DE19538231C2 - Method and device for contacting the winding wire of a coil - Google Patents

Method and device for contacting the winding wire of a coil

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontaktie­ ren des Wicklungsdrahtes einer Spule mit einem An­ schlußstift, wobei ein Endabschnitt des Wicklungsdrah­ tes mit mehreren Windungen um den Anschlußstift ge­ schlungen wird, wobei dann der Anschlußstift mit einem flußmittelfreien Weichlot in Kontakt gebracht und die­ ses schließlich durch einen Lichtbogen unter Schutzgas bei Löttemperatur aufgeschmolzen wird. Außerdem be­ trifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for contact Ren of the winding wire of a coil with an on end pin, with an end portion of the winding wire tes with several turns around the pin is looped, then the pin with a flux-free soft solder contacted and the finally by an arc under protective gas is melted at the soldering temperature. In addition be the invention meets a device for performing this procedure.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine zugehörige Vorrichtung sind bereits in der DE 43 36 000 A1 beschrieben. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß kein Flußmittel zur Anwendung kommt, dessen Reste bei Verwendung der Spule beispielsweise in einem Relais benachbarte Kontaktoberflachen schä­ digen könnten. Bei dem bekannten Verfahren wird das Weichlot beispielsweise durch kurzzeitiges Eintauchen der Anschlußstifte in ein Lötbad vorläufig aufgebracht und dann in einem weiteren Arbeitsgang durch den Lichtbogen nochmals aufgeschmolzen. Es sind also zwei Arbeitsgänge notwendig, wobei das Lot zwischenzeit­ lich erkaltet und dabei auch einer, wenn auch geringen, Oxydation unterliegt. In einem anderen Ausführungs­ beispiel wird dort vorgeschlagen, das Weichlot über ein Führungsrohr in Form eines Drahtes mit dem Anschlußstift in Berührung zu bringen und das Ende des Drahtes mit dem Lichtbogen abzuschmelzen. Dabei muß der Draht nach jedem Löt­ vorgang zurückgezogen werden, wobei das ange­ schmolzene Ende wieder erstarrt und ebenfalls einer gewissen Oxydation unterliegt.A method of the type mentioned at the beginning and one associated device are already in the DE 43 36 000 A1 described. This procedure has the Advantage that no flux is used, its remnants when using the coil, for example adjacent contact surfaces in a relay could do. In the known method Soft solder, for example, by brief immersion the connection pins temporarily applied in a solder bath and then through the Arc melted again. So there are two Operations necessary, the solder in the meantime cold and also one, albeit small, Oxidation is subject. In another execution For example, it is proposed to shape the soft solder using a guide tube a wire in contact with the connector pin bring and the end of the wire with the arc to melt. The wire must be after each soldering operation to be withdrawn, the request melted end froze again and also one is subject to certain oxidation.

