PT9260U - Dispositivo para aperto de uma lamina de cortador de arranque de aparas - Google Patents

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Matti Kahilahti
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Description

78 612 2180ΡΤΜΚ
Memória descritiva "Dispositivo para aperto de uma lâmina de cortador de arranque de aparas" 0 presente invento refere-se a um dispositivo para aperto de uma lâmina de cortador de arranque de aparas num disco ou tambor de cortador de arranque de aparas rotativo, utilizando um elemento de aperto e um grampo de lâmina e um espaçador de lâmina móveis entre si, para suportar uma superfície traseira da lâmina contra o grampo de lâmina.
Os cortadores de arranque de aparas são utilizados para fazer aparas de madeira, por exemplo, de troncos de árvore, para a digestão da polpa ou queima da madeira. A arte anterior está descrita na publicação US 4,155,384, a qual divulga um cortador de arranque de aparas ble disco, munido de um disco e lâminas. A publicação Filandesa FI 78412 divulga uma chamada lâmina rodável e o seu aperto num cortador de arranque de aparas de disco.
Durante o corte por arranque de aparas, uma força de corte é dirigida para a lâmina, causando assim maiores esforços de tensão locais na lâmina e à estrutura da lâmina tem, por isso, de ser dada um engrossamento substancial na direcção do esforço de tensão. As lâminas de cortador de arranque de aparas são partes de desgaste e aumentando a quantidade de material da lâmina incorre-se num custo extra. Em condições difíceis, por exemplo, quando se corta por arranque de aparas madeira congelada, as lâminas são sujeitas a cargas extremamente grandes. Isto pode levar à fractura de uma lâmina, o que por seu turno se adiciona aos custos de manutenção. 0 objecto deste invento é evitar deficiências da arte anterior e introduzir uma lâmina de cortador de arranque de aparas, a qual, em termos da sua espessura, pode ser feita mais fina do que as lâminas da arte anterior e sendo a lâmina, não obstante, claramente mais durável no que respeita à fractura.
78 612 2180ΡΤΜΚ -2-
Este objecto é conseguido por um dispositivo do invento, sendo o referido dispositivo caracterizado pelo grampo de lâmina ser munido de superfícies de suporte, nas quais a superfície traseira da lâmina está adaptada para se apoiar por meio de, pelo menos, duas superfícies igualmente espaçadas, e por o espaçador da lâmina incluir um superfície de suporte, a qual está adaptada para sujeitar uma superfície frontal da lâmina a uma força, que actua entre as referidas superfícies de suporte do grampo de lâmina, para flectir a lâmina entre as referidas superfícies de suporte do grampo de lâmina no sentido do grampo de lâmina de modo a gerar uma tensão de compressão na secção não suportada da superfície frontal da lâmina.
Desenvolvimentos do invento, adicionalmente preferidos, estão indicados nas sub-reivindicações.
Uma -característica específica de um dispositivo do invento é o primeiro ponto de suporte na superfície traseira da lâmina, a contar da aresta da lâmina, está localizado perto da aresta da lâmina, e o comprimento livre da superfície frontal da lâmina, isto é, a distância entre o primeiro ponto de suporte da superfície frontal e a aresta da lâmina, é grande, comparado com a distância entre o primeiro ponto de suporte da superfície traseira da lâmina e a aresta da lâmina. Agora, quando uma força de aperto é dirigida para a lâmina, no primeiro ponto de suporte da superfície frontal da lâmina, ponto de suporte que se situa entre os pontos de suporte da superfície traseira da lâmina, a lâmina flecte, de tal modo que é gerada uma tensão de compressão no lado da superfície frontal da lâmina, pela acção' de dessa flexão. Ao mesmo tempo, os referidos primeiros pontos de suporte, contando a partir da aresta da lâmina, nas secções frontal e traseira da lâmina, são pressionados vigorosamente contra a lâmina.
