DE1068005B - - Google Patents
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Description
Verfahren zum Tiefziehen von Platten aus thermoplastischem Kunststoff und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens Bei den bekannten Verfahren zum Herstellen von Formkörpern, insbesondere von Hohlkörpern, aus thermoplastischem Kunststoff durch Gießen, Pressen, Vakuumtiefziehen oder Drücken werden Formen benutzt, deren Oberflächen die Gestalt des herzustellenden Körpers in allen Einzelheiten vorausbestimmen.Process for deep drawing sheets made of thermoplastic material and device for carrying out the method In the known methods of manufacturing of molded bodies, in particular hollow bodies, made of thermoplastic material by casting, pressing, vacuum deep drawing or pressing molds are used, their Surfaces determine the shape of the body to be produced in advance in every detail.
Dabei können diese Formen als Vollform mit Patrize (Formkern) oder mit Matrize (Vakuumziehform) nach Art der Positiv- oder Negativform ausgebildet sein.These forms can be used as full forms with a patrix (mold core) or formed with a die (vacuum-drawn mold) in the manner of the positive or negative mold be.
Das nach der Erfindung vorgeschlagene Verfahren und die dazu benutzten Vorrichtungen beziehen sich auf das Herstellen von Formkörpern, insbesondere von Hohlkörpern, durch Tiefziehen einer Platte aus thermoplastischem Kunststoff, wie z. B. aus PoltTvinylchlorid, Polystyrol und anderen Polymerisaten bzw. The method proposed according to the invention and the methods used for it Devices relate to the production of moldings, in particular of Hollow bodies, by deep-drawing a plate made of thermoplastic material, such as z. B. from PoltTvinylchlorid, polystyrene and other polymers or
Mischpolymerisaten.Copolymers.
Nach den bisher bekannten Verfahren dieser Art zum Verformen von Platten aus thermoplastischem Kunststoff können drei Methoden unterschieden werden: Nach der ersten Methode wird die Platte vor dem Erhitzen in einem Spann rahmen festgespannt, und das Verformen erfolgt hierbei dadurch, daß entweder ein als Positivmodell ausgebildeter Formkern gegen die im Spannrahmen festgespannte Kunststoffplatte gedrückt wird, oder die Kunststoffplatte wird mittels 07vakuum in die als Negativmodell ausgebildete Form hineingesaugt. In beiden Fällen entstehen an den oberen Randteilen oder am Boden, insbesondere aber an den Ecken, des hergestellten Körpers derart dünne Wandstärken, daß solche Formkörper normalem Gebrauch nicht zufriedenstellend genügen. Auch entstehen bei diesem Verfahren im Körper innere Spanzungen, welche leicht zu Rissen und Brüchen führen. According to the previously known method of this type for deforming Sheets made of thermoplastic material can be divided into three methods: According to the first method, the plate is clamped in a clamping frame before heating, and the deformation takes place here in that either one designed as a positive model The mold core is pressed against the plastic plate clamped in the clamping frame, or the plastic plate is formed as a negative model by means of a vacuum Form sucked into it. In both cases arise on the upper edge parts or on Bottom, but especially at the corners, of the manufactured body such thin wall thicknesses, that such molded articles do not satisfy normal use satisfactorily. Also arise During this procedure, internal chipping in the body, which can easily lead to cracks and fractures to lead.
Nach der zweiten Methode wird die erhitzte Platte über einen Ziehring gelegt und dann der Formkern in die plastifizierte Platte eingedrückt, wobei das Material zwischen dem Innenrand des Ziehringes und den Wänden des Formkerns von den äußeren Partien der Platte nachglelten kann; dabei ist die Kunststoffplatte durch einen leichten Druck zwischen dem Ziehring und einem dazugehörenden Oberrahmen (ähnlich dem Oberteil eines Spannrahmens) festgehalten, bis schließlich zwischen dem Innenrand des Ziehringes und den Seitenwänden des Formkerns Randschluß in Materialstärke eintritt. According to the second method, the heated plate is pulled over a pull ring and then the mold core is pressed into the plasticized plate, whereby the Material between the inner edge of the drawing ring and the walls of the mold core from can follow the outer parts of the plate; here is the plastic plate by applying light pressure between the pull ring and an associated upper frame (similar to the top of a tenter frame) held in place until finally between the inner edge of the drawing ring and the side walls of the mold core edge fit in material thickness entry.
