BRPI0715797A2 - protetor para escarificador aperfeiÇoado incluindo uma ponteira altamente tensora - Google Patents

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Abstract

PROTETOR PARA ESCARIFICADOR APERFEIÇOADO INCLUINDO UMA PONTEIRA ALTAMENTE TENSORA . Trata-se de um protetor para escarificador aperfeiçoado que inclui uma seção portadora, e uma seção de dente do escarificador dotada de uma ponteira altamente tensora adaptada para ajustar-se por pressão em uma de suas extremidades de contato. Em operação, a seção portadora é colocada na parte acima, e conformada para se encaixar acima de uma haste de protetor para escarificador de um buldozer, ou de uma ou mais hastes da caçamba da pá carregadeira de escavação. Ao usar uma ponteira altamente tensora de ajuste por pressão, a necessidade de manutenção do protetor para escarificador durante a operação é reduzida, o que significa que o maquinário não precisa permanecer ocioso com frequência, com economia de custo e tempo consideráveis. A razão é o fato de a ponteira ser produzida em metal altamente tensora, com o tungstênio, que é menos susceptível ao desgaste e ao dilaceramento, permitindo seu uso por períodos de tempo consideravelmente mais longos antes de desgastar-se . Ainda, notou-se que rochas duras e abrasivas à frente da ponteira de tungstência "explodem" em seu trajeto, resultando na localização de pedras preciosas, as quais, com o uso dos equipamentos convencionais, poderiam passar desapercebidas.

Description

PROTETOR PARA ESCARIFICADOR APERFEIÇOADO INCLUINDO UMA PONTEIRA ALTAMENTE TENSORA
A presente invenção refere-se a um protetor para escarificador (ripper boot) e, em particular, ao uso de uma ponteira altamente tensora adaptada para que seja ajustada por pressão na seção do dente de um protetor para escarificador. A aplicação preferencial da presente invenção ocorre durante a escavação de rochas de dureza extrema, o que de outra forma inutilizaria os implementos convencionais.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
0 presente inventor é o proprietário dos dois pedidos co-pendentes relativos ao aperfeiçoamento de protetores para escarificador, o pedido provisório de patente AU n° 200590451 e o pedido completo de patente AU n° 2005204264. A primeira se refere a um protetor para escarificador que possui um dente de escarificação substituível. O dente de escarificação inclui uma haste de lados afunilados que se adaptam através de ajuste por pressão a uma cavidade de conformação compatível no protetor, sendo fixado durante a operação a fim de produzir um melhor desempenho e a redução do desgaste e do dilaceramento. A última aplicação se refere a um protetor para escarificador que possui um dente de escarificação substituível formando um ângulo em sentido ascendente com o portador do protetor para escarificador, aumentando por meio desse o ângulo de ataque e aprimorando o efeito de clivagem. Os conteúdos de tais pedidos copendentes são aqui incorporados por meio de citação.
Conforme mencionado, a presente invenção é útil em 3 0 qualquer aplicação em que rochas extremamente duras e abrasivas devam ser penetradas e escarifiçadas, por exemplo, na extração de pedras preciosas, como opala, tipicamente obtidas através de um protetor para escarificador de um buldozer, ou em operações de tarefas mais pesadas que exijam escavadoras e implementos semelhantes. Nestas circunstâncias, é necessário que o dente do protetor para escarificador, o dente da caçamba da pá carregadeira, etc. sejam robustos e resistentes ao desgaste para que a rocha dura possa ser trabalhada. Os protetores para escarificador tendem a fraturar, e aplicam cargas extremamente elevadas ao maquinário.