Um dispositivo do invento é capaz de criar o efeito que as tensões causadas por uma força de corte de aparas são distribuídas através da secção livre longa da superfície frontal e que a força de corte de aparas reduz a tensão de compressão,
78 612 2180ΡΤΜΚ -3-que actua na superfície frontal da lâmina, mas não pode criar esforços de tensão que danifiquem a lâmina. Uma outra característica essencial é que a força de corte aumenta as forças de suporte, que actua nos pontos ou superfícies de suporte de uma lâmina. Como resultado destes factores, é evitada vibração perigosa da lâmina e é assegurado o contacto dos primeiros pontos ou superfícies de suporte no lado frontal e traseiro da lâmina, de modo a evitar o acesso do material de madeira entre os pontos de suporte e a lâmina. 0 invento será agora descrito com mais pormenor, sendo feita referência aos desenhos anexos, nos quais: a fig. 1 mostra uma lâmina de cortador de arranque de aparas da arte anterior com o seu elemento de aperto; a fig. 2 mostra as tensões que ocorrem na lâmina da fig; 1 no decurso da operação,- a fig. 3 mostra uma lâmina de acordo com uma primeira concretização do invento, munida de um elemento de aperto com a lâmina desapertada; a fig. 4 mostra uma lâmina de acordo com uma primeira concretização do invento, munida de um elemento de aperto com a lâmina apertada; a fig. 5 mostra uma lâmina de acordo com uma segunda concretização do invento com a lâmina desapertada; a fig. 6 mostra uma lâmina de acordo com uma segunda concretização do invento com a lâmina apertada; a fig. 7 mostra a solução da fig. 3, com a lâmina montada num elemento de montagem com a lâmina desapertada; a fig. 8 mostra a solução da fig. 4, com a lâmina montada num elemento de montagem com a lâmina apertada;
78 612 2180ΡΤΜΚ -4- a fig. 9 mostra a solução da fig. 5, com a lâmina montada num elemento de montagem com a lâmina desapertada; a fig. 10 mostra a solução da fig. 6, com a lâmina montada num elemento de montagem com a lâmina apertada. A fig. 1 representa o aperto de uma lâmina rodável num cortador de arranque de aparas de disco de acordo com uma arte anterior. Uma lâmina 1, com forma de Z suave, é apertada por meio de um elemento de aperto 5 num cortador de arranque de aparas de disco 4 entre o grampo de lâmina 2 e o espaçador de lâmina 3.
Uma força F2 representa a força de aperto do elemento de aperto 5. Uma força F1 representa a direcção de uma força de corte aplicada à lâmina 1, o corte por arranque de aparas, sendo a força l-igeiramente inclinada em relação ao plano do cortador de arranque de aparas de disco. A lâmina 1 é imobilizada por forças que resultam da força F2 do elemento de aperto 5 e produz forças de suporte aplicadas a superfícies de suporte 6, 7 e 8. As superfícies de suporte 6, 7 e 8 são paralelas às superfícies contrárias do grampo de lâmina 2 e do espaçador de lâmina 3. Uma superfície vertical 9, de uma protuberância na outra extremidade do grampo de lâmina 2, transmite ao disco cortador de arranque de aparas 4 e ao espaçador de lâmina 3, uma componente da força de corte Fl, sendo a componente paralela ao cortador de arranque de aparas de disco 4. A fig. 2 representa as tensões causadas pela força de corte* Fl na lâmina 1, quando se utiliza uma lâmina, como mostrado na fig. 1. A lâmina 1 é pressionada pelas suas superfícies de suporte 6, 7 e 8, entre o grampo de lâmina 2 e o espaçador de lâmina 3. A força de corte Fl produz um esforço de tensão maior no ponto 10. A grandeza da força de corte Fl varia extremamente e é particularmente grande quando se corta por arranque de aparas um material duro, tal como madeira congelada, pelo que a lâmina pode estar sujeita a vibração. A intensidade da vibração pode ser tal que a lâmina pode libertar-se da sua superfície de
78 612 2180ΡΤΜΚ -5- suporte 8 e fracturar-se, usualmente no ponto 10. De modo a reduzir a tensão dirigida no sentido da área da secção transversal da lâmina e eliminar a vibração da lâmina, a lâmina deve ser feita grossa na direcção da sua secção transversal.
