둥근 모서리 형태인 것을 특징으로 하는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 니들 플레이트의 정박 기준면이 상기 니들 베드 본체의 정박 플랫폼 상에 위치하고, 상기 정박 플랫폼은 계단형으로 상기 니들 베드 본체 상에 돌출 설치되고, 상기 삽입편의 제3 부위와 상기 니들 플레이트 홈 바닥부 사이에 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 환편기 니들 플레이트 어셈블리의 제조 방법.

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