KR20070063652A - Device to manufacture electric double layer capacitors - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 적용되는 전기 이중층 커패시터의 구성도.1 is a configuration diagram of an electric double layer capacitor applied to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 전기 이중층 커패시터 제조장치의 개략 구성도.Figure 2 is a schematic configuration diagram of an electric double layer capacitor manufacturing apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 박리수단의 구성도.3 is a block diagram of a peeling means according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 박리수단의 브러쉬 부위 상세도.Figure 4 is a detailed view of the brush portion of the peeling means according to the invention.
도 5는 본 발명에 따른 단자용접수단 상세도.Figure 5 is a detailed view of the terminal welding means according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 전극판 당김바 상세도.Figure 6 is a detailed view of the electrode plate pull bar according to the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
1,1' : 전극판 2 : 활성탄1,1 ': electrode plate 2: activated carbon
3,3' : 단자 3a : 단자부재3,3 ':
4 : 절연지 100 : 박리수단4: insulating paper 100: peeling means
101 : 공급릴 110 : 받침부101: supply reel 110: support portion
111 : 상부 받침대 112 : 하부 받침대111: upper pedestal 112: lower pedestal
113,114,125,126,211,221 : 승강실린더 120 : 지지부113,114,125,126,211,221: lifting cylinder 120: support part
121 : 상부 지지대 122 : 하부 지지대121: upper support 122: lower support
123,124,133,134 : 전후진실린더 130 : 박리부123, 124, 133, 134: front and rear vacuum cylinder 130: peeling
131 : 상부 브러쉬유닛 131a,132a : 브러쉬131:
131b,132b : 모터 132 : 하부 브러쉬유닛131b, 132b: Motor 132: Lower Brush Unit
135,136 : 석션 파이프 200 : 단자용접수단135,136
201 : 전극판 통과구멍 210 : 용접유닛201: electrode plate through hole 210: welding unit
220 : 커팅유닛 231 : 단자 홀딩실린더220: cutting unit 231: terminal holding cylinder
232 : 단자 이송실린더 300 : 권취수단232: terminal transfer cylinder 300: winding means
301 : 권취릴 400 : 전극판 당김바301: winding reel 400: electrode plate pull bar
401 : 승강블럭 402 : 이송스크류401: lifting block 402: transfer screw
403 : 서보모터403: Servo Motor
본 발명은 전기 이중층 커패시터 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박리기를 통해 전극판의 양면에 코팅된 활성탄을 한꺼번에 제거하도록 함은 물론 이러한 박리기, 단자 용접기, 권취기를 일체로 형성하여 박리, 단자 용접, 권취의 과정이 한꺼번에 이루어질 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to an electric double layer capacitor manufacturing apparatus, and more particularly, to remove the activated carbon coated on both sides of the electrode plate at one time through a peeler, as well as to form such a peeler, terminal welder, winder integrally, peeling, terminal Welding and winding process can be done at once.
주지하다시피, 전기 이중층 커패시터는 전기기기 및 전기 자동차용의 회생용이나 전력 저장용으로 사용되는 것으로, 이를 제조할 때 사용되는 전극판은 그 양면에 활성탄이 코팅되며, 이러한 활성탄을 일부 벗겨내어 여기에 단자를 용접한 상태에서 절연지와 함께 권취하여 전기 이중층 커패시터를 제조하게 된다.As is well known, electric double layer capacitors are used for regenerative or electric power storage for electric devices and electric vehicles, and the electrode plates used to manufacture them are coated with activated carbon on both sides thereof, and some of the activated carbon is peeled off. The terminal is welded together with insulating paper to produce an electric double layer capacitor.
