WO1992003198A1 - Dreidimensionales puzzle - Google Patents
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Definitions
- the invention is a three-dimensional puzzle game for adults and children.
- the play value of known puzzles mainly lies in solving the more or less tricky task of converting a disorder into an order. On the other hand, there is no particular attraction in disassembling or confusing.
- a further disadvantage of the puzzles mentioned is that even with regular design, the geometric laws underlying the puzzle receive little attention, because the "rubble pile" of the individual parts mainly stimulates thinking about how the destroyed whole can be restored can, and not on the principle according to which the individual parts were formed.
- the object of this invention was to create a three-dimensional puzzle game which surprised by its unknown scheme and caused particular interest.
- the puzzle should be entertaining not only when assembling but also when it is being solved.
- link chain formation should be shown, with which the existence of generally not suspected bisection cut surface shapes of some regular polyhedra can be impressively illustrated.
- the puzzle is a link chain made up of an even number of interrelated elements that form the chain links.
- the chain can be collapsed into a specific polyhedron body, for example a tetrahedron, a cube, an octahedron, etc.
- the collapsed polyhedron body is completely closed from the outside, and there is only as much hollow space inside as there is for the mobility of the chain links is necessary.
- 1 is a collapsed puzzle using the embodiment of a regular tetrahedron
- 3a, 3b and 3c a resolved tetrahedral puzzle chain from behind, from the front and from the side,
- 5a, 5b and 5c further schematic drawings on the principle of the division of a tetrahedron puzzle into the chain elements
- FIG. 6 shows an embodiment of an eight-link puzzle chain as a cube
- FIG. 7 shows a further cube-shaped embodiment as a twelve-link chain.
- Fig. 1 shows an example of a collapsed puzzle, it is a regular tetrahedron. Two tetrahedral surfaces are visible in the drawing. Surfaces of seven puzzle elements 1, 2, 3, 4, 6, 7 and 8 are visible on it.
- FIG. 3a, 3b and 3c show a resolved tetrahedron puzzle. It is an eight-link, flexible link chain.
- Fig. 3a shows the chain from behind
- Fig. 3b from the front
- Fig. 3c shows a side view. 2a, 2b, 2c and 2d, the first four chain elements 1, 2, 3 and 4 are shown individually.
- the chain consists of four ring-shaped angular elements 1, 3, 5 and 7 and four elements 2, 4, 6 and 8, which are each composed of two irregular polyhedra, each of which has two webs (9 and 10 in Fig. 2b) rigid with each other are connected to a closed chain link. Only the last one
- Element 8 has only one web. Each web leads through one of the ring-shaped elements, so that all the elements are interlinked as chain links, the ring-shaped links alternating with the irregular pairs of polyhedra.
- Two of the ring-shaped elements are identical (1 and 5) and the other two mirror-inverted (3 and 7).
- the polyhedron pairs 2, 4, 6 and 8 are all identical, except that the last element 8 has only one instead of two connecting bars.
- the tetrahedron is divided into three parts with two flat, parallel cuts, a rectangular disk which "halves" the tetrahedron, and the two remaining identical "halves” above and below this disk.
- the diagram in FIG. 4 shows these parts 11, 12 and 13.
- the cut surfaces run at right angles to an imaginary central axis of the tetrahedron, which is shown in broken lines in FIG. 4.
- FIGS. 5a, 5b and 5c The three parts are shown in plan view in FIGS. 5a, 5b and 5c.
- FIG. 5a shows the lower "half" 11 of the tetrahedron
- FIG. 5b the middle disk 12
- FIG. 5c the upper "half" 13.
- the edges, which are not visible, are drawn in dotted lines.
- the three parts are further divided with cuts perpendicular to their cut surfaces. All division cuts cross the imaginary vertical central axis of the tetrahedron.
- the middle disc 12 (FIG. 5b) is divided into four quasi-square discs with two cuts and the resulting four parts are cut out into rings. Those outer ring sides that form part of the tetrahedron surfaces are retained as complete surfaces.
- the rings designated 1, 3, 5 and 7 are formed.
- 5b shows the divisional sections and the ring sections with the dashed lines.