Os protetores para escarificador convencionais consistem predominantemente em duas seções, uma seção portadora para fixação ao maquinário, por exemplo, a um tipo de buldozer ou a uma haste de caçamba da pá carregadeira, e uma seção do dente que é tipicamente associada de forma inseparável à seção portadora por meio de soldagem. Nos pedidos de patente da requerente citados acima, sugere-se que a seção do dente seja produzida de modo substituivel. Mais particularmente, a seção do dente sugerida inclui uma haste de lados afunilados que podem ser fixados ao interior de uma cavidade de conformação compatível associada à seção portadora por meio de uma ajustagem de interferência. A presente invenção consolidou uma forma efetiva de
escarificação em solos duros e abrasivos através do uso de uma ponteira altamente tensora. 0 uso de ponteiras endurecidas nas demais ferramentas é de amplo conhecimento, e segundo o qual, metais como o tungstênio são soldados às 3 0 ponteiras das ferramentas para se valer de suas características de elevada resistência. Entretanto, é típico da prática da soldagem promover a têmpera do metal no entorno da solda a ser realizada, e, como conseqüência, considera-se que este não seria um método apropriado de fabricação de protetores para escarificador usados na mineração/escavação, já que as ponteiras simplesmente sofreriam fraturas durante o uso nos pontos frágeis circunjacentes à solda. Quando rochas extremamente duras são encontradas, eventualmente empregam-se explosivos,
porém esta não é uma alternativa vantajosa em função do custo significativo das operações de dinamitagem.
Portanto, um dos objetivos da presente invenção é superar alguns dos inconvenientes supra mencionados, ou fornecer ao público uma alternativa vantajosa.
Um objetivo complementar da presente invenção é
fornecer um aperfeiçoamento do protetor para escarificador que inclua uma seção portadora, uma seção de dente única ou substituível, e uma ponteira altamente tensora adaptada para ajuste por pressão na extremidade da seção do dente, o
2 0 que afasta a necessidade de soldas, aumenta a capacidade de
escarificação da ferramenta, aumenta sua vida útil e reduz as exigências de manutenção. SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Portanto, em uma forma da invenção sugere-se um
protetor para escarificador caracterizado por:
um portador adaptado para se conectar de forma fixa a uma haste de um veículo;
um dente que inclui um soquete afunilado para dentro em uma de suas extremidades; e
3 0 uma ponteira altamente tensora que inclui um eixo e um cabeçote, eixo esse de conformação compatível com o dito soquete do dente para engate no mesmo.
Preferencialmente, o dito engate se dá por meio de ajustagem de interferência, a qual é obtida quando uma superfície interna do soquete afunilado para dentro e uma superfície externa do eixo de conformação compatível são confinadas sob a pressão resultante do material que está sendo escarifiçado.
De preferência, o dito portador inclui um eixo geométrico longitudinal, e por meio desse, o dito dente, o soquete e a ponteira altamente tensora são dispostos ao longo do mesmo.
Preferencialmente, a dita extremidade do dente e a dita ponteira altamente tensora criam uma forma substancialmente cônica.
Preferencialmente, a seção transversal do eixo da ponteira e do soquete do dente é substancialmente quadrada.
Como alternativa, a seção transversal do eixo da ponteira e do soquete do dente é substancialmente circular. Preferencialmente, a dita ponteira altamente tensora é
construída ao menos parcialmente no metal tungstênio.
De preferência, o dito dente é removível do dito meio portador.
Em uma forma complementar da invenção, é proposto um protetor para escarif icador do tipo adaptado para ser montado em uma haste de buldozer ou equipamento similar, sendo que o dito protetor para escarif icador é caracterizado por:
um portador adaptado para ser montado à dita haste; 3 0 um dente incluindo ao menos uma porção de cabeçote que possui um soquete fêmea a ele associado; e
uma ponteira altamente tensora adaptada para ser fixamente presa ao dito soquete fêmea por meio de ajustagem de interferência.
Preferencialmente, a dita ponteira altamente tensora
inclui uma porção do eixo dotada de paredes afuniladas para dentro adaptadas para engatar nas paredes compatíveis afuniladas para dentro associadas ao soquete fêmea.
De preferência, a dita ponteira altamente tensora inclui ainda uma porção de cabeçote adaptada para se estender para fora a partir da dita ao menos uma porção de cabeçote, quando sua porção da haste é fixada no interior do soquete fêmea.
Preferencialmente, as paredes afuniladas para dentro da porção do eixo da ponteira incluem um forro de material de ligação para facilitar o engate.