Aus der EP 0 478 161 B1 ist eine Löteinrichtung mit einem Düsenkopf bekannt, bei dem das Lötmittel durch eine Wärmequelle im Inneren des Düsenkopfes ge­ schmolzen und dann in flüssigem Zustand über eine of­ fene Spitze unter Schutzgas auf eine Zieloberfläche aus­ gebracht wird. Allerdings enthält dort der Düsenkopf für den eigentlichen Lötvorgang eine in herkömmlicher Weise beheizte Lötspitze, so daß auch in herkömmlicher Weise ein zusätzliches Flußmittel erforderlich ist.A soldering device is included in EP 0 478 161 B1 known a nozzle head in which the solder through a heat source inside the nozzle head ge melted and then in a liquid state over an oven open tip under protective gas onto a target surface brought. However, the nozzle head contains there for the actual soldering process one in conventional Way heated soldering tip, so that also in conventional Way an additional flux is required.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das eingangs genannte Verfahren zu vervollkommnen und eine ver­ besserte Vorrichtung für die Durchführung dieses Ver­ fahrens anzugeben, wobei die dort bereits erreichten Vorteile beibehalten werden, zugleich aber das Lot in einem einzigen Arbeitsgang zugeführt und die endgülti­ ge Lötung ohne zwischenzeitliches Erstarren bzw. ohne die Möglichkeit einer zwischenzeitlichen Oxydation durchgeführt werden kann.The object of the present invention is to begin with to perfect the procedures mentioned and a ver improved device for the implementation of this Ver to indicate driving, whereby those already reached there Benefits are retained, but at the same time the plumb in fed into a single operation and the final ge soldering without intermediate solidification or without the possibility of intermittent oxidation can be carried out.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß das Weichlot über ein beheizbares Rohr, aus wel­ chem es in flüssiger Form austritt, im Bereich der Schutzgasatmosphäre mit dem Anschlußstift in Berüh­ rung gebracht wird und daß dann der Anschlußstift durch den Lichtbogen erwärmt wird, wodurch das Weichlot in den Fügebereich des Wicklungsdraht-End­ abschnittes auf dem Anschlußstift fließt.According to the invention, this goal is achieved that the soft solder over a heatable tube, from wel chem it escapes in liquid form in the area of Protective gas atmosphere with the pin in contact tion is brought and that then the pin is heated by the arc, causing the Soft solder in the joining area of the winding wire end section flows on the connector pin.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also das Weichlot über das beheizte Rohr bereits in flüssiger Form in den Schutzgasbereich gebracht und dann durch das kurzzeitige Zünden des Lichtbogens weiter er­ wärmt, so daß es dünnflüssiger wird und in den Fügebe­ reich des Wicklungsanschlusses läuft. Wie bereits beim Stand der Technik, wird auch in diesem Fall durch den Lichtbogen die Isolierung des Wicklungsdrahtes abge­ brannt, so daß eine gute Kontaktierung entsteht. Das flußmittelfreie Weichlot kann dabei in Form eines Drah­ tes in das beheizte Rohr eingeführt und während des Durchlaufes aufgeschmolzen werden, wobei zunächst eine Temperatur ausreicht, die nur wenig über der Schmelztemperatur des Lotes liegt.In the method according to the invention that is Soft solder already in the liquid over the heated pipe Form brought into the protective gas area and then through the brief ignition of the arc continues warms so that it becomes thinner and in the joint range of the winding connection is running. As with the State of the art, is also in this case by the Arc the insulation of the winding wire abge burns so that good contact is made. The flux-free soft solder can be in the form of a wire tes inserted into the heated pipe and during the Pass will be melted, initially a temperature sufficient that is only slightly above the The melting temperature of the solder lies.

