KR20060035589A - Method for automatic packing of containers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 접을 수 있는 튜브(collapsible tubes) 등의 빈 콘테이너(empty containers)를 자동적으로 포장하기 위한 방법(packaging empty coontainers)에 관한 것으로, 특히 콘베이어 벨트에 의해 빈 콘테이너를 집어올려 다수의 포장 콘테이너 속으로 공급 및 처리하도록 한 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to packaging empty coontainers for automatically packaging empty containers, such as collapsible tubes, and more particularly in a plurality of packaging containers by picking up empty containers by conveyor belts. To a method for feeding and processing.
여기에서 말하는 콘테이너(containers) 즉, 기본적으로 단면이 원형 또는 타원형으로 되고, 실질적으로 가변이 안되는 단면을 가진, 예컨데 통상 접을 수 있는 튜브(collapsible tube), 캔(can) 또는 튜브(tube) 등과 같은 원통형 콘테이너(cylindrical containers)를 제조하는 방법으로서는 예를 들면 독일특허 DE26 43 089A1 및 WO 9115349에 개시되어 있는 특히 접이 가능한 튜브에 관한 방법을 들 수 있다. 이 접이 가능한 튜브는 이와 같이 제조되고 접이 가능한 튜브 포장기계(collapsible tube packing machine)으로 포장되고 큰 제품단위로 묶어져 다음 충전집합소(filling company)로 이동된다. 이 포장기계는 이러한 목적으로 필요한데, 유럽특허 EP 1 114 784 B1에 공개되어 알려져 있다.Containers, as described herein, that are basically circular or oval in cross section and have a substantially invariable cross section, such as a collapsible tube, can or tube, etc. As a method for producing cylindrical containers, for example, a method relating to the particularly collapsible tube disclosed in German patent DE26 43 089A1 and WO 9115349 is mentioned. This collapsible tube is manufactured and packaged in a collapsible tube packing machine, bundled into large product units, and then moved to the next filling company. This packaging machine is necessary for this purpose and is known and disclosed in European Patent EP 1 114 784 B1.
제조기계와 포장기계는 다같이 분당 약 200 내지 250개의 단위를 각기 포장한다. 그러나, 장래에는 이 포장속도는 분당 ±500의 범위 내에서 증가되는 것이 기대되고 있다. 현재로는 이러한 기계들은 접이 가능한 튜브의 제조용으로 개발도상에 있다. 그리고 일부는 이미 생산중에 있기도 하다. 그러나 분당 상술한 높은 속도로 된 자동 포장기계는 아직 개발되지 않았는데, 그 이유는 그와같이 높은 속도때문에 그리고 접이 가능한 튜브의 적재배열에 필요한 시간이 매우 짧기 때문이다. 더우기, 시간과 적재속도(loading rates)와 관련하여 생기는 문제를 더욱 악화시키게 되는데, 그 이유는 접이 가능한 튜브가 통상 상부 무거움(top-heavy) 때문이다. 또한, 포장 콘테이너를 바꾸는데 필요한 시간이 불충분하기 때문이다.The manufacturing and packaging machines together pack about 200 to 250 units each. In the future, however, this packaging rate is expected to increase in the range of ± 500 per minute. Currently these machines are in development for the manufacture of collapsible tubes. And some are already in production. However, the high speed automatic packaging machines described above per minute have not yet been developed because of the high speed and very short time required for stacking of collapsible tubes. Moreover, the problems associated with time and loading rates are exacerbated because collapsible tubes are usually top-heavy. This is also because the time required to change the packaging container is insufficient.
예컨데, 마지막 열과 처음 열(first row)이 상기와 같은 연속된 2개의 포장 콘테이너에서 같이 적재될 때, 그 때문에 속도가 증가되지 않기 때문이다.For example, when the last row and the first row are loaded together in two consecutive packaging containers as described above, the speed is not increased thereby.