Preferencialmente, as paredes afuniladas para dentro do soquete fêmea do dente incluem um forro de material de ligação para facilitar o engate. De preferência, as ditas paredes afuniladas para
dentro da porção do eixo da ponteira e as paredes afuniladas para dentro do soquete fêmea do dente incluem um forro de material de ligação que facilitam o engate no mesmo.
De preferência, o dito meio portador inclui um eixo
geométrico longitudinal, e cada porção do cabeçote do dente se estende substancialmente na mesma direção do eixo geométrico longitudinal.
Preferencialmente, a porção de cabeçote e a ponteira altamente tensora afixada são substancialmente cônicas. Preferencialmente, a dita ponteira altamente tensora é construída em um material que possui características altamente tensoras, como o metal tungstênio.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Os desenhos em anexo, os quais são incorporados e
constituem parte integral desta especificação, ilustram diversas implantações da invenção e, associados ã descrição, se propõem a explicar as vantagens e os princípios da invenção. Nos desenhos:
A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva posterior
de um protetor para escarificador aprimorado de acordo com a presente invenção;
A Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva frontal do protetor para escarificador aprimorado da Figura 1;
A Figura 3 ilustra uma vista ampliada lateral de uma
seção transversal da seção do dente que integra o protetor para escarificador aperfeiçoado da Figura 1;
A Figura 4 ilustra uma vista de topo explodida, parcialmente transversal do protetor para escarificador da
2 0 Figura 1;
A Figura 5 ilustra uma vista de topo explodida, parcialmente transversal do protetor para escarificador da Figura 1, inclusive uma ponteira que possui um material de ligação forrando a haste; e
A Figura 6 ilustra uma vista em perspectiva frontal de
acordo com a invenção, inclusive uma configuração de duplo dente que deve ser usada na caçamba da pá carregadeira de escavação.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS
3 0 A descrição da invenção detalhada a seguir se refere aos desenhos que a acompanham. Muito embora a descrigao inclua as modalidades exemplificativas, ha possibilidade de outras modalidades, e e viavel modificar as modalidades descritas sem fugir do escopo e do espirito da invengao.
Sempre que possivel, niimeros de referenda iguais serao usados em todos os desenhos e a descrigao a seguir se refere as partes iguais.
A presente invengao se refere a um protetor para escarificador 10 conforme as ilustragoes das Figuras 1 a 5. 〇 protetor para escarificador aperfeigoado 10 inclui uma segao portadora 12 e uma segao do dente do escarificador 14, possuindo essa uma ponteira altamente tensora 3 O adaptada para se ajustar por pressao a sua extremidade de contato. Em operagao, a segao portadora 12 e colocada acima e e conformacia para se encaixar acima da haste do protetor para escarificador (nao mostrado) de um buldozer (nao mostrado), uma ou mais hastes da cagamba da pa carregadeira de escavagao (nao mostrado). A Figura 6 ilustra uma segunda modalidade da presente inven?ao onde e mostrado um protetor para escarificador 15 que possui duas segoes de dente 16 e 18 associadas com uma segao portadora 20. E preciso perceber que a presente invengao nao se restringe a uma s6 aplicagao.
A segao portadora 12 e tipicamente mantida no local pela utilizagao de um par de furos de retengao coaxialmente alinhados 22 e 24 localizados em paredes de lados opostos 26 e 28 da segao portadora 12, respectivamente. Um pino de retengao (nao mostrado) e adaptado para se estender atraves dos furos 22 e 24 e atraves de uma abertura (nao mostrada) associada a haste disponivel (nao mostrada)· E preciso perceber que ο portador 12 pode ser conformado para se encaixar em qualquer haste de cagamba de pa carregadeira ou protetor para escarificador disponivel, e que a presente invengao nao pretende se limitar somente a esta forma de fixagao.
Conforme mencionado, ο protetor para escarificador inclui uma se?ao do derate 14 formada integralmente a segao portadora 12. Tal conformagao difere dos protetores para escarificador dos pedidos copendentes da requerente, pois a segao do dente do protetor para escarificador e substituivel. Entretanto, a presente invengao nao pretende se limitar a segSes de dente fixas ou substituxveis. Na modalidade mostrada, ο protetor para escarificador inclui as segoes do dente e portadora integralmente formadas (tipicamente por meio de soldagem) , e uma ponteira altamente tensora 30 adaptada para se ajustar por pressao na extremidade da se^ao do dente do protetor para escarificador 14.