즉, 활성탄이 양면에 코팅된 (+)전극판과 (-)전극판을 박리기로 투입하여 상기 코팅된 활성탄의 양면을 8∼10㎜의 폭으로 제거하여 릴에 각각 되감으며, 이를 단자 용접기에 투입하여 (+)전극판의 활성탄이 제거된 부위에 (+)단자를 용접하고 (-)전극판의 활성탄이 제거된 부위에 (-)단자를 용접하여 다시 릴에 각각 되감으며, 이를 권취기로 투입하여 각 릴로부터 (+)전극판과 (-)전극판을 동시에 공급하면서 각각의 전극판 사이에 절연지가 개재되도록 다른 경로로 절연지를 공급하여 각 전극판과 절연지를 4중으로 감아줌으로써 그 제조가 완료된다.That is, by inserting the (+) electrode plate and the (-) electrode plate coated on both sides of the activated carbon as a peeler, the both sides of the coated activated carbon are removed to a width of 8 to 10 mm and rewinded to the reel, respectively. Inject the (+) terminal to the part where activated carbon of the (+) electrode plate was removed, and weld the (-) terminal to the part where the activated carbon of the (-) electrode plate was removed, and rewind it to the reel, respectively. By supplying the positive electrode plate and the negative electrode plate from each reel at the same time, supplying the insulating paper through different paths so that the insulating paper is interposed between the respective electrode plates, and winding each electrode plate and the insulating paper in four layers. Is done.
따라서, 전기 이중층 커패시터를 제조하기 위해서는 각 전극판으로부터 활성탄을 벗겨내는 박리기, 각 전극판의 벗겨진 부위에 단자를 용접하는 단자 용접기, 각각의 단자가 용접된 각 전극판을 절연지와 함께 감아주는 권취기를 순차적으로 거치게 되는바, 하나의 기기를 거칠 때마다 릴에 감긴 각 전극판을 풀어주었다가 다시 릴에 되감는 작업을 반복해야 하므로 전기 이중층 커패시터의 제조에 많은 시간이 소요됨은 물론 각각의 전기 이중층 커패시터에서 각 전극판의 권회수가 달라질 수 있고 또 각 단자가 정확하게 위치되지 못하는 경우도 있어 이럴 경우 축전특성이 달라지는 등 불량이 많아지게 된다.Therefore, in order to manufacture an electric double layer capacitor, a stripper for stripping activated carbon from each electrode plate, a terminal welder for welding the terminal to the stripped portion of each electrode plate, and winding each electrode plate to which each terminal is welded together with insulating paper In order to go through the equipment sequentially, each time the device goes through the reel and the rewinding of the electrode plate to the reel repetitively re-winding operation, so it takes a lot of time to manufacture the electric double layer capacitor, each of the electric double layer In the capacitor, the number of turns of each electrode plate may vary, and in some cases, the terminals may not be accurately positioned. In this case, defects may increase due to changes in power storage characteristics.
또한, 각 전극판에서는 동일위치의 상하부 활성탄을 모두 박리시켜야 하는데, 각 전극판 상하부의 활성탄을 한꺼번에 박리할 경우 전극판이 제대로 지지되지 않아 박리된 전극판의 표면에 요철이 발생되므로 본 출원인은 특허출원 제 2002-13105 호에서 상면 활성탄 제거수단, 하면 활성탄 제거수단, 되감기 안내수단이 순차 형성되도록 하여 상면 활성탄 제거수단을 통해 전극판 상면의 활성탄을 먼저 제 거하고, 하면 활성탄 제거수단을 통해 전극판 하면의 활성탄을 마저 제거한 후 이를 릴에 되감아주도록 한 전기 이중층 커패시터용 전극판의 활성탄 자동 제거장치를 개시한 바 있으나, 이러한 특허출원 제 2002-13105 호에 따른 전기 이중층 커패시터용 전극판의 활성탄 자동 제거장치는 상하부 활성탄 제거수단이 개별적으로 형성된 것이어서 장치의 크기가 매우 커질 수밖에 없으며, 이러한 특허출원 제 2002-13105호의 경우에도 박리기, 단자 용접기, 권취기가 별도의 기기로 이루어질 수밖에 없어 전기 이중층 커패시터의 제조에 많은 공정이 필요하고, 또 각각의 공정에서의 오차로 인해 불량이 많아지는 문제는 여전히 가질 수밖에 없는 것이었다.In addition, each electrode plate should be peeled off the upper and lower activated carbon at the same position, but when the upper and lower activated carbon of each electrode plate at the same time, the electrode plate is not supported properly, so the unevenness