도 1에서와 같이, 콘테이너(containers)는 대략 원통형의 캔(cans) 또는 튜브(tubes)와 같은 것들로서 일실시예로서 여기에서는 접이 가능한 튜브(collapsible tubes)(1)만을 예로 들었다. 이들 콘테이너는 공급벨트(2) 위로 공급벨트를 구성하는 각 사발형 콘베이어 트레이(vee-shaped conveyor trays)(3) 위에서 제조 유닛 HE로부터 연속적으로 공급된다. 이 사발형의 트레이(3)는 갈지 않고도 이러한 콘테이너가 집어올릴 수 있게 해준다. 여기에서 이들 콘테이너의 단면은 넓은 범위로 가변된다. 그 끝단부에서, 공급벨트(2)는 수집 또는 집적장치(collrction apparatus)(4)와 같이 구비된다. 본 실시예에서는 회전 가능한 8개의 각개 구동되는 V형 흡입구(rotatable suction vees)(5)가 구성되어 있다. 이 회전 가능한 흡입구(5)는 공급벨트(2)로부터 하나씩 접이가능한 튜브(1)를 집어 올린다. 대표적인 예를 들면 그룹 이전 유닛(group transfer unit)(7)의 2개의 싸이클에서 각기 여덟 또는 일곱개씩 열 다섯개의 홀더(holders)(6)의 배열로 모여진 접이 가능한 튜브를 인도되게 한다. 이 홀더(6)들은 흡입라인에 연결되고, 서로 다른 불균일한 공간을 두고 떨어져 있는 평행한 리세스(parallel recesses)로 구성된다. 그리고 접이 가능한 튜브(1)는 공급벨트(2)로부터 집어 올려지는데, 흡입구(5)에 의해 인도되어 상기 리세스(recesses) 안으로 공급된다. 이 그룹이전유닛(group transfer unit)(7)은 접이 가능한 튜브(1)가 이룬 배열체를 집합장치(ganging apparatus)(8) 속으로 이전시키는데, 이 장치는 예를 들면 15개의 접이튜브 홀딩구(collapsible tube holding vees)(9)로 구성된다.As in FIG. 1, containers are, for example, cylindrical cans or tubes, in which only collapsible tubes 1 are exemplified here. These containers are continuously fed from the manufacturing unit HE on each vee-
15개의 접이 가능한 튜브(1)의 축상공간은 이렇게하여 집적되고 콘베이어트레이(3)의 공간에 대응된다. 즉, 상기 튜브(1)는 동일핏치(도 6 참조)로 정렬된다. 접이 가능한 튜브배열의 탄탄하고 밀폐된 포장을 얻기 위해서는, 이들 튜브(1)는 이들이 서로에 인접위치되거나 또는 서로에 접촉되도록 서로간에 틈새가 없도록 밀집되어야 한다. 각 열들은 예를 들면 서로에 접촉되어 있는 15개의 밀집된 접이 가능한 튜브(1)로 구성되는데, 그런다음 도 7에서와 같이 "밀집"배열("compacted" row)에 따라 정렬된 홀딩흡입 홈(holding suction cavities)(11)을 가진 배열이전유닛(row transfer unit)(10)에 의해 중간 저장장치(intermediate storage)(13)의 낮춤 가능한 하향 바닥 스트립(lowerable bottom strips)(12)상에 집적된다. 이들 스트립(12)은 그런 다음 밀집된 접이 가능한 튜브(1)의 다음 열(next row), 예를 들면 5개열을 집도록 단(step)을 지어 하강한다. 그런다음, 대폭적으로 크게 내려가는 하향이동이 수행되므로써 접이 가능한 튜브의 5개열이 중간저장장치(13)의 견고한 베이스(firm base)(15)상에 위치된다. 