- the two other tetrahedron parts 11 (FIG. 5a) and 13 (FIG. 5c) are divided with cuts that run diagonally to those through the middle disk. The cuts are the same for both parts.
- Fig. 5a and 5c the sections are shown in dashed lines.
- the parts 2, 4, 6 and 8 of the lower and the upper "halves" lying one above the other in the tetrahedron are connected with webs, three of the pairs with two webs each and one - the last chain link - with only one bridge.
- the webs are shown in Fig. 2b (9, 10) and Fig. 2d. They have the same height as the central tetrahedron disk.
- FIGS. 5a and 5c show the position of these webs in the middle rings when the tetrahedron puzzle is folded.
- the thickness of the central disk 12 determines the greatest possible extent of the ring sections. The thicker it is, the smaller the ring cut-outs have to be, because the ring outside lying on the tetrahedron surface are inclined at an angle and must remain intact from the ring cutouts.
- the disc thickness, the thickness and shape of the webs that connect the pairs of polyhedra, and the points at which the webs are attached to the polyhedra must be selected so that the two pairs of polyhedra, which together form an annular Hang element, are movable independently of each other.
- This means that the ring cutout must be large enough that the ends of the two pairs of polyhedra can be moved past one another therein, so that the vertical elements can be freely rotated in a hanging chain.
- the puzzle chain can also be designed such that it results, for example, in a cube or a regular octahedron, etc.
- FIG. 6 shows an example of a collapsed, cube-shaped puzzle.
- This division of the cube corresponds exactly to the division of the regular tetrahedron described above.
- the ring-shaped chain links together form a disc that bisects the cube parallel to two of its surfaces.
- the disc is divided into four quadratic ring-shaped elements, the upper and lower half of the cube are each divided into four segments with diagonal cuts. An eight-link chain is created.
- FIG. 7 Another variant of a cube-shaped puzzle chain is shown in the folded state in FIG. 7.
- the middle ring disk runs through the middle of six cube edges.
- This disc has a hexagonal shape and is divided into six square ring elements in this example.
- the remaining cube segments above and below the disc are also divided into six segments by cuts that bisect the cuts through the middle disc. This creates a twelve-part Chain .
- the puzzle can be made from solid materials such as metal, plastic, plexiglass, wood, stone or cardboard.
- the puzzle bodies can be solid or hollow.
- the visual effect of the game can be enhanced by different materials, coloring or surface treatment of the individual elements or their individual surfaces.
- the individual chain links can be provided with magnets, which are recessed on the inner surfaces and hold the individual elements together.
- 3a shows a pair of magnets 15 and 16 as an example. The magnets can also be hidden inside the puzzle body.
- the development according to claim 3 provides a holder which is attached to the first element in the puzzle chain.
- Fig. 1 and Fig. 3 it is shown as a thread with a loop (14).
- This holding device facilitates the handling of the game.
- it can be a chain, a ribbon, ring or thread and can also be designed as a decorative element.
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Abstract
Dreidimensionales Puzzle, bestehend aus ineinanderhängenden Puzzlekörpern, die zu einem Polyederkörper zusammengelegt werden können. Die ineinanderhängenden Puzzlekörper bilden eine Gliederkette aus einer geraden Anzahl von Kettengliedern. Die eine Hälfte der Kettenglieder sind eckig geformte Ringe (1, 3, 5, 7), von denen in zusammengelegtem Zustand mindestens eine Aussenseite Teil der Oberfläche des Polyeders bildet. Die andere Hälfte der Kettenglieder besteht aux übereinanderliegenden Segmenten (2, 4, 6, 8) der Polyederteile, die oberhalb und unterhalb der von den Ringen gebildeten Ebene liegen. Diese beiden Segmente bilden selbst unregelmässige Polyeder, sind mit zwei Stegen starr miteinander verbunden, so dass sie ein geschlossenes Kettenglied bilden, die mit den Ringen eine Gliederkette bilden, die dann zum Beispiel zu einem Tetraeder, einem Würfel, einem Oktaeder u.dgl. zusammengelegt werden können.
Description
D r e i d i m e n s i o n a l e s P u z z l e
Die Erfindung ist ein dreidimensionales Puzzlespiel für Erwachsene und Kinder.