occurs on the surface of the peeled electrode plate, the applicant has applied for a patent In 2002-13105, the upper surface activated carbon removal means, the lower surface activated carbon removal means, and the rewind guide means are sequentially formed so that the activated carbon on the upper surface of the electrode plate is first removed through the upper surface activated carbon removal means, and the lower surface of the electrode plate through the lower surface activated carbon removal means. Although an activated carbon automatic removal device of an electrode plate for an electric double layer capacitor has been disclosed to remove activated carbon of the activated carbon and rewind it to a reel, the activated carbon of the electrode plate for an electric double layer capacitor according to Patent Application No. 2002-13105 is automatically removed. The device is formed by separate upper and lower activated carbon removal means. In addition, in the case of this patent application No. 2002-13105, a peeler, a terminal welder, and a winding machine have to be made of separate devices, so many processes are required for the manufacture of an electric double layer capacitor, and errors in each process are required. Due to the problem of increasing the number was still bound to have.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 박리기, 단자 용접기, 권취기를 모두 하나의 기기에 통합하여 전기 이중층 커패시터의 제조를 용이하게 함은 물론 전기적인 특성은 균일하게 유지할 수 있도록 한 전기 이중층 커패시터 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been proposed in view of this point, and the electric double layer which facilitates the manufacture of the electric double layer capacitor and also maintains the electrical characteristics uniformly by integrating the peeler, the terminal welder, and the winding machine into one device. It is to provide a capacitor manufacturing apparatus.
다른 견지로는, 동일 장소에서 전극판으로부터 상하의 활성탄을 모두 박리시킬 수 있도록 하여 보다 신속한 박리가 이루어지도록 함은 물론 보다 컴팩트한 기기를 제공하고자 하는 것이다.In another aspect, it is to provide a more compact device as well as to enable a faster peeling to be able to peel off both the upper and lower activated carbon from the electrode plate in the same place.
이하, 본 발명을 제시되는 실시예와 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 적용되는 전기 이중층 커패시터의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기 이중층 커패시터 제조장치의 개략 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 박리수단의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 박리수단의 브러쉬 부위 상세도이며, 도 5는 본 발명에 따른 단자용접수단 상세도이고, 도 6은 본 발명에 따른 전극판 당김바 상세도이다.1 is a configuration diagram of an electric double layer capacitor applied to the present invention, Figure 2 is a schematic configuration diagram of an electric double layer capacitor manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 3 is a configuration diagram of the peeling means according to the present invention, Figure 4 Is a detailed view of the brush portion of the peeling means according to the present invention, Figure 5 is a detailed view of the terminal welding means according to the present invention, Figure 6 is a detailed view of the electrode plate pull bar according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 이중층 커패시터 제조장치는 크게 박리수단(100)과, 단자용접수단(200)과, 권취수단(300)이 하나의 기기에 일체로 형성된 것을 특징으로 하며, 특히 박리수단(100)은 동일한 위치에서 전극판(1)의 상부와 하부의 활성탄(2)을 모두 박리할 수 있도록 구성된다.As shown, the electric double layer capacitor manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that the peeling means 100, the terminal welding means 200, and the