Vorzugsweise wird der bewickelte Endabschnitt des Anschlußstiftes in der Nähe von zwei einander mit ihren Spitzen gegenüberstehenden Elektroden angeordnet, zwischen denen dann der Lichtbogen gezündet wird. Auf diese Weise braucht der Anschlußstift selbst über­ haupt nicht kontaktiert zu werden, und weil er an der Zündung des Lichtbogens nicht beteiligt ist, braucht er auch nicht zu einer Gegenelektrode auf genauen Ab­ stand justiert zu werden. Die beiden Elektroden selbst werden in diesem Fall einmal auf den richtigen Abstand zueinander eingestellt und mit der Stromversorgung kontaktiert, während die Anschlußstifte der einzelnen Spulen lediglich im Durchlauf an die beiden Elektroden angenähert zu werden brauchen, bevor der Lichtbogen wieder neu gezündet wird. Zweckmäßigerweise wird der Anschlußstift mit seinem Ende so zwischen die bei­ den Elektrodenspitzen gebracht, daß es annähernd bün­ dig zu der Verbindungslinie zwischen den Elektroden­ spitzen steht. Die Elektroden selbst können unter einem Winkel zueinander stehen, der von annähernd 0° (Elek­ troden parallel) bis zu 180° (Elektroden in einer Linie fluchtend) reichen kann. Als zweckmäßig hat sich erwie­ sen, die Elektroden unter einem Winkel von etwa 130° zueinander anzuordnen.Preferably, the wound end portion of the Pin near two each other with theirs Electrodes arranged opposite the tips, between which the arc is then ignited. In this way the connector pin itself needs over not to be contacted at all and because he is at the Ignition of the arc is not involved, it needs also not to a counter electrode on exact ab stood to be adjusted. The two electrodes themselves in this case, the correct distance adjusted to each other and with the power supply contacted while the pins of each Coils only pass through the two electrodes need to be approximated before the arc is reignited. Expediently the connector pin with its end so between the brought the electrode tips that it is approximately level dig to the connecting line between the electrodes is standing. The electrodes themselves can be under one Angle to each other, which of approximately 0 ° (Elek tread parallel) up to 180 ° (electrodes in a line aligned) may suffice. Has proven to be expedient sen, the electrodes at an angle of about 130 ° to arrange each other.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens enthält zweckmäßigerweise eine Aufnahme für einen Spulenkörper mit Anschlußstiften, eine Strömungsvorrichtung zur Zufuhr von Schutzgas zu einem Lötbereich, ein beheizbares Rohr zur Zufuhr von verflüssigtem Weichlot in den Lötbereich, eine Po­ sitionierungseinrichtung, um jeweils einen Anschlußstift eines in der Aufnahme befindlichen Spulenkörpers mit dem flüssigen Weichlot an der Ausgangsöffnung des beheizbaren Rohres in Berührung zu bringen, zwei Elektroden, von denen mindestens eine dem Ausgang des beheizbaren Rohres in einem vorgegebenen Ab­ stand gegenübersteht, und eine Stromversorgung für die beiden Elektroden zum Erzeugen eines Lichtbogens mit vorgegebener Stärke und Brenndauer im Bereich des Anschlußstiftes.A device for performing the Invention According to the method expediently contains one Holder for a bobbin with connecting pins, a flow device for the supply of protective gas to a soldering area, a heated tube for feeding of liquefied soft solder in the soldering area, a butt sitioning device, one pin at a time with a coil former in the receptacle the liquid soft solder at the exit opening of the heatable tube in contact, two Electrodes, at least one of which is the output of the heatable pipe in a predetermined Ab faced, and a power supply for the two electrodes for generating an arc with given strength and burning time in the area of the connector pin.

Denkbar wäre es, nur eine Elektrode mit einer Spitze dem Anschlußstift gegenüber anzuordnen und mit der anderen Elektrode den Anschlußstift selbst zu kontak­ tieren, so daß der Lichtbogen zwischen der erstgenann­ ten Elektrode und dem Anschlußstift gezündet wird. Für die bereits erwähnte bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens enthält die Vorrichtung jedoch zwei einan­ der mit ihren Spitzen gegenüberstehende Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen gezündet wird, um den in ihrem Bereich angeordneten Anschlußstift zu kontak­ tieren.It would be conceivable to have only one electrode with a tip the pin opposite to arrange and with the other electrode to contact the pin itself animals, so that the arc between the first th electrode and the pin is ignited. For the already mentioned preferred embodiment of the In terms of method, however, the device contains two units the electrodes facing each other with their tips, between which the arc is ignited, around which in their area arranged pin to contact animals.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß das beheizbare Rohr für die Zufuhr des Weichlotes konzentrisch in einer Zufuhröffnung für das Schutzgas angeordnet ist.In a preferred embodiment is furthermore provided that the heated tube for the supply of the Soft solder concentric in a feed opening for the Shielding gas is arranged.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausfüh­ rungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is described below in one embodiment Example explained with reference to the drawing.