Nach der dritten Methode wird die erhitzte Platte vor dem Einfahren des Formkerns an bestimmten Randzonen außerhalb des Innenrandes des Ziehringes, entweder an den Seitenteilen oder an den Ecken, festgehalten, so daß das Material nur an den nicht festgeklemmten Teilen nachgleiten kann. Diese Methode soll Nachteile der »Methode II« beseitigen, sie arbeitet jedoch entweder mit Vollform oder geschlossener Halb form und Randschluß zwischen Ziehring und Seitenwänden des Formkerns. According to the third method, the heated plate is pre-retracted of the mold core at certain edge zones outside the inner edge of the drawing ring, either on the side panels or on the corners, held so that the material can only slide on the parts that are not clamped. This method is said to have disadvantages remove the "Method II", it works however either with full form or closed Half shape and edge fit between the drawing ring and the side walls of the mold core.
Von diesen bekannten Methoden unterscheidet sich das Ziehverfahren gemäß der Erfindung grundsätzlich, denn es macht sich von der seither üblichen Anschauung einer Verformung mittels »Formen«, d. h. von der Vorstellung des Anliegens der zu verformenden Platte an den Flächen der Ziehwerkzeuge vollkommen frei. The drawing process differs from these known methods according to the invention in principle, because it is based on the view that has been customary since then a deformation by means of "shaping", d. H. from the idea of the concern of too deforming plate on the surfaces of the drawing tools completely free.
Dieses Tiefziehverfahren nach der Erfindung, im folgenden auch »Gleitspannverfahren« genannt, ist eine Abart des üblichen Tiefziehens mit Matrize und Patrize, welches sich vom Tiefziehen im gebräuchlichen Sinn dadurch unterscheidet, daß das Ziehen der plastifizierten Platte aus thermoplastischem Kunststoff ohne wesentliche Abkühlung beim Berühren mit den Ziehwerkzeugen und ohne Behinderung durch flächenhaftes Anliegen an jene Werkzeuge unter freiem Nachgleiten des plastifizierten Kunststoffes erfolgt. Erreicht wird dies dadurch, daß die Kunststoffplatte beim Ziehen lediglich mit schmalen Kanten der Ziehwerkzeuge in Berührung kommt und gleichiam von Kante zu Kante im freien Raum gespannt wird, wobei diese Kanten wie Wendekonturen in der Ziehrichtung wirken. Die bleibende Form des herzustellenden Hohlkörpers ergibt sich erst durch das Erkalten des Kunststoffes. This deep-drawing process according to the invention, hereinafter also referred to as "sliding clamping process" called, is a variation of the usual deep drawing with die and patrix, which differs from deep drawing in the usual sense in that drawing the plasticized sheet made of thermoplastic material without significant cooling when touching the drawing tools and without being hindered by areal contact takes place on those tools with free sliding of the plasticized plastic. This is achieved by the fact that the plastic plate is only narrow when pulled The edges of the drawing tools come into contact and the same from edge to edge free space is stretched, these edges like turning contours in the drawing direction works. The permanent shape of the hollow body to be produced results only through the cooling of the plastic.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens. Als Werkzeuge dienen Matrize und Patrize, welche mit dem herzustellenden Hohlkörper nur insofern übereinstimmen, als beide zusammen die richtungsbestimmenden, maßgerechten Kanten enthalten, welche die Wendekonturen bilden. The invention further relates to an apparatus for carrying out this this procedure. The tools used are the die and the patrix, which are used with the one to be produced Hollow bodies only match insofar as both together form the direction-determining, Contain true-to-size edges that form the turning contours.
Als Vorrichtung gemäß der Erfindung werden lediglich ineinanderschiebbare offene Rahmen angewendet, welche in- und nebeneinander angeordnet sind und gleichzeitig oder nacheinander zur Wirkung kommen. Die Verformung der Platte aus Kunststoff erfolgt durch Ineinanderschieben dieser Hohlrahmen. As a device according to the invention are only telescoping open frames applied, which are arranged inside and next to each other and at the same time or come into effect one after the other. The plastic plate is deformed by sliding these hollow frames into one another.