즉, 박리수단(100)은 상하부에 활성탄(2)이 코팅된 상태로 공급릴(101)로부터 공급되는 전극판(1)이 유동할 수 있도록 공간을 사이에 두고 서로 대향되는 형상으로 상부 받침대(111)와 하부 받침대(112)가 각각 위치되고, 상부 받침대(111)의 상단부와 하부 받침대(112)의 하단부에는 각각 승강실린더(113)(114)의 피스톤로드가 연결되어 전극판(1)의 박리 위치에 따라 상부 받침대(111)와 하부 받침대(112) 중 어느 하나만 하강하거나 상승하는 받침부(110)와; 각 받침대(111)(112)의 위치보다 전방에 전극판(1)이 유동하는 공간을 사이에 두고 서로 대향되는 형상으로 중앙부가 개방된 상부 지지대(121)와 하부 지지대(122)가 위치되고, 상부 지지대(121)와 하부 지지대(122)의 후위에는 각각 전후진 실린더(123)(124)의 피스톤로드가 연결되며, 각 전후진 실린더(123)(124)의 상부와 하부에는 각각 승강실린더(125)(126)의 피스톤로드가 연결되어 선택적으로 상승 또는 하강하는 상부 받침대(111) 또는 하부 받침대(112)와는 반대측 위치의 상부 지지대(121) 또는 하부 지지대(122) 하나만 전진하고 상승 또는 하강하여 상부 받침대(111) 또는 하부 받침대 (112)와의 사이에 전극판(1)을 홀딩하는 지지부(120)와; 회전가능하게 설치된 브러쉬(131a)(132a)와 모터(131b)(132b)의 축이 벨트에 의해 연결되어 모터(131b)(132b)의 동력을 전달받아 브러쉬(131a)(132a)가 고속회전하는 상부 브러쉬유닛(131)과 하부 브러쉬유닛(132)이 전극판(1)의 위치를 기준으로 상하부에 각각 구비되고, 각 브러쉬유닛(131)(132)의 후단부에는 각각 전후진실린더(133)(134)의 피스톤로드가 연결되어 각 지지대(121)(122)의 위치와 동일하게 하나의 브러쉬유닛(131 또는 132)이 선택적으로 전진하여 전극판(1)의 상부 또는 하부의 활성탄(2)을 박리하는 박리부(130)로 구성된다.That is, the peeling means 100 has an upper pedestal in a shape opposed to each other with a space therebetween so that the
각 브러쉬유닛(131)(132)의 브러쉬 위치 측방에는 진공흡입용 석션 파이프(135)(136)가 각각 연결되어 상기 박리된 활성탄 찌꺼기를 흡입 배출토록 구성되며, 석션 파이프(135)(136)의 반대측 단부에는 진공 흡입기(미도시)가 설치됨은 자명하다.Vacuum
단자용접수단(200)은 박리수단(100)을 통과하면서 상부와 하부가 박리된 전극판(1)이 통과하는 전극판 통과구멍(201)이 형성되고, 전극판 통과구멍(201)의 상부에 용접유닛(210)이 승강실린더(211)에 의해 승하강 가능하게 설치되며, 용접유닛(210)의 후위에는 커팅유닛(220)이 승강실린더(221)에 의해 승하강 가능하게 설치되고, 커팅유닛(220)의 후위에는 그 피스톤로드 선단부에 홀딩판(231a)을 가진 단자 홀딩실린더(231)가 상하방향으로 위치되며, 단자 홀딩실린더(231)의 아래쪽에는 그 피스톤로드 선단부에 홀더(231a)와 짝을 이루는 이송판(232a)을 가진 단자 이송실린더(232)가 좌우방향으로 위치되어 전극판(1)의 유입방향과 직각방향으로 띠형상의 단자부재(3a)를 공급해주도록 구성된다.The terminal welding means 200 has an electrode plate through
이때, 전술한 전극판(1)은 (+)전극판 또는 (-)전극판 중 하나를 이루게 되고, 여기에 용접되는 단자(3)는 (+)단자 또는 (-)단자 중 하나를 이루는 것으로, 실제로는 상기한 박리수단(100) 및 단자용접수단(200)과 동일한 구조의 박리수단 및 단자용접수단이 대칭으로 구성되어 각각 (+)단자가 용접된 (+)전극판과 (-)단자가 용접된 (-)전극판이 권취수단(300)의 권취릴(301)로 공급되고, 이러한 (+)전극판과 (-)전극판의 경로와는 다른 경로로 절연지(4)가 각각 공급되게 하여 모터(미도시)에 의해 회전되는 권취릴(301)에 의해 각 전극판과 각 절연지를 4중 구조로 동시에 감아주도록 구성된다. 이에, 도면부호 1은 (+)전극판을 지칭하고, 3은 (+)단자를 지칭하기로 하며, 1'는 (-)전극판을 지칭하고, 3'은 (-)단자를 지칭하기로 하며, 본 발명에서는 (+)전극판의 상하부를 박리하고, 여기에 (+)단자를 용접하여 권취하는 것을 예로 하여 설명하기로 한다.In this case, the above-described
아울러, 단자용접수단(200)과 권취수단(300)의 사이에는 전극판(1)의 단자 용접위치를 정확하게 맞추기 위해 전극판(1)을 일정한 길이로 당겨주기 위한 전극판 당김바(400)가 구비되며, 전극판 당김바(400)의 후위는 승강블럭(401)에 고정되고, 승강블럭(401)은 상하방향으로 위치된 이송스크류(402)에 끼워지고, 이송스크류(402)의 하단부에는 이송스크류(402)를 회전시키는 서보모터(403)가 구비된다.In addition, between the terminal welding means 200 and the winding means 300, the electrode
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기 이중층 커패시터 제조장치는 다음과 같은 작용을 한다.The electric double layer capacitor manufacturing apparatus according to the present invention configured as described above functions as follows.