이 중간저장장치(13)는 슬라이드(16)로서 구비되는 측벽으로 이동되는 케이스(case)의 형상을 갖는데, 상기 슬라이드는 중간저장장치(13)에 모여진 접이 가능한 튜브(1)가 슬라이딩되는 움직임으로, 중간저장장치(13) 뒤로 정렬되어 있는 비거나 이미 부분적으로 채워진 박스(14) 속으로 이전되도록 한다. 그 사이즈에 따라, 이 박스(14)는 부분적으로 채워지거나 또는 완전히 채워지도록 모여진 접이 가능한 튜브(1)의 추가적인 뱃치(batches)를 필요로한다.The axial space of the 15 collapsible tubes 1 is thus integrated and corresponds to the space of the
이 처음에는 비어있는 박스(14)는 중간저장장치(13) 뒤에 있는 수직위치에 정렬되고, 그 채움정도에 따라 홀딩포크(holding fork)(17)로 단계적으로 낮아지게 된다. 스위블 드라이브, 즉 회전고리구동(swivel drive)(18)으로, 홀딩포크(17)는 수직적인 조정(vertical adjustment)을 위해 선상구동(linear drive)(19)되어 정렬된다. 이 선상구동(19)은 홀딩포크(17)가 기계적 또는 자동제어 시스템(도시안됨)에서 우선적으로 이용되는 여러가지 레벨에 위치된다.Initially, the
한번 빈 박스(14)가 접이가능한 다수의 소정 튜브(1)로 채워지면, 회전고리구동(18)으로 중간저장장치(13) 뒤에 있는 위치로부터 90°만큼 전회되고, 콘베이어벨트 상에 위치된다. 이 콘베이어벨트는 예컨데, 핑거벨트(finger belt)(20)로 설계되므로써, 홀딩포크(17)는 핑거벨트(20)를 통해 핑거벨트(20) 아래 위치속으로 빗질한다. 콘베이어벨트 상에서 통상 옆으로 정렬되는 것은 예를 들면 로울러 콘베이어(21)로 설계되고, 충만된 박스(14′)는 다음 충전기(filling machine, 도시안됨) 또는 스토어(store, 충전안됨)로 이송된다.Once the
충만된 박스(14′)가 한번 핑거벨트(20)를 해제하게 되면, 홀딩포크(17)는 그 가장 아래의 바닥위치로부터 가장 위의 위치로 선상구동(19)하여 움직인다. 그 반면, 제 1 하부 핑거벨트(20)를 통한 최초의 빗질(first combing)은 제 1 핑거벨트에 평행하게 정렬된 제 2 상부 핑거벨트(20′)를 통해 들어가서 그로부터 어느정도의 높이에서 공간을 두고 떨어져서 새로운 빈 박스(14)를 집게 된다. 이는 콘베이어벨트와 같은 것에 의해 미리 공급된다. 이 콘베이어는 예를 들어, 제 2 로울러 콘베이어(second roller conveyor)(21′)로 설계된다. 상부 핑거벨트(20′)로부터 빈 박스(14)를 집어낸 후에, 홀딩포크(17)가 상부 핑거벨트(20′) 위에서 잠시 가장 높은 위치에 남아 있을 때가 있는데, 여기에서 회전고리구동(swivel drive)(18)으로, 90° 전회하므로써 박스(14)의 개구부는 중간저장장치(13)로 직행하고, 이 중간저장장치 뒤로 움직인 다음 필요하면 저장해두는 소정의 작업레벨(working level)로 하강하게 된다. 여기에서, 빈 박스(14)가 채워질 때까지 또다른 접이가능 튜브의 여러 묶음을 처리한다.Once the filled box 14 'releases the fingerbelt 20, the
필요한 경우, 또다른 빈 박스(14)들은 로울러콘베이어(21′)를 거쳐 공급되고, 가급적 제어가능 정지구(22)에 의해 상부 핑거벨트(20′)로 이송된다.If desired, the other
본 발명 전체를 다음에 기재하는 각 단계별로 나누어 일실시예로 설명한다.The whole of the present invention will be described in one embodiment by dividing each step described below.