Beim Verformungsvorgang fließt der plastifizierte Kunststoff aus den Zonen mit Materialüberschuß nach.During the deformation process, the plasticized plastic flows out of the Zones with excess material after.
Während der Verformung der ursprünglich ebenen, durch Erhitzen plastifizierten Platte hat der Kunststoff volle Bewegungsfreiheit zwischen den Rahmen und kann sich dort in verschiedenen Richtungen unhehindert, auch mit Faltenwuflrf, bewegen, bis die plastifizierte Platte schließlich über die Randkonturen der Rahmen wie ein Schirm gespannt wird. During the deformation of the originally flat, plasticized by heating Plate, the plastic has full freedom of movement between the frame and can be There move freely in different directions, even with folds, until the plasticized plate finally over the edge contours of the frame like a screen is tensioned.
Umgekehrt können die Kanten der Rahmen mit geringem Reibungswiderstand über die Platte hinweggleiten, wobei nach dem Prinzip des kleinsten Zwanges vorweg Material aus Überschuß zonen hei gleichbleibender Materialstärke aufgebracht wird, ehe überhaupt eine Abnahme der Plattendicke, selbst in Ecken, infolge des einheitlich gleichmäßigen Gleitspannzuges eintreten kann, zumal bei niedrigeren Temperaturen gearbeitet werden kann, als sie sonst Leim Tiefziehen erforderlich sind. Conversely, the edges of the frames can have low frictional resistance slide over the plate, using the principle of the smallest constraint beforehand Material from excess zones is applied while maintaining the same material thickness, before any decrease in panel thickness, even in corners, as a result of the uniformity uniform sliding tension can occur, especially at lower temperatures can be worked as they are otherwise required by deep-drawing glue.
Auch ein plötzliches Abkühlen des plastifizierten Kunststoffes an Wänden von Ziehwerkzeugen oder sonstigen Formen, welche verfahrensbedingt eine niedrigere Temperatur als der zu bearbeitende Werkstoff besitzen, kann während des Tiefziehens gemäß der Erfindung nicht mehr eintreten. Also a sudden cooling of the plasticized plastic Walls of drawing tools or other shapes which, due to the process, have a lower Temperature than the material to be processed, can during deep drawing no longer occur according to the invention.
Die geringe Wärmekapazität der Rahmen insbesondere bei der vorgeschlagenen Verwendung von die Wärme schlecht leitendem, nichtmetallischem Material ergibt ein gleichmäßiges Erkalten und Erstarren des praktisch im freien Raum gespannten thermoplastischen Kunststoffes bei überall gleichmäßigem Spannzug. Daher ist das Auftreten von inneren Spannungen im gezogenen Werkstück nahezu ausgeschlossen. Hierdurch treten auch die seither oft unerklärlichen »Spätschäden« nicht mehr auf, die als Risse und Bruchstellen selbst an unbenutzten Formteilen auftreten. The low heat capacity of the frame especially in the case of the proposed Use of the heat poorly conductive, non-metallic material results in a Uniform cooling and solidification of the thermoplastic, which is practically stretched in free space Plastic with uniform tension everywhere. Hence the occurrence of internal Tensions in the drawn workpiece are almost impossible. This also causes the Since then, often inexplicable "late damage" no longer appears as cracks and fractures occur even on unused molded parts.
Zur Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens sind mindestens zwei Rahmen erforderlich, die ineinanderschiebbar sind. In den meisten Fällen werden aber drei Rahmen nötig sein, nämlich zwei zueinander unverrückbare, ineinanderliegende Rahmen, die die Boden- und Randpartien eines z. B. schalenförmigen Hohlkörpers bestimmen, und ein weiterer Rahmen, der, zwischen die beiden anderen Rahmen hineinschiebbar, das Spannen der Kunststoffplatte von Kante zu Kante der Rahmen bewirkt. To carry out the method proposed according to the invention are at least two frames that can be pushed into one another are required. In most Cases, however, three frames will be necessary, namely two mutually immovable, nested frame, which the bottom and edge portions of a z. B. cup-shaped Determine hollow body, and another frame that, between the other two Frame can be pushed in, tensioning the plastic sheet from edge to edge of the Frame causes.