Die in der einzigen Figur schematisch gezeigte Licht­ bogen-Lötvorrichtung umfaßt eine nur ausschnittweise dargestellte Halterung 1 für zwei Elektroden 2 und 3, die isoliert in der Halterung 1 befestigt und an eine Strom­ quelle angeschlossen sind. Mit einem Hochfrequenzim­ puls wird zwischen den Elektrodenspitzen jeweils kurz­ zeitig ein Gleichstrom-Lichtbogen 5 gezündet, dessen Stärke und Brenndauer entsprechend dem zu lötenden Spulenanschluß eingestellt wird. Diese Regelungsein­ richtung ist nicht dargestellt, da sie von herkömmlichen Schweißstromversorgungen übernommen werden kann. In Richtung auf den Lichtbogen wird über einen Strömungskanal 6 und ein Gassieb 7 Schutzgas in Rich­ tung der Pfeile 17 eingeblasen, beispielsweise reines Ar­ gon (Ar) oder Argon mit einem Zusatz von beispielswei­ se 5% Wasserstoff (ArH2).The schematically shown in the single figure arc soldering device comprises a holder 1 shown only in sections for two electrodes 2 and 3 , which are attached insulated in the holder 1 and connected to a power source. With a high frequency pulse, a DC arc 5 is briefly ignited between the electrode tips, the strength and burning time of which are adjusted according to the coil connection to be soldered. This Regelungsein direction is not shown because it can be taken over by conventional welding power supplies. In the direction of the arc, a protective gas is blown in the direction of the arrows 17 via a flow channel 6 and a gas screen 7 , for example pure argon (Ar) or argon with an addition of, for example, 5% hydrogen (ArH 2 ).

Koaxial zum Strömungskanal 6 ist in der Halterung 1 ein beheizbares Rohr 18 angeordnet, welches beispiels­ weise aus Molybdän oder Chrom-Nickel bestehen kann. In dieses beheizbare Rohr 18 wird von oben ein flußmit­ telfreier Lötdraht 19, beispielsweise bestehend aus L-Sn60Pb40, eingeführt, der im vorliegenden Beispiel von einer Spule 20 abgewickelt wird. Am unteren Ende 21 des Rohres 18 tritt dann das Weichlot in verflüssigter Form aus, wobei die Temperatur bei etwa 200°C liegen kann, also nur wenig über dem Schmelzpunkt des Lot­ materials liegt. Das untere Ende 21 des Rohres 18 befin­ det sich mittig in der Nähe der Enden der beiden Elek­ troden 2 und 3.A heatable tube 18 is arranged coaxially to the flow channel 6 in the holder 1 , which tube can consist, for example, of molybdenum or chromium-nickel. In this heatable tube 18 , a flux-free solder wire 19 , for example consisting of L-Sn60Pb40, is introduced from above, which is unwound from a coil 20 in the present example. At the lower end 21 of the tube 18 , the soft solder then emerges in liquefied form, the temperature being around 200 ° C., that is to say only a little above the melting point of the solder material. The lower end 21 of the tube 18 is located centrally near the ends of the two electrodes 2 and 3 .

Zur erfindungsgemäßen Schutzgas-Lichtbogenlötung wird ein Spulenkörper 8, von dem nur ein kleiner Flanschteil gezeigt ist, in einer Aufnahme 9 zur Bearbei­ tung transportiert. In dem Spulenkörper 8 ist ein An­ schlußstift 10 verankert, an dessen Endabschnitt 11 ein Endabschnitt 12 einer Spulenwicklung mit mehreren Windungen angewickelt ist.For shielding gas arc soldering according to the invention, a coil former 8 , of which only a small flange part is shown, is transported in a receptacle 9 for processing. In the bobbin 8 , a pin 10 is anchored to the end portion 11, an end portion 12 of a coil winding is wound with a plurality of turns.

