WO2007048467A1 - Werkzeughalter - Google Patents

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WO2007048467A1
WO2007048467A1 PCT/EP2006/008812 EP2006008812W WO2007048467A1 WO 2007048467 A1 WO2007048467 A1 WO 2007048467A1 EP 2006008812 W EP2006008812 W EP 2006008812W WO 2007048467 A1 WO2007048467 A1 WO 2007048467A1
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clamping screw
holder according
clamping
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Inventor
Bernhard Borschert
Friedrich Oberländer
Original Assignee
Kennametal Inc.
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10T407/19—Rotary cutting tool
    • Y10T407/1906—Rotary cutting tool including holder [i.e., head] having seat for inserted tool
    • Y10T407/1908—Face or end mill
    • Y10T407/192—Face or end mill with separate means to fasten tool to holder

Definitions

  • the invention relates to a tool holder with a receptacle for a tool, a clamping screw, by means of which the tool can be attached to the tool holder, and an access opening through which a clamping tool can engage the clamping screw.
  • the tool holder serves to keep a tool precise and reliable with as little effort as possible.
  • the tool may be, for example, a drill, a milling cutter or a reamer.
  • To attach the tool to the tool holder it is inserted into the receptacle of the tool holder. Then the clamping screw is tightened, so that the tool is firmly mounted by means of the clamping screw on the tool holder.
  • the clamping tool for tightening the clamping screw may be, for example, an Allen key or a screwdriver.
  • the access opening lies on the longitudinal axis of the clamping screw.
  • the clamping screw is actuated either by the back of the tool holder, ie by the shaft of the
  • Tool holder through, or from the front.
  • the tool holder When tightening and loosening the tightening screw from the back, the tool holder must be each one
  • the tool Once removed from the machine tool when the tool is to be replaced. When tightening and loosening the clamping screw from the front, the tool must be provided with a centrally extending access opening. This is technically not possible in some cases. In addition, an operation of the clamping screw from the front is particularly impractical if the tool consists of several juxtaposed subassemblies. To the whole
  • Subassemblies are disassembled, so that the lowest clamping screw can be solved.
  • the object of the invention is to provide a tool holder which allows easier attachment of a tool to the tool holder and in particular allows access to the clamping screw, without the tool holder or parts of the tool must be dismantled before.
  • the access opening relative to the longitudinal axis of the clamping screw, extends laterally. This allows the clamping screw can be operated by means of the clamping tool without the tool holder must be removed from the machine tool or with a multi-part tool individual modules must be removed.
  • the access opening may extend radially to the longitudinal axis of the clamping screw. This makes it possible to turn the clamping screw by means of the clamping tool in several individual steps by a small angular amount in order to finally clamp or release the tool.
  • the access opening extends obliquely to the longitudinal axis of the clamping screw. This allows the clamping screw to be rotated continuously with a suitable clamping tool.
  • FIG. 3 is a side view of a tool holder according to a third embodiment with a tool inserted therein;
  • FIG. 4 is a section along the plane IV-IV of Figure 3;
  • FIG. 5 is a side view of a tool holder according to a fourth embodiment with a tool inserted therein; and FIG. 6 shows a section along the plane VI-VI of FIG. 5.
  • a tool holder 10 is shown, which is intended to be used with one end 12 in a (not shown) machine tool.
  • a receptacle 16 At the other end 14 (hereinafter referred to as "front end") is provided a receptacle 16.
  • the receptacle has a frustoconically widening from rear to front surface 18 which ends at the front end at the front end 14 of the tool holder 10.
  • a tool 20, shown schematically here, is inserted in the receptacle 16 and, in particular, in the frusto-conical surface 18.
  • the tool 20 is an arbitrary tool which is used in particular for metalworking, for example a drill, a milling cutter or a reamer.
  • a clamping screw 22 is arranged, which projects into the receptacle 16 on the front side and with its rear end into an access opening 24.
  • the access opening 24 is designed in the manner of a blind hole and extending from a side surface of the tool holder 10 obliquely into the center of the tool holder until it intersects the bore in which the clamping screw 22 is arranged.
  • the angle ⁇ between the longitudinal axis of the access opening 24 and the longitudinal axis L of the clamping screw 22 is in the order of 20 ° to 35 °.
  • the clamping screw 22 has at its rear end an opening 26 which is formed as a hexagon socket. On its shaft, the clamping screw 22 may be provided either with a differential thread or with a KiscoLinksgewinde.