Der Spielwert bekannter Puzzles liegt hauptsächlich darin, die mehr oder weniger knifflige Aufgabe zu lösen, eine Unordnung in eine Ord¬ nung zu überführen. Im Zerlegen bzw. Durcheinanderbringen liegt dage¬ gen kein besonderer Reiz.
Das hat den Nachteil, daß man das Interesse an einem Puzzle verliert, sobald man herausgefunden hat, wie es richtig zusammenzusetzen bzw. zu lösen ist.
Auch die aus US-PS 3.565.442 und US-PS 4.323.245 bekannten Tetraeder- Puzzles weisen diesen Nachteil auf, ebenso das aus Gebrauchsmuster G 88 08 167.2 bekannte Tetraeder-Puzzle. Beim letzteren wird der Nachteil dadurch ausgeglichen, daß es sich auch für verschiedene nichtspielerische Zwecke verwenden läßt.
Ein weiterer Nachteil auch der genannten Puzzles ist, daß selbst bei regelmäßiger Gestaltung die dem Puzzle zugrunde liegenden geometri¬ schen Gesetzmäßigkeiten wenig Beachtung finden, denn der "Trümmerhau¬ fen" der Einzelteile regt hauptsächlich zum Nachdenken darüber an, wie das zerstörte Ganze wieder hergestellt werden kann, und nicht darüber, nach welchem Prinzip die Einzelteile gebildet wurden.
Außerdem ist bei Puzzlespielen die Bekanntheit allein ein Nachteil,
und es besteht immer ein Bedarf an neuartigen Puzzles.
Die Aufgabe dieser Erfindung war es, ein dreidimensionales Puzzle¬ spiel zu schaffen, das durch sein unbekanntes Schema überrascht und besonderes Interesse hervorruft. Das Puzzle sollte nicht nur beim Zu¬ sammenbau sondern auch beim Auflösen unterhaltend sein. Dazu sollte eine besondere Möglichkeit der Gliederkettenbildung gezeigt werden, mit der die Existenz von allgemein nicht vermuteten Halbierungs- schnittflächenformen einiger regelmäßiger Polyeder eindrucksvoll ver¬ anschaulicht werden kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die in den Schutzansprüchen be¬ schriebenen Merkmale.
Das Puzzlespiel ist eine Gliederkette aus einer geraden Anzahl inein- anderhängender Elemente, die die Kettenglieder bilden. Die Kette läßt sich zu einem bestimmten Polyederkörper zusammenlegen, zum Beispiel zu einem Tetraeder, einem Würfel, einem Oktaeder, usw. Der zusammengelegte Polyederkörper ist von außen vollständig ge¬ schlossen, und in seinem Inneren besteht nur soviel Hohlraum, wie für die Beweglichkeit der Kettenglieder nötig ist.
Die weiteren Merkmale werden im folgenden anhand der Zeichnung erläu¬ tert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein zusammengelegtes Puzzle am Ausführungsbeispiel eines re¬ gelmäßigen Tetraeders,
Fig. 2a, 2b, 2c und 2d vier einzelne Elemente des tetraederförmigen
Puzzles ,
Fig. 3a, 3b und 3c eine aufgelöste Tetraeder-Puzzlekette von hinten, von vorn und von der Seite,
Fig. 4 eine Schemazeichnung zum Prinzip des Puzzles am Beispiel ei¬ nes regelmäßigen Tetraeders,
Fig. 5a, 5b und 5c weitere Schemazeichnungen zum Prinzip der Auftei¬ lung eines Tetraeder-Puzzles in die Kettenelemente,
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer achtgliedrigen Puzzlekette als Würfel,
Fig. 7 ein weiteres würfelförmiges Ausführungsbeispiel als zwölf- gliedrige Kette.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines zusammengelegten Puzzles, es ist ein regelmäßiges Tetraeder. In der Zeichnung sind zwei Tetraederoberflä¬ chen sichtbar. Darauf sind Oberflächen von sieben Puzzleelementen 1, 2, 3, 4, 6, 7 und 8 sichtbar.
