WO2002060629A1 - Fräswerkzeug - Google Patents

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WO2002060629A1
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bore
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Friedrich-Wilhelm Rieke
Thomas Neudeck
Andreas Köster
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Gebr. Brasseler Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/19—Rotary cutting tool
    • Y10T407/1946—Face or end mill
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/19—Rotary cutting tool
    • Y10T407/1946—Face or end mill
    • Y10T407/1948—Face or end mill with cutting edge entirely across end of tool [e.g., router bit, end mill, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a milling tool and in particular to a so-called hollow drill, as used by jewelers or goldsmiths in the manufacture of jewelry.
  • Such milling tools or hollow drills serve to round off the ends of wires with which gemstones are held in their setting.
  • fine-toothed milling tools such as z. B. in Fig. 8 in a side view and in Fig. 9 in an end view.
  • the milling tool 101 shown there consists of a shaft 102 and a working part 103.
  • a plurality of radially running cutting edges 108 are provided on the working part 103, which converge in the middle. This circumstance results in significantly reduced chip spaces, which do not guarantee good chip removal. Therefore, these known milling tools or hollow drills tend to clog and smear.
  • This configuration provides a milling tool or a hollow drill with which safe chip removal is ensured, since a sufficiently large area for chip removal can be made available by the slitting. This makes work easier and there is no clogging of the cutting edges or smearing, which also results in better cutting ability of the tool.
  • the bore is mounted off-center, so that its axis is offset laterally to the tool axis.
  • the chip removal can also be influenced in a positive way if, according to a preferred embodiment, at least one slot is provided, the trailing edge of which forms the cutting edge. In this way, a cutting edge is produced which offers enough space on the front side for good chip removal through the slot and which has a sufficient clearance angle on the back side for the cutting edge to penetrate well into the material to be processed.
  • the slot preferably extends from the tool axis to the outer circumferential surface of the working part and the trailing side surface of the slot runs essentially through the tool axis. This means that the chips can be removed to the outside. This also prevents the cutting edges from becoming clogged.
  • at least two bores are provided, the axes of which run parallel to one another or at an angle, preferably from 0 ° to 20 °, to the tool axis and which are laterally at the same or different amounts in different directions.
  • Tool axis are arranged offset, so that the contour of the holes - viewed from the front - results in a slightly constricted circle in the middle. This configuration in particular represents an optimal relationship between the number of cutting edges and the available chip space.
  • two slots are preferably provided, which are arranged such that one slot each - in relation to the direction of rotation - lies immediately in front of a constriction. Chips generated by the respective cutting edges can thus be discharged directly via the slots, so that clogging can be prevented particularly effectively.
  • the number of off-center bores corresponds to the number of cutting edges or the number of slots. This ensures that the chips generated by each cutting edge are discharged directly from the interface without clogging.
  • Chip removal can be further improved if, according to a preferred development, each slot has one has smooth, in particular arcuate groove base. Such a shaping has a positive influence on the transport of the chips, since the chips cannot become stuck and thus clog the slots.
  • each bore - in a side view - has the shape of a semicircle, so that a hemispherical end is created on the workpiece.
  • each bore - in side view - can have the shape of a cone, so that a conical end is created on the workpiece.
  • FIG. 2 shows the milling tool according to FIG. 1 in a front view
  • 3 shows the view of FIG. 3, which shows the exact arrangement of the holes
  • Fig. 8 is a milling tool according to the prior art in side view
  • FIG. 9 the milling tool of FIG. 8 in an end view.
  • the milling tool 1 comprises a shaft 2, at the front end of which a working part 3 is provided.
  • two holes 4 are made in the working part 3 from its end face.
  • the bores 4 are axially parallel to one another and to the tool axis 5 and offset by a dimension d to the side of the tool axis 5, so that a slightly constricted circle results when the contour of the two bores 4 is viewed from the end face of the milling tool 1 (cf. Fig. 3).
  • the dimension d of the lateral offset of the bore 4 from the tool axis 5 can assume any values and is preferably 0 to a maximum of approximately 0.25 of the diameter D of the working part 3.
  • the arrangement of the bores 4 is selected such that the work part 3 is of a symmetrical construction overall. In FIG. 2, this can be recognized particularly well by the fact that the center points 7 of the bores 4 are equidistant from an axis of symmetry of the milling tool 1.