Der Spulenkörper wird nun mittels der Aufnahme 9 so positioniert, daß das Ende des Anschlußstift-Ab­ schnittes 11 in das am Rohrende 21 flüssig hervortreten­ de Weichlot 19 eintaucht. Da dieses Ende des Anschluß­ stiftes mit dem flüssigen Weichlot zwischen den Enden der beiden Elektroden 2 und 3 sitzt, wird der Weichlot­ tropfen beim Zünden des Lichtbogens zwischen beiden Elektroden stärker verflüssigt, so daß er in den Fügebe­ reich zwischen dem Endabschnitt 11 des Anschlußstiftes und den Windungen des Endabschnittes 12 der Spulen­ wicklung verfließt und den durch den Lichtbogen abiso­ lierten Wicklungsdraht mit dem Anschlußstift 10 verbin­ det. Die Brenndauer des Lichtbogens liegt dabei vor­ zugsweise zwischen 0,1 und 0,15 s, die Schweißstrom­ stärke beträgt beispielsweise etwa 1 A.The bobbin is now positioned by means of the receptacle 9 so that the end of the pin pin section 11 in the liquid end 21 protrude de soft solder 19 . Since this end of the connector pin with the liquid soft solder sits between the ends of the two electrodes 2 and 3 , the soft solder drips when the arc is ignited between the two electrodes, so that it is rich in the joint between the end portion 11 of the connector pin and the Windings of the end portion 12 of the coil winding flows and the winding wire abiso-coated winding with the pin 10 verbin det. The duration of the arc is preferably between 0.1 and 0.15 s, the welding current is, for example, about 1 A.

Claims (9)