Fig. 3a, 3b und 3c zeigen ein aufgelöstes Tetraeder-Puzzle. Es ist eine achtgliedrige, bewegliche Gliederkette. Fig. 3a zeigt die Kette von hinten, Fig. 3b von vorn und Fig. 3c zeigt eine Seitenansicht. In Fig. 2a, 2b, 2c und 2d sind die ersten vier Kettenelemente 1, 2, 3 und 4 einzeln dargestellt.
Die Kette besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus vier ringförmigen eckigen Elementen 1, 3, 5 und 7 und vier Elementen 2, 4, 6 und 8, die jeweils aus zwei unregelmäßigen Polyedern zusammengesetzt sind, wel¬ che durch jeweils zwei Stege (9 und 10 in Fig. 2b) starr miteinander
zu einem geschlossenen Kettenglied verbunden sind. Nur das letzte
Element 8 hat nur einen Steg. Jeder Steg führ.t durch eines der ring¬ förmigen Elemente, sodaß alle Elemente als Kettenglieder ineinander- hängen, wobei die ringförmigen Glieder mit den unregelmäßigen Poly¬ ederpaaren abwechseln.
Von den ringförmigen Elementen sind zwei identisch (1 und 5) und die anderen beiden dazu spiegelverkehrt (3 und 7). Die Polyederpaare 2, 4, 6 und 8 sind alle identisch, außer daß das letzte Element 8 nur einen statt zweier VerbindungsStege hat.
Zur weiteren Erläuterung der Merkmale des Puzzles ist es zweckdien¬ lich, das Prinzip zu erklären, nach dem ein Polyeder aufgeteilt wird, damit es eine Puzzlekette ergibt. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf das Ausführungsbeispiel des Puzzles als regelmäßiges Tetrae¬ der. Sie gilt für anders geformte Puzzleausführungen entsprechend.
Das Tetraeder wird mit zwei ebenen, parallelen Schnitten in drei Tei¬ le geteilt, eine rechteckige Scheibe, die das Tetraeder "halbiert", und die beiden verbleibenden identischen "Hälften" oberhalb und un¬ terhalb dieser Scheibe. Die Schemazeichnung Fig. 4 zeigt diese Teile 11, 12 und 13. Die Schnittflächen verlaufen im rechten Winkel zu ei¬ ner gedachten Mittelachse des Tetraeders, die in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnet ist.
In Fig. 5a, 5b und 5c sind die drei Teile in der Draufsicht darge¬ stellt. Fig. 5a zeigt die untere "Hälfte" 11 des Tetraeders, Fig. 5b die mittlere Scheibe 12 und Fig. 5c die obere "Hälfte" 13. Die nicht sichtbaren, unten liegende Kanten sind gepunktet eingezeichnet.
Die drei Teile werden mit zu ihren Schnittflächen senkrechten Schnit- ten weiter aufgeteilt. Alle Teilungsschnitte kreuzen die gedachte senkrechte Mittelachse des Tetraeders.
Die mittlere Scheibe 12 (Fig. 5b) wird mit zwei Schnitten in vier quasi quadratische Scheiben geteilt und die entstandenen vier Teile werden zu Ringen ausgeschnitten. Dabei bleiben diejenigen äußeren Ringseiten, die Teil der Tetraederoberflächen bilden, als vollständi¬ ge Flächen erhalten. Es entstehen die mit 1, 3, 5 und 7 bezeichneten Ringe.
Fig. 5b zeigt die Teilungsschnitte und die Ringausschnitte mit den gestrichelten Linien.
Die beiden anderen Tetraederteile 11 (Fig. 5a) und 13 (Fig. 5c) wer¬ den mit Schnitten geteilt, die diagonal zu denen durch die mittlere Scheibe verlaufen. Die Schnitte sind bei beiden Teilen die gleichen. In Fig. 5a und 5c sind die Schnitte gestrichelt eingezeichnet. Von den so entstandenen unregelmäßigen Polyedern werden jeweils die im Tetraeder übereinander!iegenden Teile 2, 4, 6 und 8 der unteren und der oberen "Hälfte" mit Stegen verbunden, drei der Paare mit je¬ weils zwei Stegen und eines - das letzte Kettenglied - mit nur einem Steg. Die Stege sind in Fig. 2b (9, 10) und Fig. 2d abgebildet. Sie haben die gleiche Höhe wie die mittlere Tetraederscheibe. Sie werden senkrecht, in gleicher Richtung wie die Teilungsschnitte verlaufen, angebracht. Jeder Steg führt durch eines der ringförmigen Elemente. In Fig. 5a und 5c sind die Endpunkte der Verbindungsstege als schwar¬ ze Punkte eingezeichnet, sie befinden sich jeweils auf den rechtecki¬ gen Schnittflächen, in Fig. 5a oben und in Fig. 5c unten. Fig. 5b zeigt die Lage dieser Stege in den mittleren Ringen, wenn das Tetrae¬ der-Puzzle zusammengelegt ist.