  • two slots 6 are also arranged, the lower edge of which lies at the rear in the direction of rotation P forms a cutting edge 8.
  • the slots 6 are positioned exactly in such a way that one slot 6 connects to one of the constrictions 10 formed by the contour of the bores 4. They are - based on the direction of rotation P of the milling tool 1 - immediately before the constriction (see FIG. 2).
  • the trailing side surface of the slot 6 thus runs essentially through the tool axis 5.
  • the width of the slots 6 can take any values and is preferably 0 to a maximum of about 0.5 of the diameter D of the working part 3.
  • the groove base 9 of the slots 6 is smooth to ensure smooth chip removal. It can, as shown in FIG. 1, be flat or, as shown in an alternative embodiment in FIG. 4, be arch-shaped.
  • the milling tool 1 according to the invention is preferably provided with two bores 4, two slots 6 and two cutting edges 8. However, it is also possible to provide three or four cutting edges 8, as shown in FIGS. 5 and 6.
  • the arrangement of the bores 4, the slots 6 and the cutting edges 8 is made in such a way that the work part 3 has an overall symmetrical structure (cf. FIGS. 5 and 6).
  • only a single cutting edge 8 can also be provided (cf. FIG. 7). If only a single cutting edge 8 is provided, u. above sea level. the offset of the bore 4 can be dispensed with. In any case, however, the number of bores 4 also corresponds to the number of cutting edges 8 or the number of slots 6. Alternatively, the bores can also not be axially parallel, that is to say at an angle, preferably from 0 ° to 20 ° and more preferably from 0 ° to 10 °, to the tool axis, although this is not shown in FIGS. 1 to 9. Nevertheless, essentially the same advantageous effects as described in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 9 are achieved.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Drilling Tools (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug (1), insbes. Hohlbohrer, mit einem Schaft (2) und einem Arbeitsteil (3), wobei an der Stirnseite des Arbeitsteils (3) mindestens eine Schneidkante (8) ausgebildet ist und wobei in die Stirnseite mindestens eine Bohrung (4) eingebracht ist, deren Achse achsparallel oder in einem Winkel, vorzugsweise von 0° bis 20 °, zur Werkzeugachse (5) verläuft. Durch diese Maßnahme soll ein Fräswerkzeug und insbes. einen Hohlbohrer geschaffen werden, der den Arbeitsgang des Abrundens einfacher und schneller durchführen kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich die Schneiden zusetzen.

Description

Fräswerkzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug und insbesondere einen sog. Hohlbohrer, wie er von Juwelieren oder Goldschmieden bei der Schmuckherstellung verwendet wird.
Solche Fräswerkzeuge bzw. Hohlbohrer sind bekannt. Sie dienen dazu, die Enden von Drähten, mit denen Schmucksteine in ihrer Fassung gehalten werden, mit einer Abrundung zu versehen. Für diese Arbeiten haben sich feinverzahnte Fräswerkzeuge bewährt, wie sie z. B. in Fig. 8 in einer Seitenansicht und in Fig. 9 in einer Stirnseitenansicht dargestellt sind. Das dort gezeigte Fräswerkzeug 101 besteht aus einem Schaft 102 und einem Arbeitsteil 103. An dem Arbeitsteil 103 sind eine Vielzahl von radial laufenden Schneidkanten 108 vorgesehen, die in der Mitte zusammenlaufen. Aufgrund diese Umstandes ergeben sich deutlich reduzierte Spanräume, die keine gute Spanabführung gewährleisten. Deshalb neigen diese bekannten Fräswerkzeuge bzw. Hohlbohrer zum Zusetzen und zum Verschmieren.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fräswerk¬ zeug und insbes. einen Hohlbohrer zu schaffen, der den Ar¬ beitsgang des Abrundens einfacher und schneller durchführen kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich die Schneiden zusetzen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch diese Ausgestaltung wird ein Fräswerkzeug bzw. ein Hohlbohrer bereitgestellt, mit dem eine sichere Spanabführung gewährleistet ist, da durch die Schlitzung ein ausreichend großer Bereich für die Spanabführung zur Verfügung gestellt werden kann. Somit wird die Arbeit erleichtert und es kommt weder zu einem Zusetzen der Schneiden noch zu einem Verschmieren, welches auch in einer besseren Schnittfreudigkeit des Werkzeuges resultiert.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den ünteransprüchen angegeben.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist die Bohrung außermittig angebracht, so dass ihre Achse seitlich versetzt zur Werkzeugachse verläuft. Durch diese Ausgestaltung wird an der entstehenden Schneidkante ein Spanwinkel erzeugt, der die Schnittfreudigkeit des Werkzeuges günstig beeinflußt.