As figs. 3-10 representam mecanismos para o suporte de uma lâmina de cortador de arranque de aparas, baseados no invento. Os componentes, correspondendo a cada um são indicados com os mesmos números de referência como nas figs. 1 e 2. A lâmina 1 mostrada nas figs. 3 e 4 é indicada como uma lâmina rodável feita de material, tendo uma secção transversal substancialmente plana. Os elementos de aperto para a lâmina 1 compreendem, como descrito com referência à fig. 1, um grampo de lâmina 2 e um espaçador de lâmina 3, para aperto da lâmina 1 entre os mesmos por meio de um elemento de aperto 5. O grampo de lâmina 2-está munido.de superfícies de suporte 11 e 12, nas quais a superfície traseira 6 da lâmina 1 está adaptada para se apoiar por meio de, pelo menos, duas superfícies igualmente espaçadas 11', 12'. As superfícies 11', 12' estão, de preferência, colocadas nas extremidades opostas da lâmina 1, pelo que a lâmina 1 forma um elemento flectido suportado pelas extremidades. 0 espaçador de lâmina 3 inclui uma superfície de suporte 13, a qual está adaptada para aplicar a uma superfície frontal 14 da lâmina 1 uma força, que actua entre as superfícies de suporte ll, 12, do grampo de lâmina 2, para flectir a lâmina 1 entre as referidas superfícies de suporte 11, 12 do grampo de lâmina 2 para o grampo de lâmina 2, de tal modo que a secção livre da superfície frontal 16 é sujeita a uma tensão de’ compressão. Na fig. 4, a superfície traseira 6 da lâmina 1 é então para a maior das suas partes comprimida de encontro a ou para um entalhe tipo depressão, formado pelas superfícies de suporte 11, 12 do grampo de lâmina 2. Assim, a superfície frontal da lâmina 1 é sujeita a uma tensão de compressão. Na fig. 4, o entalhe tipo depressão, formado pelas superfícies de suporte 11, 12 está no grampo da lâmina 2, mas é óbvio que o entalhe pode também ser feito ele próprio na lâmina 1.
78 612 2180ΡΤΜΚ -fi· A distância livre, entre a superfície de suporte 13, do espaçador de lâmina 3, e uma ponta 15, da lâmina 1, está adaptada para ser múltipla comparada com a distância, medida na direcção da superfície frontal 16 da lâmina 1, entre a superfície de suporte 11 do grampo de lâmina 2, mais perto da ponta 15 da lâmina 1, e a ponta 15 da lâmina 1. Um momento da força de corte de arranque de aparas Fl, actuando na ponta 15 da lâmina 1, em relação à superfície de suporte 11 que se encosta contra à superfície traseira de lâmina 6 e mais perto da ponta 15 da lâmina, torna-se pequeno como um resultado da pequenez do braço do momento. Este momento é compensado por meio de um momento inverso produzido por meio de uma força F4, aplicada pela superfície de suporte 13, do espaçador de lâmina 3, à lâmina 1, tendo assim o referido momento inverso um braço do momento muito grande. Como um resultado desta razão de tais braços de momento, a força de corte de arranque de aparas, por um lado, areduz a tensão de compressão, existente na superfície frontal 16 da lâmina 1 e, por outro lado, aumenta as forças de suporte F3, F4 entre a lâmina 1 e as superfícies de suporte 11 e 13, contribuindo ambas as acções para manter a lâmina sem danos.