Bei dieser Aufteilung eines regelmäßigen Tetraeders bestimmt die Stärke der mittleren Scheibe 12 das größtmögliche Ausmaß der Ringaus¬ schnitte. Je dicker sie ist, desto kleiner müssen die Ringausschnitte sein, weil die an der Tetraederoberfläche liegenden Ringaußenseiten
schräg geneigt sind und von den Ringausschnitten unversehrt bleiben müssen.
Die Scheibenstärke, die Stärke und Form der Stege, die die Polyeder¬ paare verbinden, sowie die Punkte, an denen die Stege an den Poly¬ edern angebracht sind, müssen so gewählt werden, daß die beiden Poly¬ ederpaare, die gemeinsam in einem ringförmigen Element hängen, unab¬ hängig voneinander beweglich sind. Das heißt, der Ringausschnitt muß groß genug sein, daß die Enden der beiden Polyederpaare darin anein¬ ander vorbei bewegt werden können, sodaß in einer herabhängenden Ket¬ te die ringförmigen Elemente in der Vertikalen frei verdrehbar sind.
Die Puzzlekette kann, dem gleichen Prinzip folgend, auch so ausgebil¬ det werden, daß sie zum Beispiel einen Würfel ergibt oder ein regel¬ mäßiges Oktaeder, usw.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel eines zusammengelegten, würfelförmigen Puzzles. Diese Einteilung des Würfels entspricht genau der oben be¬ schriebenen Einteilung des regelmäßigen Tetraeders. Die ringförmigen Kettenglieder bilden zusammen eine Scheibe, die den Würfel parallel zu zwei seiner Oberflächen halbiert. Die Scheibe ist in vier quadra¬ tische ringförmige Elemente eingeteilt, die obere und untere Würfel¬ hälfte ist jeweils mit diagonalen Schnitten in vier Segmente geteilt. Es entsteht eine achtgliedrige Kette.
Eine weitere Variante einer würfelförmigen Puzzlekette wird in Fig. 7 in zusammengelegtem Zustand gezeigt. Hier verläuft die mittlere Rin¬ ge-Scheibe durch die Mitte von sechs Würfelkanten. Diese Scheibe hat eine sechseckige Form und ist in diesem Beispiel in sechs viereckige Ringelemente aufgeteilt. Die verbleibenden Würfelsegmente oberhalb und unterhalb der Scheibe sind ebenso in sechs Segmente aufgeteilt, und zwar durch Schnitte, die winkelhalbierend zu den Schnitten durch die mittlere Scheibe verlaufen. Damit entsteht eine zwölfgliedrige
Kette .
Das Puzzlespiel kann aus festen Materialien wie zum Beispiel Metall, Kunststoff, Plexiglas, Holz, Stein oder Karton gefertigt werden. Die Puzzlekörper können massiv oder hohl sein. Die optische Wirkung des Spiels kann durch unterschiedliche Materialien, Farbgebung oder Ober¬ flächenbehandlung der einzelnen Elemente oder ihrer einzelnen Ober¬ flächen verstärkt werden.
Die einzelnen Kettenglieder können gemäß Schutzanspruch 2 zur Stabi¬ lisierung der Zielform mit Magneten versehen werden, die versenkt an den Innenflächen liegen und die einzelnen Elemente zusammenhalten. In Fig. 3a ist als Beispiel ein Magnetpaar 15 und 16 eingezeichnet. Die Magnete können auch unsichtbar im Inneren der Puzzlekörper liegen.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 sieht eine Halterung vor, die am ersten Element in der Puzzlekette angebracht ist. In Fig. 1 und Fig. 3 ist sie als Faden mit Schlaufe (14) dargestellt. Diese Haltevor¬ richtung erleichtert die Handhabung des Spiels. Sie kann zum Beispiel eine Kette, ein Band, Ring oder Faden sein und kann auch als schmük- kendes Element ausgebildet sein.