Die Spanabfϊihrung kann weiterhin dadurch in positivem Sinne beeinflußt werden, wenn nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung mindestens ein Schlitz vorgesehen ist, dessen nacheilende Kante die Schneidkante bildet. Auf diese Weise wird eine Schneide erzeugt, die auf der Vorderseite genügend Raum für eine gute Spanabführung durch den Schlitz bietet und die auf der Rückseite einen ausreichenden Freiwinkel für ein gutes Eindringen der Schneide in das zu bearbeitende Material aufweist.
Vorzugsweise erstreckt sich der Schlitz von der Werkzeugachse bis zur Außenumfangsfläche des Arbeitsteils und die nacheilende Seitenfläche des Schlitzes verläuft im wesentlichen durch die Werkzeugachse. Somit können die Späne nach außen abgeführt werden. Dies verhindert zusätzlich, dass sich die Schneiden zusetzen können. Nach einer bevorzugten Weiterbildung sind mindestens zwei Bohrungen vorgesehen, deren Achsen achsparallel zueinander oder in einem Winkel, vorzugsweise von 0° bis 20°, zur Werkzeugachse verlaufen und die um den gleichen oder unterschiedliche Beträge aber in verschiedenen Richtungen seitlich zur . Werkzeugachse versetzt angeordnet sind, so dass die Kontur der Bohrungen - von der Stirnseite aus betrachtet - einen leicht mittig eingeschnürten Kreis ergibt. Gerade diese Ausgestaltung stellt ein optimales Verhältnis zwischen Anzahl der Schneiden und zur Verfügung stehendem Spanraum dar.
Damit auch bei dieser Ausgestaltung eine optimale Spanabführung gewährleistet ist, sind vorzugsweise zwei Schlitze vorgesehen, die so angeordnet sind, dass je ein Schlitz - bezogen auf die Drehrichtung - unmittelbar vor einer Einschnürung liegt. Somit können von den jeweiligen Schneiden erzeugte Späne direkt über die Schlitze abgeführt werden, so dass ein Verstopfen besonders effektiv verhindert werden kann.
Nach alternativen Ausgestaltungsmöglichkeiten ist es auch möglich, mehr als zwei Schneidkanten vorzusehen. Wenn das der Fall ist, ist nach einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass die Anzahl der außermittigen Bohrungen der Anzahl der Schneidkanten bzw. der Anzahl der Schlitze entspricht. Dadurch ist sichergestellt, dass die von jeder Schneide erzeugten Späne direkt von der Schnittstelle abgeführt werden, ohne dass es zu Verstopfungen kommen kann.
Bei mehreren Schneiden bzw. Bohrungen ist es aus herstellungstechnischen Gründen vorteilhaft, wenn die Bohrungen, die Schlitze und die Schneidkanten so angeordnet sind, dass sich ein symmetrischer Aufbau ergibt.
Die Spanabführung kann weiterhin dadurch verbessert werden, wenn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung jeder Schlitz einen glatten, insbes. bogenförmigen Nutgrund aufweist. Eine solche Formgebung beeinflußt den Transport der Späne positiv, da ein Festsetzen der Späne und damit ein Verstopfen der Schlitze ausgeschlossen werden kann.
Durch die Form der Bohrung kann die am Werkstück erzeugte Form beeinflußt werden. Deshalb weist nach einer bevorzugten Ausgestaltung jede Bohrung - in Seitenansicht - die Form eines Halbkreises auf, so dass ein halbkugelförmiges Ende an dem Werkstück erzeugt wird.