Die beim Erkalten des plastifizierten Kunststoffs eintretende Schrumpfung, welche sonst meist störend empfunden wird, erhöht die gewollte straffe Spannung zwischen den Randkonturen der Rahmen. The shrinkage that occurs when the plasticized plastic cools, which is usually perceived as annoying, increases the desired tight tension between the edge contours of the frame.
Um ein Werfen oder eine Faltenbildung der äußeren Randzonen der zuvor gleichmäßig erhitzten Kunststoffplatte beim Nachgleiten zu vermeiden, welches je nach Formgebung an verschiedenen Stellen auch unterschiedlich stark erfolgt, kann der horizontal abstehende Rand der Kunststoffplatte auf den jeweils außenliegenden Rahmen leicht aufgedrückt werden, damit von Anbeginn des Ineinanderschiebens der Rahmen auf das plastifizierte Material ein leichter Spannzug über die jeweilige Oberkante des unverrückbaren Rahmens ausgeübt wird, ohne jedoch ein gleichmäßiges Nachgleiten zu behindern. To a throwing or wrinkling of the outer fringes of the previously to avoid evenly heated plastic plate when sliding, whichever also takes place to different degrees after shaping in different places the horizontally protruding edge of the plastic plate on the outer one Frame to be pushed open so that from the beginning of the nesting of the A slight tension over the respective frame on the plasticized material Upper edge of the immovable frame is exercised, but without a uniform To hinder sliding.
Durch verschiedene Kombinationen mehrerer solcher Rahmen in- und nebeneinander und die vorgeschlagene gegenseitige, insbesondere vertikale Verschiebbarkeit zur beliebigen Endstellung und die Austauschbarkeit der Rahmen lassen sich mit einfachsten Mitteln beliebig geformte Körper herstellen, so z. B. mit den gleichen Rahmenelementen Hohlkörper unterschiedlicher Tiefe. Through various combinations of several such frames in and side by side and the proposed mutual, especially vertical displaceability to any end position and the interchangeability of the frame can be done with the simplest Means produce any shaped body, such. B. with the same frame elements Hollow bodies of different depths.
Selbst Plattenmaterial mit Faser- oder Gewebeeinlagen läßt sich mit Erfolg verformen. Even sheet material with fiber or fabric inlays can be used Deform success.
An den Rändern der außenliegenden Rahmen können besondere Schneide- bzw. Ahquetschkanten angeordnet sein, welche die überstehenden Materialränder des hergestellten Hohlkörpers vor, beim oder nach dem Erstarren beseitigen, so daß die fertigen Hohlkörper ohne Nachbearbeitung entnommen werden können. On the edges of the outer frames, special cutting or Ahquetschkanten be arranged, which the protruding material edges of the Eliminate produced hollow body before, during or after solidification, so that the finished hollow body can be removed without reworking.
Außerhalb der Rahmen können Hilfsauflagen und Hilfsführungen für die zu verformenden Kunststoff platten angeordnet sein, welche vor dem Einfahren der Rahmen entfernt werden können. Outside the frame, auxiliary supports and auxiliary guides for the plastic to be deformed plates be arranged, which before retraction the frame can be removed.
An dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Herstellen einer Wanne mit Bördelrand nach dem vorgeschlagenen Verfahren erläutert. Es zeigt Fig. 1 den Patrizenrahmen in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 die zu verformende Kunststoffplatte in ebenem Ausgangszustand, Fig. 3 den mit dem in Fig. 1 dargestellten Patrizenrahmen zusammenwirkenden Matrizenrahmen in perspektivischer Ansicht, und es zeigt Fig. 4 die hergestellte Wanne mit abgeschnittenem, aber gestrichelt angedeutetem überstehendem Rand. In the embodiment shown in the drawing, the Manufacture of a tub with a flanged edge according to the proposed method explained. 1 shows the male frame in a perspective view, and FIG. 2 shows the one to be deformed Plastic plate in the flat initial state, FIG. 3 the one shown in FIG. 1 Male frame cooperating female frame in perspective view, and it shows Fig. 4 the produced tub with cut, but indicated by dashed lines protruding edge.