Den besonderen Reiz dieses Spiels macht aus, daß die unerwartete Um¬ wandlung des massiven Puzzlekörpers in eine bewegliche regelmäßige Gliederkette verblüfft. Die Freude an der Betrachtung dieser Umwand¬ lung bleibt auch über die erste Überraschung hinaus bestehen, sodaß das Puzzle immer wieder zum Spielen verlockt. Die richtige Zusammen¬ legemethode wird meistens nicht auf Anhieb erkannt, da die zackεnbe- setzte, bewegliche Gliederkette mit dem massiven Puzzlekörper nichts gemein zu haben scheint. Dies trifft um so mehr zu, je weiter das Puzzle vom vertrauten Prinzip des rechten Winkels abweicht.
Ist die Lösung einmal gefunden, geht das Puzzle schnell und unkompli¬ ziert wieder zusammenzulegen, sodaß man nicht davor zurückschreckt, es erneut aufzulösen.
Claims
1. Dreidimensionales Puzzle, bestehend aus einer gewissen Anzahl in- einanderhängender Puzzlekörper, die zusammengelegt einen bestimm¬ ten Polyeder-Körper ergeben,
gekennzeichnet dadurch, daß das Puzzle eine Gliederkette aus einer geraden Anzahl von Kettengliedern ist,
daß dabei die eine Hälfte der Kettenglieder eckig geformte Ringe sind, die im zusammengelegten Polyeder nebeneinander liegen und gemeinsam eine durchbrochene, ebene Scheibe bilden, die durch die Mitte des Polyeders verläuft, und es in je eine Hälfte oberhalb und unterhalb dieser Scheibe aufteilt, wobei im zusammengelegten Zustand von jedem dieser Ringe minde¬ stens eine Außenseite Teil der Oberfläche des Polyeders bildet, und die übrigen, höchstens zwei Außenseiten im Inneren des Poly¬ ederkörpers mit je einer Außenseite eines anderen Ringes zusammen¬ stoßen,
daß die andere Hälfte der Kettenglieder jeweils aus zwei überein- anderliegenden Segmenten der beiden Polyederteile oberhalb und un¬ terhalb der Ringe-Ebene bestehen, wobei diese beiden Segmente, die selbst unregelmäßige Polyeder sind, mit zwei Stegen starr miteinander verbunden sind, sodaß sie ein geschlossenes Kettenglied bilden, mit Ausnahme des letzten Glieds, das nur einen Steg hat, und jeder dieser Stege durch eines der ringförmigen Elemente führt, wodurch eine zusammenhängende Gliederkette aus abwechselnd einem der unregelmäßigen Polyederpaare und einem ringförmigen Ele¬ ment gebildet wird,
und daß die Aufteilung des Polyeders in die einzelnen Gliederele¬ mente so zustande kommt, daß sowohl die mittlere Scheibe als auch die beiden Polyederteile oberhalb und unterhalb dieser Scheibe je¬ weils durch Schnitte geteilt werden, die zu den beiden Schnittflä¬ chen dieser drei Teile senkrecht sind, und die alle von einer ge¬ meinsamen senkrechten Mittelachse des Polyederkörpers aus nach au¬ ßen verlaufen, wobei die Polyedersegmente oberhalb und unterhalb der mittleren Scheibe durch die gleichen Schnitte geteilt werden, und die Schnitte durch die mittlere Scheibe jeweils winkelhalbierend dazu verlaufe .
2. Dreidimensionales Puzzle nach Schutzanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Puzzleelemente durch Magnete zu¬ sammenhalten.
3. Dreidimensionales Puzzle nach Schutzanspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß am ersten Glied der Puzzlekette ein Faden, Ring, eine Kette oder sonstige Vorrichtung angebracht ist, an der das Puzzle festgehalten werden kann.
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