  • the clamping screw 22 has a differential thread, it has two threads of the same direction of movement, but with different slopes.
  • One of the two threads engages in a mating thread in the tool holder 10, and the other thread engages in a mating thread in the tool 20.
  • the tightening screw 22 When the tightening screw 22 has a right-hand thread, it has two threads with different gear directions. Again, one of the two threads engages in a mating thread in the tool holder 10, and the other thread engages in a mating thread in the tool 20. Due to the different gear directions of the two threads, when the clamping screw 22 is rotated, the distance between the tool holder 10 and the tool 20 changes according to the sum of the two gradients. In this way, the tool 20 can be clamped with comparatively few turns of the clamping screw 22.
  • the slopes of the two threads can be either identical or different in the manner of a differential screw.
  • a clamping tool 28 is provided which has a ball-head hexagon at its front end. This makes it possible to rotate the clamping screw 22, although the clamping tool 28 is attached obliquely to the longitudinal axis L of the clamping screw 22.
  • a screwdriver with a flexible shaft can be used. It is also possible at the front end of the
  • FIG. 2 shows a second embodiment.
  • the same reference numerals are used, and reference is made to the above explanations in this respect.
  • the clamping screw 22 in the second embodiment has a continuous thread.
  • the clamping screw 22 is rotatably mounted in the tool holder 10, but not connected to the tool holder via a thread; the thread is located exclusively in the tool 20.
  • a retaining sleeve 30 with a collar 31 and a locking ring 32 are provided, between which the head of the clamping screw 22 is fixed.
  • This contact surface 34 is executed. This contact surface 34, together with the frusto-conical surface 18 of the receptacle 16, serves for the particularly precise positioning of the tool 20 on the tool holder 10.
  • the clamping tool is inserted through the obliquely extending access opening 24 until it engages in the opening 26 of the clamping screw 22.
  • the continuous thread of the clamping screw 22 may advantageously be a left-hand thread.
  • the axial position of the screw head does not change when the clamping screw 22 is tightened or loosened.
  • a third embodiment is shown.
  • the essential difference from the first and the second embodiment is that a plurality of access openings are provided and that the access openings extend in the radial direction.
  • the clamping tool 28 is attached approximately at right angles to the longitudinal axis L.
  • four access openings are used, which are arranged in pairs opposite one another.
  • the clamping screw 22 has a plurality of openings 26 which are distributed uniformly around the circumference of the clamping screw around.
  • the clamping tool 28 can thus be inserted through one of the access openings 24 into an opening 26 located behind the clamping screw 22 and then moved in the circumferential direction about the axis L. As a result, the clamping screw 22 is taken accordingly.
  • the clamping tool 28 abuts the edge of the access opening 24, it is pulled out of the opening 26 and re-inserted into another access opening.
  • the clamping screw 22 can then be further rotated.
  • the clamping screw may have a differential thread, a KiscoLinksgewinde or a continuous thread.
  • a plurality of radially extending access openings 24 are used.
  • the clamping screw has a plurality of teeth 40 on their

Abstract

Ein Werkzeughalter (10) mit einer Aufnahme (16) für ein Werkzeug (20), einer Spannschraube (22), mittels der das Werkzeug (20) am Werkzeughalter (10) befestigt werden kann, und einer Zugangsöffnung (24), durch die ein Spannwerkzeug (28) an der Spannschraube (22) angreifen kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zugangsöffnung (24), bezogen auf die Längsachse (L) der Spannschraube (22), seitlich erstreckt.

Description

Werkzeughalter
Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter mit einer Aufnahme für ein Werkzeug, einer Spannschraube, mittels der das Werkzeug am Werkzeughalter befestigt werden kann, und einer Zugangsöffnung, durch die ein Spannwerkzeug an der Spannschraube angreifen kann.
Der Werkzeughalter dient dazu, ein Werkzeug mit möglichst wenig Aufwand präzise und zuverlässig zu halten. Bei dem Werkzeug kann es sich beispielsweise um einen Bohrer, einen Fräser oder eine Reibahle handeln. Um das Werkzeug am Werkzeughalter zu befestigen, wird es in die Aufnahme des Werkzeughalters eingesetzt. Dann wird die Spannschraube angezogen, so daß das Werkzeug mittels der Spannschraube fest am Werkzeughalter montiert ist. Das Spannwerkzeug zum Anziehen der Spannschraube kann beispielsweise ein Inbusschlüssel oder ein Schraubendreher sein.