Die Matrizen- und Patrizenrahmen bestehen aus Holz als einem schlechten Wärmeleiter, sie können auch aus anderen schlecht wärmeleitenden oder auch wärmeisolierenden Werkstoffen hergestellt sein. Die Werkzeuge bestehen aus einem unteren Matrizenrahmen 1 mit dem Bodenkern 2 (Fig. 3), in welchen der obere Patrizenrahmen 3 (Fig. 1) hineingeschoben wird. Die Werkzeuge können auch umgekehrt Betåtigt werden. Es kann in den aufliegenden Patrizenrahmen 3 der Matrizenrahmen 1 mit dem Bodenkern 2--eïngeschoben werden. Vor dem Ineinanderschieben wider Rahmen wird die zugeschnittene ebene KunststWS platte 5 (Fig. 2) auf den Bodenkern 2 lose urìd uns-er spannt aufgelegt. Sobald diese Platte durch Wärme' einwirkung plastifiziert ist und unter ihrem -Eigèngewicht über die Außenkanten des Bodenkeriis 2 amf den Rahmen 1 absinkt, wird von oben her der Patrizenrahmen 3 unter leichtem Druck eingefüPirt und dabei durch nicht dargestellte Mittel seitlich geführt. Dabei gleitet zunächst der zum Herstellen des Bördelrandes an dem zu erzeugenden Hohlkörper (Fig. 4) dienende, nach unten vorstehende Rand wulst 6 an der plastifizierten Kunststoffplatte 5, von Formteilen nicht behindert, entlang. Hierbei sßannt sich die Kunststoffplatte einerseits bereits übefx den Außenrand des Bodenkerns 2 und wird, ohne daß eine erkennbare Querschnittsverringerung eintritt, von der freien Randpartie hernachgezogen. Erst am EndXe-des Ziehvorganges liegt die Unterseite des Außenrandes des Patrizenrahmens 3 unter Zwischenfassung des Plattenwerkstoffes auf der Oberseite des Matrizenrahmens 1 auf, so daß nun alle Kanten gegenseitig fixiert sind, zwischen denen sich der Kunststoff spannt und dadurch die Raumform des zu erzeugenden Hohlkörpers bildet. The female and male frames are made of wood as a bad one Heat conductors, they can also consist of other poorly thermally conductive or thermally insulating ones Materials to be made. The tools consist of a lower die frame 1 with the bottom core 2 (Fig. 3), into which the upper male frame 3 (Fig. 1) is pushed will. The tools can also be operated in reverse. It can be in the overlying Male frame 3 of the female frame 1 with the bottom core 2 - can be pushed in. Before pushing into one another against the frame, the cut, flat synthetic material is made Plate 5 (Fig. 2) on the bottom core 2 loosely urìd us-he is tensioned. As soon this plate is plasticized by the action of heat and under its own weight The frame 1 drops over the outer edges of the bottom keri 2 amf, is from above the male frame 3 inserted under slight pressure and thereby through not shown Center guided laterally. In doing so, the one for producing the beaded edge slides first on the hollow body to be produced (Fig. 4) serving, downwardly protruding edge bead 6 on the plasticized plastic plate 5, not obstructed by molded parts, along. Here, the plastic plate on the one hand already sits over the outer edge of the bottom core 2 and is, without a noticeable reduction in cross-section occurring, drawn in from the free edge area. Only at the EndXe of the drawing process lies the underside of the outer edge of the male frame 3 with the intermediate mounting of the plate material on the top of the die frame 1, so that now all edges are mutually exclusive are fixed, between which the plastic is stretched and thus the shape of the room of the hollow body to be produced.