Um recurso importante da presente invengao e a forma com que a ponteira altamente tensora 30 e firmada a segao do dente 14. Conforme citado no preambulo, e de amp Io conhecimento que a simples soldagem de uma ponteira altamente tensora a extremidade de certas ferramentas produz um aumento da resistencia. Todavia, imagina-se que a resistencia do ago no protetor adjacente sera comprometida, e tambem os ditos protetores, os quais suportam cargas significativas, estariam propensos a sofrer fraturas. A presente invengao propoe prender a ponteira altamente tensora ao protetor por meio de ajustagem de interferencia, conforme a descrigao abaixo. A segao de dente 14 fornece um soquete femea ou cavidade 32 em uma de suas extremidades, adaptada para alojar fixamente a ponteira altamente tensora 30. O soquete 32 inclui as paredes 34 que se inc linam para dentro, ou seja, paredes que definem uma forma em segao transversal que e maior nos locais adj acentes a extremidade da segao de dente 14. A forma da segao transversal nao e relevante, e sim ο afunilamento nas laterals da cavidade, ο que permite que a haste 36 associada a ponteira altamente tensora seja fixada ao mesmo atraves de aperto. Segoes transversals circulares ou quadradas sao preferenciais em termos de facilidade de fabricagao, e e preferivel que as bordas afiadas contidas no interior dos soquetes 32 sejam arredondadas para preensao adicional. A ponteira 30 em si e produzida acima de uma haste 36,
conforme mencionado, e uma porgao de cabegote 38, que essencialmente e a ferramenta que entra em contato com a rocha dura e a quebra. A haste 36 e de conf ormagao compativel com ο soquete 32, ou seja, tambem inclui paredes afuniladas de formato de segao transversal substancialmente identico, ο que permite a haste 36 permanecer presa de forma permanent e no interior do soquete f emea 3 2 por aj ustagem de interferencia. Conforme perceberiam os individuos versados na tecnica, a ajustagem de interferencia e forte e garante que nenhuma partlcula penetre entre a parede da haste 36 e a parede limitrofe 34 do soquete 36. Porem, ο mais importante e que no ajuste por pressao da ponteira altamente tensora 30 a segao de dente do escarificador 14, a resistencia do ago circunjacente nao
e comprometida de forma alguma, pois inexistem "pontos frageis" resultantes da soldagem.
Muito embora nao se j a necessario, a superficie da haste 36 pode incluir uma fina camada de material de ligagao 40 para auxiliar na f ixagao da ponteira 30 no interior do soquete 32, ο que esta ilustrado na Figura 5. Em uma configuragao alternativa, a superficie interna do soquete 32 incluiria ο material de ligagao. Qualquer material de ligagao adequado poderia ser usado, por exemplo, na forma de epoxi (conforme ilustrado), ou solda ceramica, ou uma fina faixa de bronze.〇 ajuste por pressao da ponteira 3 0 no soquete do protetor para escarificador 3 2 normalmente seria realizado na fabrica antes de ser enviado ao local onde entao seria fixado ao maquinario para uso.
Uma vez que a ponteira altamente tensora 3 0 estej a fixada no interior do soquete 32, a porgao de cabeqote 38 se estende longitudinalmente para fora a partir da segao de dente 14, afunila substancialmente no mesmo angulo, e termina em uma ponteira. Percebe-se que embora nao sej a necessario que a forma da ponteira se restrinja a mencionada, em algumas aplicagoes e preferivel que ο cabegote da ponteira sej a arredondado, ou ate mesmo expandido, para que se diminuam as chances de desgaste e a subsequente falha do protetor. Ainda, embora sej a preferencial 〇 uso do tungstenio como material de construgao da ponteira, de forma alguma e ο ύηϊοο material passivel de uso. Qualquer material que exiba caracterlsticas similares de resistencia poderia igualmente ser usado.