Bei den bekannten Werkzeughaltern liegt die Zugangsöffnung auf der Längsachse der Spannschraube. Die Spannschraube wird dabei entweder von der Rückseite des Werkzeughalters betätigt, also durch den Schaft des
Werkzeughalters hindurch, oder von der Vorderseite. Wenn die Spannschraube von der Rückseite angezogen und gelöst wird, muß der Werkzeughalter jedes
Mal aus der Werkzeugmaschine entfernt werden, wenn das Werkzeug ausgetauscht werden soll. Wenn die Spannschraube von der Vorderseite aus angezogen und gelöst wird, muß das Werkzeug mit einer sich mittig erstreckenden Zugangsöffnung versehen sein. Dies ist in einigen Fällen technisch nicht möglich. Außerdem ist eine Betätigung der Spannschraube von der Vorderseite aus dann besonders unpraktisch, wenn das Werkzeug aus mehreren aufeinandergesetzten Unterbaugruppen besteht. Um das gesamte
Werkzeug vom Werkzeughalter abnehmen zu können, muß dieses in seine
Unterbaugruppen zerlegt werden, damit die unterste Spannschraube gelöst werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Werkzeughalter zu schaffen, der ein leichteres Befestigen eines Werkzeugs am Werkzeughalter ermöglicht und insbesondere einen Zugang zur Spannschraube ermöglicht, ohne daß der Werkzeughalter oder Teile des Werkzeugs vorher demontiert werden müssen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß sich die Zugangsöffnung, bezogen auf die Längsachse der Spannschraube, seitlich erstreckt. Dies ermöglicht, daß die Spannschraube mittels des Spannwerkzeugs betätigt werden kann, ohne daß der Werkzeughalter von der Werkzeugmaschine demontiert werden muß oder bei einem mehrteiligen Werkzeug Einzelbaugruppen abgenommen werden müssen.
Die Zugangsöffnung kann sich radial zur Längsachse der Spannschraube erstrecken. Dies ermöglicht, die Spannschraube mittels des Spannwerkzeugs in mehreren einzelnen Schritten um jeweils einen kleinen Winkelbetrag zu drehen, um schließlich das Werkzeug festzuspannen oder freizugeben.
Es kann auch vorgesehen sein, daß sich die Zugangsöffnung schräg zur Längsachse der Spannschraube erstreckt. Dies ermöglicht, die Spannschraube mit einem geeigneten Spannwerkzeug kontinuierlich zu drehen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
- Figur 1 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht einen Werkzeughalter gemäß einer ersten Ausführungsform mit eingesetztem Werkzeug und Spannwerkzeug;
- Figur 2 in einem abgebrochenen Schnitt einen Werkzeughalter gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Figur 3 in einer Seitenansicht einen Werkzeughalter gemäß einer dritten Ausführungsform mit darin eingesetztem Werkzeug;
- Figur 4 einen Schnitt entlang der Ebene IV-IV von Figur 3;
- Figur 5 in einer Seitenansicht einen Werkzeughalter gemäß einer vierten Ausführungsform mit darin eingesetztem Werkzeug; und - Figur 6 einen Schnitt entlang der Ebene Vl-Vl von Figur 5.
In Figur 1 ist ein Werkzeughalter 10 gezeigt, der dafür vorgesehen ist, mit einem Ende 12 in eine (nicht dargestellte) Werkzeugmaschine eingesetzt zu werden. Am anderen Ende 14 (nachfolgend als „vorderes Ende" bezeichnet) ist eine Aufnahme 16 vorgesehen. Die Aufnahme weist eine sich von hinten nach vorne erweiternde, kegelstumpfförmige Fläche 18 auf, die an der Stirnseite am vorderen Ende 14 des Werkzeughalters 10 endet. In die Aufnahme 16 und insbesondere in die kegelstumpfförmige Fläche 18 ist ein hier schematisch gezeigtes Werkzeug 20 eingesetzt. Bei dem Werkzeug 20 handelt es sich um ein beliebiges Werkzeug, das insbesondere zur Metallbearbeitung verwendet wird, beispielsweise ein Bohrer, ein Fräser oder eine Reibahle.