1. Verfahren zum Kontaktieren des Wicklungs­ drahtes (12) einer Spule mit einem Anschlußstift (10), wobei ein Endabschnitt des Wicklungsdrahtes (12) mit mehreren Windungen um den Anschluß­ stift (10) geschlungen wird, wobei dann der An­ schlußstift mit einem flußmittelfreien Weichlot (19) in Kontakt gebracht und dieses schließlich durch einen Lichtbogen (5) unter Schutzgas (17) bei Löt­ temperatur aufgeschmolzen wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Weichlot (19) über ein be­ heizbares Rohr (18), aus welchem es in flüssiger Form austritt, im Bereich der Schutzgasatmosphä­ re mit dem Anschlußstift (10) in Berührung ge­ bracht wird und daß dann der Anschlußstift (10, 11) durch den Lichtbogen (5) erwärmt wird, wodurch das Weichlot (19) in den Fügebereich des Wick­ lungsdraht-Endabschnittes (12) auf dem Anschluß­ stift (11) fließt.1. A method for contacting the winding wire (12) of a coil with a connecting pin (10), wherein an end portion of the winding wire (12) having a plurality of turns pin around the terminal is looped (10), then the on-circuit pin with a fluxless soft solder ( 19 ) brought into contact and this is finally melted by an arc ( 5 ) under protective gas ( 17 ) at soldering temperature, characterized in that the soft solder ( 19 ) via a heatable tube ( 18 ), from which it is in liquid Form emerges in the area of the protective gas atmosphere with the connector pin ( 10 ) in contact and that the connector pin ( 10 , 11 ) is heated by the arc ( 5 ), whereby the soft solder ( 19 ) in the joining area of the winding wire -End section ( 12 ) on the connection pin ( 11 ) flows. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Weichlot (19) in Form eines Drah­ tes in das beheizbare Rohr (18) eingeführt und wäh­ rend des Durchlaufes in dem Rohr aufgeschmolzen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the soft solder ( 19 ) in the form of a wire tes in the heatable tube ( 18 ) and is melted during the passage in the tube. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch entsprechende Einstellung der Beheizung in dem Rohr (18) das Weichlot (19) beim Austritt eine Temperatur aufweist, die nur wenig über seiner Schmelztemperatur liegt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that by appropriate adjustment of the heating in the tube ( 18 ), the soft solder ( 19 ) has a temperature at the outlet, which is only slightly above its melting temperature. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewickelte End­ abschnitt (11) des Anschlußstiftes in der Nähe von zwei einander mit ihren Spitzen gegenüberstehen­ den Elektroden (2, 3) angeordnet wird und daß zwi­ schen den beiden Elektroden ein Lichtbogen (5) gezündet wird, dessen Stärke und Brenndauer so abgestimmt sind, daß das Weichlot (19) in den Fü­ gebereich des Endabschnittes des Wicklungsdrah­ tes (12) fließt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the wound end portion ( 11 ) of the connecting pin is arranged in the vicinity of two with their tips opposite the electrodes ( 2 , 3 ) and that between the two electrodes an arc ( 5 ) is ignited, the strength and burning time are adjusted so that the soft solder ( 19 ) flows into the joint area of the end portion of the winding wire ( 12 ). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstift (10) zum Löten mit seinem freien Ende (11) zwischen den Enden der beiden Elektroden (2, 3) etwa auf einer Linie mit diesen bündig angeordnet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the connecting pin ( 10 ) for soldering with its free end ( 11 ) between the ends of the two electrodes ( 2 , 3 ) is arranged approximately on a line with these. 6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und zum Löten von Wicklungsenden an Anschlußstiften einer Spule, gekennzeichnet durch
  • - eine Aufnahme (9) für einen Spulenkörper (8) mit Anschlußstiften (10),
  • - eine Strömungsvorrichtung (6) zum Zufüh­ ren von Schutzgas zu einem Lötbereich,
  • - ein beheizbares Rohr (18) zum Zuführen von verflüssigtem Weichlot (19) in den Lötbe­ reich,
  • - eine Positionierungseinrichtung, um jeweils einen Anschlußstift (10) eines in der Aufnahme (9) befindlichen Spulenkörpers (8) mit dem flüssigen Weichlot an der Ausgangsöffnung (21) des beheizbaren Rohres (18) in Berührung zu bringen,
  • - zwei Elektroden (2, 3), von denen minde­ stens eine dem Ausgang des beheizbaren Roh­ res in einem vorgegebenen Abstand gegen­ übersteht, und
  • - eine Stromversorgung für die beiden Elek­ troden (2, 3) zum Erzeugen eines Lichtbogens (5) mit vorgegebener Stärke und Brenndauer im Bereich des Endabschnittes (11) des An­ schlußstiftes.
6. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5 and for soldering winding ends to pins of a coil, characterized by
  • - A receptacle ( 9 ) for a coil former ( 8 ) with connecting pins ( 10 ),
  • - A flow device ( 6 ) for supplying protective gas to a soldering area,
  • - A heatable tube ( 18 ) for supplying liquefied soft solder ( 19 ) in the soldering area,
  • a positioning device in order to bring a connecting pin ( 10 ) of a coil former ( 8 ) located in the receptacle ( 9 ) into contact with the liquid soft solder at the outlet opening ( 21 ) of the heatable tube ( 18 ),
  • - Two electrodes ( 2 , 3 ), at least one of which protrudes from the outlet of the heatable tube res at a predetermined distance, and
  • - A power supply for the two electrodes ( 2 , 3 ) for generating an arc ( 5 ) with a given strength and burning time in the region of the end portion ( 11 ) of the connecting pin.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das beheizbare Rohr (18) konzen­ trisch innerhalb eines Zufuhrkanales (6) für das Schutzgas angeordnet ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the heatable tube ( 18 ) is arranged concentrically within a supply channel ( 6 ) for the protective gas. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (2, 3) stabförmig sind und mit freien Spitzen einander im Bereich der Ausgangsöffnung (21) des beheizbaren Rohres (18) unter einem vorgegebenen Winkel ge­ genüberstehen.8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the two electrodes ( 2 , 3 ) are rod-shaped and with free tips face one another in the region of the outlet opening ( 21 ) of the heatable tube ( 18 ) at a predetermined angle. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 3) zueinander einen Winkel zwischen 10° und 180°, vorzugsweise von etwa 130°, bilden.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the electrodes ( 2 , 3 ) to each other form an angle between 10 ° and 180 °, preferably of about 130 °.
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