Conforme mencionado no preambulo, ο presente inventor
3 O notou que ao alterar ο angulo de ataque em algumas situagoes poderia resultar em um efeito de clivagem mais efetivo· Portanto, muito embora nao mostrado nos desenhos, a segao de dente 14 poderia ser soldada a segao portadora, de modo que se estende para cima formando um angulo pre- determinado com a mesma. A ponteira altamente tensora 3 0 da presente invengao estaria igualmente bem ser encaixada neste tipo de configuragao de protetor para escarificador.
A Figura 6 ilustra um protetor para escarificador 15 de acordo com um segundo aspecto da invengao. Conforme mencionado anteriormente, em vez de possuir uma disposigao de soquete ianico, ha duas segoes de dente 16 e 18 associadas a uma segao portadora 20. 工sto, portanto, permite que duas ponteiras sejam ajustadas por pressao no protetor 15. Tal conf iguraqao pode ser adequada em uma serie de diferentes aplica?oes, inclusive em cagambas de pas carregadeiras de escavagao que necessitam de uma pluralidade de dentes para sua operagao. Por exemplo, uma u.nica cagamba de pa carregadeira pode incluir uma iinica porgao da haste (nao mostrada) para fixar a mesma uma iinica seqao portadora dotada de uma pluralidade de segoes de dentes associadas. Como ja mencionado, a presente invengao nao pretende se limitar a qualquer dessas configuragoes.
Ao fixar uma ponteira altamente tensora 30 a uma segao de dente de escarificagao 14, conforme descrito acima, uma serie de benef icios sao fornecidos. Talvez de modo mais notavel, a necessidade de manutengao do protetor para escarificador e reduzida durante a operagao, ο que significa que ο maquinario nao permanece ocioso com f reqiiencia, economizando tempo e custo consideraveis . A 3 O razao para tal e que a ponteira e f abricada preferencialmente de um metal altamente tensora, como 〇 tungstenio, que e menos susceptivel ao desgaste e ao di laceramento, ο que possibilita seu uso por periodos consideravelmente mais longos antes de desgastar-se.
Um benefIcio complementar e a qualidade do
procedimento de escarificagao. Nota-se que rochas duras e abrasivas a frente da ponteira de tungstenio "explodem" em seu trajeto, resultando na localizagao de pedras preciosas, as quais, com ο uso de equipamentos convencionais, poderiam passar desapercebidas. 〇 fato de a segao de dente e a ponteira serem projetados de modo a permitir ο engate por meio de ajustagem de interferencia significa que nao ha pontos frageis na extremidade do dente. Esta e a suposta causa primaria de fratura nos protetores convencionais dotados de ponteiras soldadas.
〇 resultado, portanto, e um protetor para escarificador que exibe uma excepcional capacidade de escarificagao, melhores caracteristicas de resistencia, aumento da vida titil e redugao da necessidade de
2 O manutengao.
E possivel a introdugao de vantagens e aprimoramentos adicionais a presente invengao sem que se desvie de seu escopo. Muito embora a descrigao e a apresentagao da invengao tenham se baseado na modalidade preferencial concebida como sendo a mais viavel, admite-se a elaboragao de possiveis derivagoes da mesma inseridas no escopo e no espirito da invengao, inven?ao essa que nao deve se limitar aos detalhes aqui descritos, mas que deve estar de acordo com ο escopo total das reivindica9oes de forma a acolher
3 0 todo e qualquer dispositivo ou aparelho. Em qua lquer das reivindicagoes que se seguem e no sumario da invengao, ressalvando-se quando diversamente exigido pelo contexto em fungao da linguagem expressa ou da implicagao necessaria, a palavra "compreende" e empregada com a acepgao da palavra "inclui", isto e, as caracterlsticas especificadas podem ser associadas as caracterlsticas adicionais em imimeras modalidades da invengao.

Claims (17)

1. Protetor para escarificador caracterizado por: um portador adaptado para se conectar de forma fixa a uma haste de um veiculo; um dente que inclui um soquete afunilado para dentro em uma de suas extremidades; e uma ponteira altamente tensora que inclui um eixo e um cabegote, ο dito eixo possui conformagao compativel com ο dito soquete do dente para engate no mesmo.