접이가능한 튜브(1)용 송급벨트(feeder belt)(2)로 넘어가는 수집장치(collection apparatus)(4)는 흡입구(suction vees)(5)를 갖는데, 이는 예컨데 도 3의 예에서와 같이 8개의 흡입구가 구비되는 식으로 되어 있다. 이 흡입구(5)는 따로따로 구동되고 송급벨트(2)와 그룹 이전유닛(group transfer unit)(7) 사이에서 평행축에 관하여 회동 가능하게 설치되는데, 제 1 단계에서 8개가 구비되고, 제 2단계에서 7개의 접이가능한 튜브(1)가 공급벨트(2)의 콘베이어트레이(conveyor trays)(3)로부터 구비되므로써 총 15개의 접이 가능한 튜브(1)가 그룹이전유닛(7)으로 집어지게 된다. 또한, 공급벨트(2)로부터 다소간의 접이 가능한 튜브를 집어내기 위해 8개 이상의 흡입구(5)를 제공할 수 있다.The
수집장치(4)에서의 이전사이트(transfer sites) A, B, C, D, E, F, G, H에서, 공급벨트(2) 상에 접근하는 접이가능한 튜브(1)는 도 3에서 도시되어 있는 바와 같이 각 이전 사이트 A~H로 넘어가게 되는 흡입구(suction vees)(5)로 집혀진다. 도 3에서, 이전사이트 A~D는 이미 점령되어 있다. 그러나, 그 다음의 콘베이어트래이(3)는 채워지지 않고 있고, 여기에는 갭(L)이 있다. 만일 접이가능한 튜브가, 예컨데 상류제어 시스템(upstream control system)에 의해 버려지고 이미 분리되었다면, 갭(L)을 만들어내게 된다.At transfer sites A, B, C, D, E, F, G, H in the
갭(L)이 채워지지 않은 이전 사이트(E)에 접근되어 있으면, 마지막으로 넘어간 흡입구(5)는 접이가능한 튜브(1)에 의해 아직 채워지지 않은 채, 활성화되지 않는다. 다시말해 빈 콘베이어트래이(4)는 수집장치(4)를 통해 통과한다. 이전 사이트(E)에서의 흡입구(5′)는 접이가능한 튜브(1)가 콘베이어트래이(3)에 접근할 때에만 활성적으로 된다. 만일, 예컨데 광학센서(도시안됨)가 접이가능튜브(1)가 이전 사이트 E에 접근하고, 그리하여 흡입구(5′)로 넘어가는 것을 검출할 수 있게 된다면, 이 흡입구(5′)는 화살표 방향(도 4)으로 바뀌게 되어 접이가능한 튜브(1)는 P1의 범위 내에서 취출되고 이전되도록 회동되며, 위치 P2에서 그룹이전유닛(7)으로 이송되어 홀더6a1~h1 으로 들어가게 된다. 여기에서 콘베이어트래이(3)의 선상속도(linear velocity)(V1)는, 이와 같이 공급벨트 위에 놓이는 접이가능한 튜브(1)의 속도가 되고, 회동가능한 흡입구(5)의 탄젠트 속도(tangential velocity)(V2)는 적어도 P1에서 접이가능한 튜브의 취출시간대에서는 거의 같거나 동조화된다.If the gap L is approaching the previous site E which is not filled, the
한번 모든 이전사이트(transfer site) A~H가 접이가능한 튜브(1)로 적재되고, 이 튜브들이 예컨데 8개의 위치 a1~h1에서 홀더(6)로 이송되면, 다음의 접이가능한 튜브(1)가 위치 A~G에서 적재되는 싸이클이 이루어지고, 포지션 P3(도 4 참조)에서 그룹이전유닛(group transfer unit)(7)의 홀더 6i1에서 O1으로 이송되는 단 7개의 접이가능한 튜브만을 계속적인 대응취출(successive corresponding takeover)하게되는 싸이클이 이루어진다. 이 이전사이트 H로 넘어가는 흡입구(5)는 모든 최초싸이클(every first cycle)에서만 작동된다. 이렇게하면 최초싸이클에서의 8개의 연속된 접이가능한 튜브의 제 2 싸이클에서의 7개의 접이가능한 튜브가 15개의 접이가능한 튜브를 가진 그룹이전유닛(7)으로 적재를 할 수 있도록 도와준다. 제 2 싸이클에서 7개의 접이가능한 튜브(1)를 집기 전에, 그룹이전유닛(7)은 잠시 들려지는데 이는 7개의 접이가능한 튜브가 포지션 P3에서 누락되거나 잘못되지 않고 집어지도록 하여준다.Once all transfer sites A to H are loaded into the collapsible tube 1 and these tubes are transported to the