Im Boden der Aufnahme 16 ist eine Spannschraube 22 angeordnet, die auf der vorderen Seite in die Aufnahme 16 und mit ihrem hinteren Ende in eine Zugangsöffnung 24 hineinragt. Die Zugangsöffnung 24 ist nach Art eines Sacklochs ausgeführt und erstreckt sich ausgehend von einer Seitenfläche des Werkzeughalters 10 schräg in die Mitte des Werkzeughalters hinein, bis sie die Bohrung schneidet, in der die Spannschraube 22 angeordnet ist. Der Winkel α zwischen der Längsachse der Zugangsöffnung 24 und der Längsachse L der Spannschraube 22 beträgt in der Größenordnung von 20° bis 35°.
Die Spannschraube 22 weist an ihrem hinteren Ende eine Öffnung 26 auf, die als Innensechskant ausgebildet ist. Auf ihrem Schaft kann die Spannschraube 22 entweder mit einem Differentialgewinde oder mit einem RechtsVLinksgewinde versehen sein.
Wenn die Spannschraube 22 ein Differentialgewinde hat, weist sie zwei Gewinde derselben Gangrichtung auf, jedoch mit unterschiedlichen Steigungen.
Eines der beiden Gewinde greift in ein Gegengewinde im Werkzeughalter 10 ein, und das andere Gewinde greift in ein Gegengewinde im Werkzeug 20 ein.
Aufgrund der unterschiedlichen Steigungen der beiden Gewinde verändert sich, wenn die Spannschraube 22 gedreht wird, der Abstand zwischen dem Werkzeughalter 10 und dem Werkzeug 20 entsprechend der Differenz zwischen den beiden Steigungen. Auf diese Weise können hohe Spannkräfte auf das
Werkzeug 20 aufgebracht werden. Die kegelstumpfförmige Fläche 18 der - A -
Auf nähme 16 dient dabei zur genauen Zentrierung und Positionierung des Werkstücks 20.
Wenn die Spannschraube 22 ein RechtsVLinksgewinde hat, weist sie zwei Gewinde mit unterschiedlicher Gangrichtung auf. Auch hier greift eines der beiden Gewinde in ein Gegengewinde im Werkzeughalter 10 ein, und das andere Gewinde greift in ein Gegengewinde im Werkzeug 20 ein. Aufgrund der unterschiedlichen Gangrichtungen der beiden Gewinde verändert sich, wenn die Spannschraube 22 gedreht wird, der Abstand zwischen dem Werkzeughalter 10 und dem Werkzeug 20 entsprechend der Summe aus den beiden Steigungen. Auf diese Weise kann das Werkzeug 20 mit vergleichsweise wenigen Umdrehungen der Spannschraube 22 festgespannt werden. Die Steigungen der beiden Gewinde können entweder identisch oder nach Art einer Differenzialschraube unterschiedlich sein.
Zur Betätigung der Spannschraube ist ein Spannwerkzeug 28 vorgesehen, welches an seinem vorderen Ende einen kugelkopfförmigen Sechskant aufweist. Dies ermöglicht, die Spannschraube 22 zu drehen, obwohl das Spannwerkzeug 28 schräg zur Längsachse L der Spannschraube 22 angesetzt wird.
Anstelle des gezeigten Spannwerkzeugs 28 kommen auch andere
Ausführungsformen in Frage. Beispielsweise kann ein Schraubendreher mit einer flexiblen Welle verwendet werden. Es ist auch denkbar, am vorderen Ende des
Spannwerkzeugs 28 ein Kardangelenk zu verwenden, um die Spannschraube 22 mit schräg angesetztem Spannwerkzeug drehen zu können.
In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die Spannschraube 22 bei der zweiten Ausführungsform ein durchgehendes Gewinde auf. Die Spannschraube 22 ist dabei im Werkzeughalter 10 drehbar gelagert, mit dem Werkzeughalter jedoch nicht über ein Gewinde verbunden; das Gewinde befindet sich ausschließlich im Werkzeug 20. Um die Spannschraube 22 in axialer Richtung zu fixieren, sind eine Haltebuchse 30 mit einem Bund 31 und ein Sicherungsring 32 vorgesehen, zwischen denen der Kopf der Spannschraube 22 fixiert ist. Ein weiterer Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, daß bei der zweiten Ausführungsform die Stirnseite des vorderen Endes 14 als plane
Anlagefläche 34 ausgeführt ist. Diese Anlagefläche 34 dient zusammen mit der kegelstumpfförmigen Fläche 18 der Aufnahme 16 zur besonders präzisen Positionierung des Werkzeugs 20 am Werkzeughalter 10.