먼저, 상하면에 각각 활성탄(2)이 코팅되어 있는 전극판(1)을 공급릴(101)을 통해 공급하여 박리수단(100)의 상부 지지대(121)와 하부 지지대(122)의 사이공간, 상부 받침대(111)와 하부 받침대(112)의 사이공간, 단자용접수단(200)의 전극판 통과구멍(201)을 각각 통과시키고, 전극판 당김바(400)의 위쪽을 지나게 하여 최종적으로 권취수단(300)의 권취릴(301)에 절연지(4)와 함께 감기도록 한 상태에서 장치를 동작시키면 권취릴(301)이 모터에 의해 일정각 회전되면서 전극판(1)과 절연지(4)가 함께 감기게 되며, 이러한 힘에 의해 전극판(1)이 일정길이 당겨지게 된다.First, the space between the
전극판(1)이 당겨져 박리위치가 되면 우선 하부 받침대(112)가 상승하고 이와 동시에 상부 지지대(121)가 전진한 후 하강하여 하부 받침대(112)와 상부 지지대(121)의 사이에 전극판(1)이 홀딩되며, 뒤쪽의 상부 브러쉬유닛(131)이 전진하여 상부 지지대(121)의 빈 공간을 통해 전극판(1) 상부를 박리하게 되고, 박리된 활성탄 찌꺼기는 상부 브러쉬유닛(131)에 연결된 석션 파이프(135)를 통해 진공 흡착되어 배출된다.When the
전극판(1)의 상부가 박리되면 상부 브러쉬유닛(131), 상부 지지대(121), 하부 받침대(112)가 각각 원위치되며, 곧바로 상부 받침대(111)가 하강하고 또 하부 지지대(122)가 전진 후 상승하여 이들 사이에 전극판(1)이 홀딩되고, 하부 브러쉬유닛(132)이 전진하여 전극판(1)의 하부를 박리한 후 하부 브러쉬유닛(132), 하부 지지대(122), 상부 받침대(111)가 각각 원위치된다.When the upper part of the
따라서, 전극판(1)은 그 상부와 하부의 활성탄(2)이 동일한 위치에서 모두 박리될 수 있으며, 전극판(1)의 상하부 박리시 각 받침대(111)(112)와 각 지지대(121)(122)가 전극판(1)을 홀딩하면서 받쳐주게 되므로 상하부의 활성탄(2)이 박리 되면서도 전극판(1)은 요철되지 않고 편평한 상태를 유지할 수 있다.Accordingly, the
또한, 상기와 같이 박리된 전극판(1)은 권취릴(301)을 통해 감아줌에 따라 단자용접수단(200)으로 이송되며, 단자용접수단(200)에서는 단자 홀딩실린더(231)와 단자 이송실린더(232)에 의해 전극판(1)의 이송방향과 직각방향으로 띠형상의 단자부재(3a)가 공급되므로 상기 이송된 전극판(1)의 박리부위에 단자부재(3a)가 겹쳐지면 상부로부터 용접유닛(210)이 하강하여 단자부재(3a)를 전극판(1)의 박리부위에 용접하고, 커팅부재(220)가 하강하여 단자부재(3a)를 일정한 길이로 잘라준 후 복귀함으로써 전극판(1)에 일정한 길이를 가진 단자(3)가 용접될 수 있다.In addition, the
이때, 하나의 전기 이중층 커패시터에서 전극판(1)에 용접되는 단자(3)는 적게는 하나에서 그 크기에 따라 5개까지가 되며, 전기 이중층 커패시터에서 전기적인 특성을 일정하게 유지하려면 이러한 단자(3)를 갖는 전극판(1)과 동일한 형상의 다른 극성을 갖는 전극판(1')과 함께 이들 사이에 절연지(4)를 개재하여 감길 때 동일한 전극판에 용접되는 단자끼리는 전기 이중층 커패시터의 중심으로부터 그 각도가 동일해야 하며, 따라서 전극판에 단자를 여러개 용접한다고 할 때 각 전극판의 권회에 따른 거리를 감안하여 단자 사이의 거리가 정해져야 하며, 이러한 거리는 컨트롤러에 의해 전기 이중층 커패시터의 권회수와 크기에 따라 정확하게 계산되어 권취롤(301)을 제어함에 따라 항상 단자간 거리가 항상 정확해진다.At this time, the number of