Die Randkontur 9 und damit die Größe der Ausgangsplatte 5 muß jeweils so gewählt werden, daß am v fertigen Hohlkörper (Fig. 4) ein genügend großer Rand mit der in Fig. 4 in gestrichelter Linie eingezeichneten Kontur 10 verbleibt, mit dessen Hilfe die Arretierung des Außenrandes der Platte 5 am Ende des Ziehvorganges erfolgt. Dieser Rand kann entweder schon beim Ziehen abgetrennt werden oder später durch eine Nachbearbeitung. The edge contour 9 and thus the size of the starting plate 5 must each be chosen so that on v finished hollow body (Fig. 4) a sufficient large edge with the contour 10 drawn in dashed line in FIG. 4 remains, with the help of which the locking of the outer edge of the plate 5 at the end of the drawing process he follows. This border can either be cut off while pulling or later through post-processing.
Der in Fig. 3 als Hohlrahmen ausgebildete Bodenkern kann auch als Vollkörper ausgebildet sein. The bottom core, designed as a hollow frame in FIG. 3, can also be used as a Be designed as a solid body.
Die in der Zeichnung dargestellten Werkzeuge lassen lediglich das Prinzip erkennen. The tools shown in the drawing only allow that Recognize the principle.
Selbstverständlich kann sowohl die Patrize als auch die Matrize aus mehreren ineinanderschiebbaren Rahmen bestehen, welche gleichzeitig oder nacheinander gegeneinander verschiebbar sind. Auch können bei entsprechender Größe der Platte - was nicht dargestellt ist - Hilfseinrichtungen vorgesehen sein, die verhindern, daß während der Plastifizierung der Platten diese in die freien Hohlräume der jeweils untenliegenden Werkzeugteile mehr als erwünscht einsinken. Zu diesem Zweck können Hilfsrahmen und Hilfsführungen an den Außenrändern der Patrize und/oder Matrize vorgeshen sein, mit deren Hilfe z. B. unterschiedliche Höhen zwischen den einzelnen Rahmenteilen des jeweils untenliegenden Teils des Ziehwerkzengs ausgeglichen werden können und/oder eine gewisse Bremswirkung an den Rändern der plastifizierten Kunststoffplatte erreicht wird, um ein zu schnelles Nachgleiten des Kunststoffs beim Ziehvorgang auszuschließen. Of course, both the male part and the female part can be made several telescoping frames exist, which at the same time or one after the other are mutually displaceable. Also, with the appropriate size of the plate - what is not shown - auxiliary equipment must be provided to prevent that during the plasticization of the plates this into the free cavities of each tool parts below sink in more than desired. To this end you can Auxiliary frame and auxiliary guides on the outer edges of the male and / or female molds be provided, with the help of which z. B. different heights between each Frame parts of the lower part of the drawing tool are compensated can and / or a certain braking effect on the edges of the plasticized plastic plate is achieved to prevent the plastic from sliding too quickly during the drawing process to exclude.
PATENTANSPRVCHE 1. Verfahren zum Tiefziehen von Platten aus thermoplastischem Kunststoff im plastifizierten Zustand zu Hohlkörpern nach Art von Schalen u. dgl. mittels Matrize und Patrize, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehvorgang ohne flãchenhaftes Anliegen der Platte an den Ziehwerkzeugen unter freiem Nachgleiten des plastifizierten Kunststoffes über lediglich wie Wendekonturen für die Ziehrichtung wirkende Kanten der Patrize und Matrize erfolgt, so daß die Kunststoffplatte im freien Raum von Kante zu Kante der Ziehwerkzeuge gespannt wird. PATENT CLAIM 1. Process for deep drawing of thermoplastic sheets Plastic in the plasticized State of hollow bodies in the manner of shells and the like. by means of a female mold and male mold, characterized in that the drawing process without areal Rest of the plate on the drawing tools with free sliding of the plasticized Plastic over edges that only act like turning contours for the direction of drawing the male and female molds are made so that the plastic plate is in the free space of Is stretched edge to edge of the drawing tools.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1204928X | 1957-10-18 | ||
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- DE DENDAT1068005D patent/DE1068005B/de active Pending
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1958
- 1958-10-16 CH CH6509358A patent/CH363795A/en unknown
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Also Published As
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CH363795A (en) | 1962-08-15 |
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