Auch bei der zweiten Ausführungsform wird das Spannwerkzeug durch die sich schräg erstreckende Zugangsöffnung 24 eingeführt, bis es in die Öffnung 26 der Spannschraube 22 eingreift. Beim durchgehenden Gewinde der Spannschraube 22 kann es sich vorteilhafterweise um ein Linksgewinde handeln. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ändert sich bei der zweiten Ausführungsform die axial Lage des Schraubenkopfes nicht, wenn die Spannschraube 22 festgezogen oder gelöst wird.
In den Figuren 3 und 4 ist eine dritte Ausführungsform gezeigt. Der wesentliche Unterschied zur ersten und zur zweiten Ausführungsform besteht darin, daß mehrere Zugangsöffnungen vorgesehen sind und daß sich die Zugangsöffnungen in radialer Richtung erstrecken. Dementsprechend wird das Spannwerkzeug 28 etwa im rechten Winkel zur Längsachse L angesetzt. Bei der gezeigten Ausführungsform werden vier Zugangsöffnungen verwendet, die einander paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Die Spannschraube 22 weist mehrere Öffnungen 26 auf, die gleichmäßig um den Umfang der Spannschraube herum verteilt sind. Das Spannwerkzeug 28 kann somit durch eine der Zugangsöffnungen 24 hindurch in eine dahinterliegende Öffnung 26 der Spannschraube 22 eingesetzt und dann in Umfangsrichtung um die Achse L bewegt werden. Dadurch wird die Spannschraube 22 entsprechend mitgenommen. Wenn das Spannwerkzeug 28 am Rand der Zugangsöffnung 24 anliegt, wird es aus der Öffnung 26 herausgezogen und neu in eine andere Zugangsöffnung eingesetzt. Die Spannschraube 22 kann dann weitergedreht werden.
Auch bei der dritten Ausführungsform kann die Spannschraube ein Differentialgewinde, ein RechtsVLinksgewinde oder aber ein durchgehendes Gewinde aufweisen.
In den Figuren 5 und 6 ist eine vierte Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Auch bei der vierten Ausführungsform werden mehrere sich radial erstreckende Zugangsöffnungen 24 verwendet. Im Unterschied zur dritten Ausführungsform weist die Spannschraube mehrere Zähne 40 auf ihrem
Außenumfang auf, an denen das Spannwerkzeug 28 nach Art einer Ratsche angreifen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Werkzeughalter (10) mit einer Aufnahme (16) für ein Werkzeug (20), einer Spannschraube (22), mittels der das Werkzeug (20) am Werkzeughalter (10) befestigt werden kann, und einer Zugangsöffnung (24), durch die ein Spannwerkzeug (28) an der Spannschraube (22) angreifen kann, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zugangsöffnung (24), bezogen auf die Längsachse (L) der Spannschraube (22), seitlich erstreckt.
2. Werkzeughalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zugangsöffnung (24) sich radial zur Längsachse (L) der Spannschraube (22) erstreckt.
3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube einen Kopf mit mehreren Öffnungen (26) aufweist, in die jeweils ein Spannwerkzeug (28) eingesteckt werden kann.
4. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) einen Kopf mit mehreren Zähnen (40) aufweist, an denen jeweils ein Spannwerkzeug (28) angreifen kann.
5. Werkzeughalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zugangsöffnung (24) schräg zur Längsachse (L) der Spannschraube (22) erstreckt.
6. Werkzeughalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zugangsöffnung (24) sich von der Aufnahme (16) weg nach hinten erstreckt.
7. Werkzeughalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen der Längsachse der Zugangsöffnung (24) und der Längsachse (L) der Spannschraube (22) in der Größenordnung von 20° bis 35° beträgt.
8. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) eine axial ausgerichtete Öffnung (26) aufweist, in die ein Spannwerkzeug (28) eingesteckt werden kann.
9. Werkzeughalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (26) ein Innensechskant ist.
10. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) ein Differenzialgewinde aufweist.
1 1. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) ein RechtsVLinksgewinde aufweist.
12. Werkzeughalter nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gewinde unterschiedliche Steigungen haben.
13. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) ein durchgehendes Linksgewinde aufweist.
14. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (16) kegelstumpfförmig ist.
15. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme eine plane Anlagefläche (34) für das Werkzeug (20) aufweist.
16. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme (16) ein Werkzeug (20) angeordnet ist.
17. Werkzeughalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (20) ein Bohrer, ein Fräser oder eine Reibahle ist.
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