Adjacente à superfície de suporte 13 do espaçador de lâmina 3, a lâmina 1 está munida de um engrossamento 17 na superfície frontal livre 16 da lâmina 1. 0 engrossamento 17 destina-se a evitar que as aparas colidam com o espaçador de lâmina 3, na junção da superfície frontal 16, da lâmina 1, e do espaçador da lâmina e, assim, desgastem o ponto em questão. Uma superfície de deslizamento 21, incluída na lâmina 1, não requer qualquer tipo de engrossamento, desde que uma superfície de topo 22, incluída' no grampo de lâmina 2 está disposta, como mostrado na fig. 4, de um modo tal que os barrotes, que possivelmente rolam ao longo da superfície de deslizamento 21 não colidem com um canto entre a superfície de topo 22 e a superfície de suporte 11. A lâmina 1 mostrada nas figs. 5 e 6 é concebida como uma lâmina rodável, feita de um material com uma secção transversal com forma de Z suave. Os elementos de aperto para a lâmina 1 compreendem, como descrito com referência à fig. l, um grampo de
78 612 2180ΡΤΜΚ -7-lâmina 2 e um espaçador de lâmina 3, para aperto da lâmina 1 entre si, por meio de um elemento de aperto 5. É por causa da forma da lâmina 1, que a forma do grampo de lâmina 2 e do espaçador de lâmina 3, difere naturalmente até certo ponto da solução mostrada nas figs. 3 e 4. A superfície frontal 16 da lâmina 1 consiste na superfície de uma secção saliente com perfil em Z 19, prolongando-se para além de uma secção média com perfil em Z 18. A lâmina 1, que tem uma secção transversal em forma de Z, é concebida e apertada de um modo tal, que as forças de aperto da lâmina 1 endireitam a referida lâmina 1, por outras palavras, aumentam um ângulo a entre a secção saliente 19, que forma efectivamente a lâmina 1, e a secção média 18. A solução de aperto para uma lâmina em forma de Z, mostrada nas figs. 5 e 6, difere da de uma lâmina direita, mostrada nas figs. 3 e 4, principalmente como se segue. " * 0 grampo de lâmina 2 está munido de superfícies de suporte 11, 12, as quais formam conjuntamente um ângulo β, o qual é maior do que o ângulo a entre a secção livre saliente 19 e a secção média 18 da lâmina 1. Devido a isto, na fase inicial do aperto há dois contactos lineares nas extremidades 23, 24 dos flancos 18, 19 do ângulo a. Tal como para a sua superfície oposta, a lâmina 1 é inicialmente apertada por meio de uma linha de contacto entre a superfície de suporte 13 do espaçador de lâmina 3 e um canto 25, entre a secção saliente 19 e a secção média 18, da lâmina 1, desenvolvendo-se a referida linha de contacto à medida que o aperto progride, num contacto superficial mais extenso, à medida que o ângulo a se aproxima do’ ângulo β.
De modo a atingir um aperto da lâmina seguro, o grampo de lâmina 2 está munido de uma superfície extra 26, para uma segunda secção saliente 28, na lâmina 1, e o espaçador de lâmina 3 está munido de uma superfície extra 27, a qual é, de preferência, configurada em desacordo com a fig. 5, de modo que as superfícies extra 26, 27 flictam a referida segunda protuberância, de tal modo que o ângulo entre uma secção média
78 612 2180ΡΤΜΚ 18 e a referida segunda protuberância 28 diminui, quando a lâmina l é pressionada para a posição. Isto é para assegurar que a lâmina é colocada com suficiente precisão, de tal modo que a superfície frontal 16 da lâmina 1 está suficientemente afastada, para evitar que as aparas, deslizando ao longo da mesma, colidam com a superfície de suporte 13 do espaçador de lâmina 3 e, assim desgastem a mesma.
Quando a lâmina 1 é apertada, uma força de suporte, entre o grampo de lâmina 2 e a lâmina 1, está no seu pico numa localização 23 da lâmina 1. Movendo para fora do referido ponto 23, o contacto da lâmina 1 com o grampo de lâmina 2 diminui de tal modo que, perto da porção flectida, o vértice do ângulo or, pode haver uma pequena folga entre a lâmina 1 e o grampo de lâmina 2. Assim, para ser absolutamente preciso, a flexão de uma lâmina, que ocorre durante o aperto de uma lâmina não flecte a lâmina de-· uma forma exactamente plana, mas, dado que a lâmina é feita de um material flexível, a superfície de suporte da lâmina flecte com a forma de um plano ligeiramente curvo, incluindo a localização 23, a qual é, como notado acima, o contacto mais apertado com a sua superfície de encosto do grampo de lâmina 2.
Como resultado do acima referido, uma força de corte Fl, que muda rapidamente, não causa vibração perigosa da lâmina ou desengate do contacto da lâmina da superfície do grampo de lâmina no ponto 23. 0 estado de tensão da lâmina, causado pela pré-tensão é tal, que compensa as tensões causadas pela força de corte Fl na superfície 16, e a lâmina tem um valor de tensão máximo baixo. Pelas razões acima referidas, é possível fazer uma* lâmina do invento substancialmente mais fina e mesmo assim atingir, no que diz respeito à fractura da lâmina, uma fiabilidade claramente melhorada em relação as soluções das artes anterior.