또한, 전극판(1)의 박리위치와 단자 용접위치가 일치해야 하며, 이러한 위치관계를 권취롤(301)을 통해 제어하기는 매우 어려우므로 본 발명에서는 단자용접수단(200)과 권취수단(300)의 사이에 전극판(1)을 일정한 길이로 당겨주기 위한 전극 판 당김바(400)를 구비한 것으로, 전극판(1)의 일측은 권취릴(301)에 의해 고정되어 있고 반대측은 자유상태에 있으므로 전극판(1)의 상하부를 박리한 후 전극판 당김바(400)를 상승시키게 되면 전극판(1)이 일정한 길이로 당겨지게 되며, 전극판(1)의 당겨진 위치에서 박리된 부위가 단자용접수단(200)의 용접유닛(210) 직하부에 위치되는 것으로, 이러한 상태에서 전극판(1)의 박리된 부위에 단자(3)를 용접하고, 전극판 당김바(400)를 하강시키면서 권취릴(301)을 회전시켜 전극판(1)을 당겨주는 과정을 반복하면 전극판(1)의 박리위치에 정확하게 단자(3)가 용접되는 것이다.In addition, since the peeling position of the
이러한 과정을 거친 후 권취릴(301)에 의해 절연지(4), 전극판(1), 절연지(4), 다른 전극판(1')의 순서로 한꺼번에 일정한 횟수로 권회한 후 잘라주면 전기 이중층 커패시터가 완성될 수 있는 것으로, 상기와 같이 동일 극성의 단자끼리 동일 각도로 위치될 수 있으므로 전기 이중층 커패시터의 전기적인 특성이 일정해지는 것이다.After this process, the winding
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 하나의 기기에 전극판 박리수단, 단자용접수단, 권취수단이 순차적으로 구비되어 있으므로 상하부에 활성탄이 코팅된 전극판을 공급해주기만 하면 각각의 수단을 거쳐 전기 이중층 커패시터를 완성할 수 있으므로 그 제조가 매우 쉽게 빠른 시간내에 이루어질 수 있으며, 특히 전극판 박리수단이 전극판 상하부의 활성탄을 동일위치에서 박리할 수 있도록 구성되므로 전극판의 박리가 빠른 시간내에 쉽게 이루어질 수 있음은 물론 전체적인 장치를 컴 팩트하게 구성할 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, since the electrode plate peeling means, the terminal welding means, and the winding means are sequentially provided in one device, the electric double layer capacitor is provided through the respective means by simply supplying the electrode plate coated with activated carbon on the upper and lower parts. It is possible to complete the manufacture can be made very quickly in a quick time, in particular, since the electrode plate peeling means is configured to peel the activated carbon of the upper and lower electrode plate at the same position can be easily peeled off the electrode plate in a quick time Of course, the overall device can be compactly configured.
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