2. Protetor para escarificador, de acordo com a reivindicagao 1, caracterizado pelo f ato de que ο dito engate se da por meio de ajustagem de interferencia, a qual e obtida quando uma superfIcie interna do soquete afunilado para dentro e uma superficie externa do eixo de conformagao compativel encontram-se sob a pressao resultante do material que esta sendo escarificado.
3.· Protetor para escarificador, de acordo com a reivindicagao 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que ο dito portador inclui um eixo geometrico longitudinal, e por meio do qual ο dito dente do soquete e a ponteira altamente tensora sao dispostos ao longo do mesmo.
4. Protetor para escarificador, de acordo com a reivindicagao 3, caracterizado pelo f ato de que a dita extremidade do dente e a dita ponteira altamente tensora formam uma forma substancialmente conica.
5. Protetor para escarificador, de acordo com qualquer uma das reivindicagoes 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a forma de segao transversal do eixo da ponteira e do soquete do dente e substancialmente quadrada·
6. Protetor para escarificador, de acordo com qualquer uma das reivindicaqSes 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a forma de segao transversal do eixo da ponteira e do soquete do dente e substancialmente circular.
7. Protetor para escarificador, de acordo com qualquer uma das reivindica^oes 1, 2, 3, 4, 5 ou 67 caracterizado pelo fato de que a dita ponteira altamente tensora e construida ao menos parcialmente de metal tungstenio.
8. Protetor para escarificador, de acordo com qualquer uma das reivindicagSes 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que ο dito dente e removivel do dito meio portador.
9. Protetor para escarificador do tipo adaptado para ser montado a uma haste de buldozar ou equipamento semelhante caracterizado pelo fato de que: um portador adaptado para ser montado a dita haste; um dente incluindo ao menos uma porgao de cabegote que possui um soquete femea a ele associado; e uma ponteira altamente tensora adaptada para ser fixamente presa ao dito soquete femea por meio de ajustagem de interferencia.
10.· Protetor para escarificador, de acordo com a reivindicagao 9, caracterizado pelo fato de que a dita ponteira altamente tensora inclui uma porgao do eixo dotada de paredes afuniladas para dentro adaptadas para engatar nas paredes compativeis afuniladas para dentro associadas ao soquete femea.
11. Protetor para escarificador, de acordo com a reivindicagao 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a dita ponteira altamente tensora inclui ainda uma porqao de cabegote adapt ada para se estender para fora a partir de ao menos uma porgao de cabegote, quando sua porgao da haste e fixada no interior do soquete femea.
12. Protetor para escarificador, de acordo com a reivindicagao 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que as paredes afuniladas para dentro da porgao do eixo da ponteira incluem um forro de material de ligagao para facilitar ο engate.
13. Protetor para escarificador, de acordo com a reivindica^ao 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que as ditas paredes afuniladas para dentro do soquete femea do dente incluem um forro de material de ligagao para facilitar ο engate.
14. . Protetor para escarificador, de acordo com qualquer uma das reivindicagSes 10, 11, 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que as paredes afuniladas para dentro da porgao do eixo da ponteira e as paredes afuniladas para dentro do soquete femea do dente incluem um f orro de material de ligagao que f acilita ο engate no mesmo.
15. Protetor para escarificador, de acordo com qua lquer uma das reivindicagoes 9, 10, 11, 12, 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que ο dito meio portador inclui um eixo geometrico longitudinal, e cada porgao do cabegote do dente se estende substancialmente na mesma diregao do eixo geometrico longitudinal.
16. . Protetor para escarificador, de acordo com qualquer uma das reivindicagSes 9, 10, 11, 12, 13, 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que a porgao de cabegote e a ponteira altamente tensora afixada sao substancialmente conicas.
17. Protetor para escarificador, de acordo com qualquer uma das reivindicag:5es 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que a dita ponteira altamente tensora e construida em um material que possui caracteristicas altamente tensoras, como ο metal tungstenio.
BRPI0715797-5A 2006-08-25 2007-08-22 protetor para escarificador aperfeiÇoado incluindo uma ponteira altamente tensora BRPI0715797A2 (pt)

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