Wird dagegen eine andere Endform gewünscht, kann auch eine andere Form der Bohrung vorgesehen sein. Z. B. kann jede Bohrung - in Seitenansicht - die Form eines Kegels aufweisen, so dass ein kegelförmiges Ende an dem Werkstück erzeugt wird.
Hinsichtlich des Versatzes der Bohrung und hinsichtlich der Breite der Schlitze kann in weiten Grenzen experimentiert werden. Es hat sich jedoch als besonders sinnvoll erwiesen, wenn der Versatz jeder außermittigen Bohrung 0 bis maximal etwa 0,25 des Durchmessers des Arbeitsteils beträgt 'und wenn die Breite der Schlitze 0 bis maximal etwa 0,5 des Durchmessers des Arbeitsteils beträgt. So können die Größe der Spanräume und die Abmessung der Spanabführung optimal aufeinander abgestimmt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Fräswerkzeug in einer Seitenansicht,
Fig. 2 das erfindungsgemäße Fräswerkzeug nach Fig. 1 in einer Stirnansicht, Fig. 3 die Ansicht nach Fig. 3, welche die genaue Anordnung der Bohrungen zeigt,
Fig. 4 eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges in Seitenansicht,
Fig. 5 bis 7 weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges in einer Stirnansicht,
Fig. 8 ein Fräswerkzeug nach dem Stand der Technik in Seitenansicht, und
Fig. 9 das Fräswerkzeug nach Fig. 8 in einer Stirnansicht.
In Fig. 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform eines Fräswerkzeug 1 dargestellt, das insbesondere als Hohlbohrer in der Schmuckbearbeitung Verwendung findet. Das Fräswerkzeug 1 um- fasst einen Schaft 2, an dessen vorderem Ende ein Arbeitsteil 3 vorgesehen ist. In den Arbeitsteil 3 sind von seiner Stirnseite her bei dieser Ausführungsform zwei Bohrungen 4 eingebracht. Die Bohrungen 4 sind achsparallel zueinander und zur Werkzeugachse 5 angebracht und um ein Maß d seitlich zur Werkzeugachse 5 versetzt, so dass sich ein leicht eingeschnürter Kreis ergibt, wenn man die Kontur der beiden Bohrungen 4 von der Stirnseite des Fräswerkzeuges 1 her betrachtet (vgl. Fig. 3) . Das Maß d des seitlichen Versatzes der Bohrung 4 von der Werkzeugachse 5 kann beliebige Werte annehmen und beträgt vorzugsweise 0 bis maximal etwa 0,25 des Durchmessers D des Arbeitsteils 3.
Die Anordnung der Bohrungen 4 ist so gewählt, dass sich ein insgesamt symmetrischer Aufbau des Arbeitsteils 3 ergibt. In Fig. 2 ist dies besonders gut daran erkennbar, dass die Mittelpunkte 7 der Bohrungen 4 gleich weit von einer Symmetrieachse des Fräswerkzeuges 1 entfernt liegen. In dem Arbeitsteil 3 sind weiterhin zwei Schlitze 6 angeordnet, deren in Drehrichtung P hinten liegende untere Kante eine Schneidkante 8 bildet. Die Schlitze 6 sind genau so positioniert, dass sich je ein Schlitz 6 an eine der von der Kontur der Bohrungen 4 gebildeten Einschnürungen 10 anschließt. Sie liegen dabei - bezogen auf die Drehrichtung P des Fräswerkzeuges 1 - unmittelbar vor der Einschnürung (vgl. Fig. 2) . Somit verläuft die nacheilende Seitenfläche des Schlitzes 6 im wesentlichen durch die Werkzeugachse 5.
Die Breite der Schlitze 6 kann beliebige Werte annehmen und beträgt vorzugsweise 0 bis maximal etwa 0,5 des Durchmessers D des Arbeitsteils 3.
Der Nutgrund 9 der Schlitze 6 ist glatt ausgebildet, um eine reibungslose Spanabführung zu gewährleisten. Er kann, wie in Fig. 1 gezeigt, eben oder, wie bei einer alternativen Ausführungsform in Fig. 4 gezeigt, bogenförmig ausgebildet sein.