Assim, uma lâmina do invento terá um preço mais barato do que as lâminas da arte anterior e os custos de manutenção das lâminas (cortador de arranque de aparas) são reduzidos com menos fracturas da lâmina. -9- 78 612 2180ΡΤΜΚ
As figs. 7-10 representam ainda uma outra concretização preferida do invento, a qual é configurada de modo que o grampo de lâmina compreende um elemento de 21 e um grampo de lâmina 2, que o espaçador da lâmina compreende um elemento de corpo 3' e um espaçador de lâmina 3, e que o grampo de lâmina 2 e o espaçador de lâmina 3, bem como uma lâmina 1 montada entre os mesmos são concebidos como um elemento de montagem, o qual compreende uma unidade integral e está adaptado para ser montado entre o elemento de corpo de grampo de lâmina 21 e o elemento de corpo de espaçador de lâmina 31. Quando se utiliza um elemento de montagem, é possível levar a cabo de uma maneira simples a maquinagem de superfícies que requerem precisão, incluídas no grampo de lâmina 2 e no espaçador de lâmina 3 e que vão contra a lâmina 1. As superfícies entre o elemento de montagem e o elemento de corpo 2', bem como o elemento de montagem e o elemento de corpo 3', são, de preferência superfícies planas direitas.- 0 elemento de montagem está munido de, pelo menos, uma superfície guia 20, para levar o elemento de montagem, de uma maneira controlada, entre o elemento de corpo de grampo de lâmina 21 e o elemento de corpo de espaçador de lâmina 3' e para aplicar uma força de compressão ao elemento de montagem, através dos elementos de corpo 21 e 3'. Assim, um elemento de montagem montado numa unidade integral fora do cortador de arranque de aparas, por meio de parafusos 30 de uma maneira em si mesma conhecida (fig. 9), pode ser montado na sua posição rapidamente e com precisão, após o que o aperto do elemento e a flexão da lâmina no elemento são realizados por meio de um elemento de* aperto 5. 0 grampo de lâmina 2 e o espaçador de lâmina 3 do elemento de montagem são munidos de superfícies de guia mútuas 29 e 30, guiando as referidas superfícies o espaçador de lâmina 3 e o grampo de lâmina 2, relativamente um ao outro, de tal modo que, pressionando o espaçador de lâmina 3 e o grampo de lâmina 2 do elemento de montagem entre as superfícies planas nos elementos de corpo de espaçador de lâmina 3' e de grampo de lâmina 21, as -10- 78 612 2180ΡΤΜΚ superfícies de suporte incluídas no grampo de lâmina 2 e no espaçador de lâmina 3 do elemento de montagem e que se encostam contra a lâmina, produzem uma força requerida para aperto da lâmina e uma tensão de flexão para a lâmina.
Lisboa, 21. MAR. 1996
Por ANDRITZ-PATENTVERWALTUNGS-GESELLSCHAFT m.b.H. - O AGENTE OFICIAL -

Claims (11)

  1. 78 612 2180ΡΤΜΚ -1/3-
    REIVINDICACOES 1 - Dispositivo para aperto de uma lâmina de cortador de arranque de aparas (1) num disco ou tambor de cortador de arranque de aparas rotativo (4), utilizando um elemento de aperto (5) e um grampo de lâmina (2) e um espaçador de lâmina (3) móveis relativamente entre si para suportar uma superfície traseira (6) da lâmina (1) contra o grampo de lâmina (2), caracterizado por o grampo de lâmina (2) estar munido de superfícies de suporte (11, 12), estando a superfície traseira (6) da lâmina (1) adaptada para se apoiar por meio de, pelo menos, duas superfícies igualmente espaçadas (11', 12'), e por o espaçador de lâmina (3) incluir uma superfície de suporte (13) , a qual está adaptada para sujeitar uma superfície frontal (14) da lâmina (1) a uma força, que actua entre as referidas superfícies de suporte (11, 12) do grampo de lâmina (2) , para flectir a- lâmina (1), *entre as referidas superfícies de suporte (11, 12) do grampo de lâmina (2), para o grampo de lâmina (2) de modo a gerar uma tensão de compressão na secção não suportada da superfície frontal (16) da lâmina (1).