도 5는 잡이위치(takeup position) P4를 나타낸다. 예컨데 제 1 싸이클의 8개의 접이가능한 튜브(1)에 대한 것은 물론, 8개의 접이가능한 튜브(1)를 집어낸 후에 그룹이전유닛(7)으로 짧게 접근하는 약간 전회된 이웃 위치(slightly turned neighboring position)(4´)에 대한 것 또한 나타내고 있다. 5 shows a takeup position P 4 . Slightly turned neighboring position, for example for the eight collapsible tubes 1 of the first cycle, as well as for short access to the
그런 후에, 그룹이전유닛(7)은 제 2 싸이클에 있는 7개의 접이가능한 튜브를 집어내기 위해 위치 P4로 되돌아온다. 그렇게하므로써 그룹이전유닛(7)은 총 15개의 접이가능 튜브(1)로 적재된다. 다음, 이는 홀딩구(9)를 가진 집합장치(8)에 모든 15개의 접이가능 튜브가 자리잡아 놓여지는 위치 P5로 방향을 바꾸어 향한다.The
집합장치(8)의 홀딩구(9)(도 6, 도 7 참조)는 흡입캐비티홈(suction cavities)를 갖는다. 즉, 부압(negative pressure)이 그 위에 접이가능한 튜브(1)에 가해지게 되는데, 이에따라 접이가능한 튜브(1)는 홀딩구(9) 위에서 걸이 지지된다.The holding holes 9 (see FIGS. 6 and 7) of the
집합장치(8)는 서로 공간을 두고 떨어져 있는 15개의 홀딩구(9)로 구성된다. 이 홀딩구(9)는 접이가능한 튜브(1)를 담는데, 슬라이딩 가능하게 예컨데 2개의 바아(bars)(23) 위에 정렬되며, 여기에서 이들 튜브는 서로에 맞대어 접촉되도록 한꺼번에 밀려지며, 이에따라 모든 접이가능 튜브(1)들이 서로간에 측부접촉된 상태로 열(row)을 짓는다(도 7 참조). 15개의 튜브(1)로 형성된 열(row)은 위치 P5(도 5 참조)에서 흡입캐비티홈(11)을 가진 (배)열 전달유닛(row transfer unit)(10)에 의해 서로 접촉되고 집어지게 된다. 그리고, 회전고리 운동(도 5의 화살표 참조) 후에, 위치 P6에서 중간저장장치(13)의 하강 가능한 저부스트립(12a,12b,12c) 상에서 이전되고 그 위에 위치된다.The
만일 박스(14)에서 될 수 있으면 가까이에서 포장된 접이가능한 튜브를 갖고저 한다면, 열 전달유닛(row transfer unit)(10)은 위치 P7과 위치 P8 사이의 화살표로 도 7에서 개략적으로 나타나 있는 바와 같이 측부회절운동(lateral deflecting movement)을 만들어주므로써, 접이가능한 튜브(1)의 새로운 포장(도시 10b 참조)이 얻어진다. 즉, 각 연속적으로 열지어 있는 접이가능한 튜브는 적치된 정렬로 위치된다. 그러나, 이들 열이 다른것의 상정부에 정확히 정렬되는 타입의 포장체(도 10a)를 제공할 수 있다.If it is possible to have a collapsible tube packed as close as possible in the
접이가능한 튜브(1)의 열(row)이 중간저장장치(13)의 하강 가능한 저부스트립(12a,12b,12c) 상에 위치된 후에, 이 저부 스트립(12a,12b,12c)은 소정의 특별한 포장패턴(도 a 및 도 b에 일례로 소개)과 대응되는 량 만큼 낮아진다. 이 포장이 높은 충전도(higher filling degree)(예컨데 도 10b)로 빡빡히 되면, 하강운동은 각 접이가능 튜브의 직경과 팩더 0.5× 을 곱한 것과 같게된다; 만일 팩킹이 도 10a에서와 같이 느슨하게 되면, 하강운동은 접이가능 튜브의 직경과 같아진다. 그런후에 또다른 다음 열(rows)이 위치되고, 추가적인 하강운동이 생기게 되는데, 이는 각각 소정 열의 숫자 또는 소정의 박스(14)의 충전도, 즉 채움정도가 얻어질 때까지 그러하다.After a row of collapsible tubes 1 is placed on the descendable bottom strips 12a, 12b, 12c of the