Das erfindungsgemäße Fräswerkzeug 1 ist vorzugsweise mit zwei Bohrungen 4, zwei Schlitzen 6 und zwei Schneidkanten 8 versehen. Es ist jedoch auch möglich, drei oder vier Schneidkanten 8 vorzusehen, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Die Anordnung der Bohrungen 4, der Schlitze 6 und der Schneidkanten 8 ist so getroffen, dass sich ein insgesamt symmetrischer Aufbau des Arbeitsteils 3 ergibt (vgl. Fig. 5 und 6) .
Alternativ zu den in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsformen kann auch nur eine einzige Schneidkante 8 vorgesehen sein (vgl. Fig. 7) . Wenn nur eine einzige Schneidkante 8 vorgesehen ist, kann u. ü. auf den Versatz der Bohrung 4 verzichtet werden. In jedem Fall entspricht jedoch die Anzahl der Bohrungen 4 auch der Anzahl der Schneidkanten 8 bzw. der Anzahl der Schlitze 6. Alternativ können die Bohrungen auch nicht achsparallel, also in einem Winkel, vorzugsweise von 0° bis 20° und weiter bevorzugt von 0° bis 10°, zur Werkzeugachse ausgebildet sein, obgleich dies in den Figuren 1 bis 9 nicht dargestellt ist. Dennoch werden im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Wirkungen, wie in den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 9 beschrieben, erreicht.

Claims

Ansprüche
1. Fräswerkzeug, insbes. Hohlbohrer, mit einem Schaft (2) und einem Arbeitsteil (3) , wobei an der Stirnseite des Arbeitsteils (3) mindestens eine Schneidkante (8) ausgebildet ist und wobei in die Stirnseite mindestens eine Bohrung (4) eingebracht ist, deren Achse achsparallel oder in einem Winkel, vorzugsweise von 0° bis 20°, zur Werkzeugachse (5) verläuft.
2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Bohrung (4) außermittig angebracht ist, so dass ihre Achse seitlich versetzt zur Werkzeugachse (5) verläuft.
3. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Schlitz (6) vorgesehen ist, dessen nacheilende Kante die Schneidkante (8) bildet.
4. Fräswerkzeug nach Anspruch 3, wobei sich der Schlitz (6) von der Werkzeugachse (5) bis zur Außenumfangsflache des Arbeitsteils (3) erstreckt und wobei die nacheilende Seitenfläche des Schlitzes (6) im wesentlichen durch die Werkzeugachse (5) verläuft.
5. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Bohrungen (4) vorgesehen sind, deren Achsen achsparallel zueinander oder in einem Winkel, vorzugsweise von 0° bis 20°, zur Werkzeugachse (5) verlaufen und die um den gleichen oder unterschiedliche Beträge aber in verschiedenen Richtungen seitlich zur Werkzeugachse (5) versetzt angeordnet sind, so dass die Kontur der Bohrungen (4) - von der Stirnseite aus betrachtet - einen leicht mittig eingeschnürten Kreis ergibt.
6. Fräswerkzeug nach Anspruch 5, wobei zwei Schlitze (6) vorgesehen sind, die so angeordnet sind, dass je ein Schlitz (6) - bezogen auf die Drehrichtung (P) - unmittelbar vor einer' Einschnürung (10) liegt.
7. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Schneidkanten (8) vorgesehen sind und wobei die Anzahl der außermittigen Bohrungen (4) der Anzahl der Schneidkanten (8) bzw. der Anzahl der Schlitze (6) entspricht.
8. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bohrungen (4), die Schlitze (6) und die Schneidkanten (8) so angeordnet sind, dass sich ein symmetrischer Aufbau ergibt.
9. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Schlitz (6) einen glatten, insbes. bogenförmigen Nutgrund (9) aufweist.
10. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Bohrung (4) - in Seitenansicht - die Form eines Halbkreises aufweist.
11. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Bohrung (4) - in Seitenansicht - die Form eines Kegels aufweist.
12. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Versatz (d) jeder Bohrung (4) 0 bis maximal etwa 0,25 des Durchmessers (D) des Arbeitsteils (3) beträgt.
13. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite (b) der Schlitze (6) 0 bis maximal etwa 0,5 des Durchmessers (D) des Arbeitsteils (3) beträgt.
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