  2. 2 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a distância livre, entre a superfície de suporte (13), do espaçador de lâmina (3), e uma ponta (15), da lâmina (1), estar adaptada para ser múltipla, quando comparada com a distância, medida na direcção da superfície frontal (16) da lâmina (1), entre a superfície de suporte (11), do grampo de lâmina (2), mais perto da ponta (15) da lâmina (1) , e a ponta (15) da lâmina (1).
  3. 3 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a lâmina (1) ser desenhada uma lâmina rodável, feita de um material, que tem uma secção transversal substancialmente plana.
  4. 4 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a lâmina (1) ser desenhada como uma lâmina rodável, feita de um material, que tem uma secção transversal
    78 612 2180ΡΤΜΚ -2/3 com forma de Z suave.
  5. 5 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a superfície frontal (16), da lâmina (1) ; consistir na superfície de uma secção saliente com perfil em Z (19), prolongando-se para fora de uma secção média com perfil em Z (18) .
  6. 6 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por a lâmina (1), tendo uma secção transversal com forma de Z, ser concebida e apertada de um modo tal, que as forças de aperto da lâmina (1) endireitam a referida lâmina (1), por outras palavras, aumentam um ângulo a entre a secção saliente (19), que formam efectivamente a lâmina (1), e a secção média (18).
  7. 7 - -Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 4-6, caracterizado por a lâmina (1), tendo uma secção transversal em forma de Z, ser concebida e apertada de um modo tal, que as forças de aperto da lâmina (1) estão adaptadas, através da intervenção das superfícies de suporte (26 e 27) para cortar um ângulo, entre a secção média da lâmina (18) e uma secção saliente (28), permanecendo dentro do dispositivo.
  8. 8 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a lâmina (l) estar munida de um engrossamento (17), adjacente à superfície de suporte (13) do espaçador de lâmina (3), na superfície frontal livre (16).
  9. 9 - Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1-8, caracterizado por o grampo de lâmina compreender um elemento de corpo (2') e um grampo de lâmina (2), por o espaçador da lâmina compreender um elemento de corpo (31) e um espaçador de lâmina (3), e por o grampo de lâmina (2) e o espaçador de lâmina (3), bem como a lâmina (1), montada entre os mesmos, serem concebidos como um elemento de montagem, o qual compreende uma unidade integral e está adaptado para ser montado entre o elemento de corpo de grampo de lâmina (21) e o elemento 78 612 2180ΡΤΜΚ -3/3 - de corpo de espaçador de lâmina (3') .
  10. 10 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o elemento de montagem estar munido de, pelo menos, uma superfície guia (20) para levar o elemento de montagem, de uma maneira controlada, entre o elemento de corpo de grampo de lâmina (21) e o elemento de corpo de espaçador de lâmina (31), e para aplicar uma força de compressão ao elemento de montagem, através da intervenção dos elementos de corpo (2' e 3') .
  11. 11 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado por o grampo de lâmina (2) e o espaçador de lâmina (3) , do elemento de montagem, estarem munidos de superfícies de guia mútuas (29 e 30), guiando as referidas superfícies o espaçador de lâmina (3) e o grampo de lâmina (2), em relação um ao outro de um modo tal que, pressionando o espaçador de lâmina ·♦ (3) e o grampo de lâmina (2) do elemento de montagem entre as superfícies planas dos elementos de corpo de espaçador de lâmina e de grampo de lâmina (3' e 2'), as superfícies de suporte, no grampo de lâmina (2) e no espaçador de lâmina (3), do elemento e montagem, encostando-se contra a lâmina, produzem uma força requerida para apertar a lâmina e uma tensão de flexão à lâmina. G Lisboa, ^96 Por ANDRITZ-PATENTVERWALTUNGS-GESELLSCHAFT m.b.H. - 0 AGENTE OFICIAL -
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