저장된 접이가능 튜브(1)의 최저부층이 중간저장장치(13)의 배이스플래이트(15)에 한번 도달되기만 하면, 여기에서 배이스플래이트(15)는 비이동식으로 정렬되고, 저부스트립(12a,12b,12c)의 통과를 위한 절취부(cutouts)가 구비되며, 슬라이드(16)는 수집된 모든 접이가능 튜브(1)를 중간저장장치(13)에서 빈 박스 또는 부분적으로 채워진 박스(14)로 이송되게 한다. 여기에서, 조정가능한 측부안내구(lateral guides)(24)는 특별한 접이가능한 튜브 직경으로 조정 가능하게 되고, 조정장치(도시안됨)에 의해 포장타입이 주어진다. 이 중간저장장치(13)는 또한 거리를 두고 정렬되는 상정부 한정플래이트(upper front limiting plate)(25)를 또한 포함한다. 그리고 필요하면, 통과를 허용하기 위해 하강으로 낮아지게 할 수 있다. 필요하다면, 보다 많은 접이가능한 튜브열까지도 그러하다. 더우기, 뒷 한정플래이트(rear limiting plate)(25′)가 구비되고, 접이가능한 튜브길이가 조정가능한 거리 그리고, 한편 이들이 중간저장장치(13)에 저장되도록 하는 동안 중간저장장치(13) 속으로 이미 이전한 접이가능한 튜브(1)를 안정화시키는데 이용된다.Once the lowest layer of the stored collapsible tube 1 has reached the
바람직한 대표적 실시예에 의하면, 2셋트의 저부스트립(12a,12b,12c)(12a´,12b´,12c´)은 3개의 협동체인 드라이브(26a,26b,26c) 상의 중간저장장치(13)에서 정렬된다. 모든 장치들은 스프로켓 휠 샤프트(27)를 거쳐 단상모터로 구동된다. 중간저장장치(13)에서 저부스트립(12a,12b,12c)에 저장되는 접이가능한 튜브의 모든 열의 최저부가 배이스플래이트(15)에 도달되고, 슬라이드(16)가 모든 튜브(1)들을 박스(14) 속으로 이전시키고 또는 이 박스(14)를 모든 접이가능한 튜브(1)로 적재한 후에, 뒤이어 오는 접이가능한 튜브(1)의 열이 체인드라이브(26a,26b,26c)와 추가적인 저부스트립(12a´,12b´,12c´)에 의해 중간저장장치(13)에서 추가적인 접이가능한 튜브 묶음을 형성하여 튜브군을 이루게 한다. 2셋트의 저부스트립(12a,12b,12c)(12a´,12b´,12c´)이 적치되는 방식으로 체인드라이브 (26a,26b,26c) 상에서 정렬되고, 동일한 체인길이로 정렬되므로 단일 결합 스프로켓 휠 샤프트(single joint sprocket wheel shaft)(27)에 의해 구동된다. 체인드라이브(26a,26b,26c)는 각기 그들의 각각의 서로다른 배치를 보완하기위해 서로다른 시퀀스(different sequences)를 이룬다.According to a preferred exemplary embodiment, two sets of
도 2 및 도 8에서와 같이, 홀딩포크(17)는 회전고리 드라이브(swivel drive)(18)를 거쳐 수직조정 가능한 선상 드라이브(19)에 연결되고, 이에 따라 H7을 통해 레벨 H로 움직일 수 있는 가능성을 부여한다. 홀딩포크(holding fork)는 상부 핑거벨트(20′)로부터 빈 박스(14)를 잡아낸다. 결국, 이것을 스위블 드라이브(swivel drive)(18)에 의해 90°만큼 전회되어 박스(14)의 충전도에 따라 이루어지는 가변되는 여러가지 작업레벨(variable working level)로 이전되고, 필요로 하는 특수작업레벨(particular working level)(H3)로 향한다. 한번 접이가능한 튜브(1)로 박스(14)를 채움이 예정대로 완료되면, 이는 레벨(H5)로 이동한다. 충돌을 피하기 위해, 레벨 H6를 통과하고, 다음 꽉찬 박스는 홀딩포크(17)와 스위블 드라이브(18)에 의해 레벨 H7에서 저부 핑거벨트(20) 상에 위치되며, 다음 충전플랜트(도시안됨) 또는 저장장치로 하부로울러 콘베이어(21)에 의해 이전된다.As in FIGS. 2 and 8, the holding
이 장치는 충분한 시간으로 각기 다음 작업 단계를 완료하여 주는 것이 특징으로, 실제적으로도 시간과 관련된 그 어떠한 문제도 일으키지 않는다.The device is characterized by completing each of the following work steps in sufficient time, practically without causing any problems with time.
Claims (12)
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