DE2639785A1

DE2639785A1 - Verfahren zum schneiden von mineralfasern, insbesondere von glasfasern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2639785A1
Application number: DE19762639785
Authority: DE
Inventors: Giordano Roncato
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1975-09-04
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1977-03-17
Also published as: DK142400B; NL7609820A; NO763045L; NL182309B; DK142400C; NO139830C; US4063479A; JPS59185240U; JPS6026092Y2; BE845863A; DE2639785C2; JPS5233185A; FR2322836A1; GB1539738A; FR2322836B1; ES451246A1; BR7605857A; FI762539A; IE43661L; DK399576A

Description

SAINT-GOBAIN INDUSTRIES 62, Bd. Victor Hugo, F-92209 Neuilly-sur-Seine

Verfahren zum Schneiden von Mineralfasern, insbesondere von Glasfasern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf das Schneiden von Mineralfasern, insbesondere von Glasfasern, die in Form eines Spinnfadens, Vorgarnes oder eines Stranges oder Rovings aus Fasern mit geringer oder überhaupt keiner Torsion vorliegen, zu Stücken geringer Länge. Diese Stücke aus Spinnfaden, deren Länge zwischen ungefähr 3 mm und 12 mm liegen kann, dienen insbesondere zur Verwendung als Füllmaterial oder Zusatzstoff für thermoplastische Materialien vor ihrer Formung.

Derartige Spinnfäden oder Rovings weisen eine ziemlich geringe Kohäsion auf, so daß die sie bildenden Fasern sich infolgedessen während des Schneidvorganges voneinander trennen. Daraus resultiert die Bildung einer einer beträchtlichen Menge an Flusen, die bei dem Vorgang des bogenförmigen Anstoßens zwischen den Klingen der geschnittenen Fasern rasch den Zwischenraum zwischen den Klingen ausfüllt und somit eine Neigung besitzt, falsche

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ORlGiNALlNSPECTED

Schnitte hervorzurufen.

Es ist bekannt, zum Schneiden von Vorgarnen eine mit radialen Messern versehene umlaufende Trommel zu verwenden, die mit einem ebenfalls aus einer umlaufenden Trommel bestehenden Abstützorgan zusammenwirkt, wobei das Schneiden des Spinnfadens dann erfolgt, wenn es mit der Abstutztrommel in Berührung steht.

Zur Verbesserung des Ausstoßes von Stücken bzw. Stapel des Spinnfadens verwendet man Ausstoßorgane in Form von Standen, die zwischen den Messern angeordnet und exzentrisch gegenüber der die Messer tragenden Trommel montiert sind. Eine 'derartige Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß die beim Schneiden entstehenden Abfälle von Fasern sich in den Führungen zwischen den Ausstoßorganen und den Messern ansetzen. Aus Gründen der mechanischen Reibung und der Stöße von Stahl auf Stahl der Ausstoßorgane in ihren Führungen wird schwarzer Staub produziert, der in die Faserstücke eindringt, welche in das fertige Produkt fallen und es unverkäuflich machen. Ferner ruft die Anordnung von Stahl auf Stahl der Ausstoßorgane in ihren Führungen nach Ablauf einer gewissen Betriebsdauer die Zerstörung dieser Organe und der Führungen hervor, was ihre Erneuerung erforderlich macht. Darüberhinaus arbeitet eine derartige Vorrichtung sehr geräuschvoll, was hinsichtlich der Ermüdung der Arbeiter einen beträchtlichen Faktor darstellt. Schließlich begrenzen die Anordnung von Stahl auf Stahl der verwendeten Elemente und der tönende Schallpegel der Maschine die Umlaufgeschwindigkeit der Maschine und infolge-dessen ihre Herstellungskapazität.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, Stücke (Fadenstapel) geringer Länge herzustellen, die Stücke in sicherer und vollständiger Weise auszustoßen, die Bildung von abgeschnittenen Faserabfällen zwischen den Auststoßorganen und den Führungen zu verhindern und somit ein Verschmutzen

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des fertigen Produktes zu vermeiden, die Lebensdauer der mechanischen Elemente der Maschine zu verlängern, den Schallpegel zu vermindern und die Umlaufgeschwindigkeit und damit die Leistungsfähigkeit der Maschine zu erhöhen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, die Ausstoßorgane durch elastische Einrichtungen in ihrer Stellung zu halten, die Kompression des Spinnfadens auf dem Organ der Abstütztrommel unter der Wirkung des von den elastischen Einrichtungen ausgeübten Druckes und den Ausstoß der abgeschnittenen Stücke unter der kombinierten Wirkung der Zentrifugalkraft und der Entspannung der elastischen Einrichtungen vorzunehmen»

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der von den Ausstoßorganen auf der Abstütztrommel ausgeübte Druck einen guten Antrieb des Spinnfadens ermöglicht und der Ausstoß der abgeschnittenen Stücke direkt beim Austritt aus der Schneidezone erfolgt.

Gemäß einem besonders wichtigen Merkmal der Erfindung wird die Halterung der Ausstoßorgane in ihrer Stellung dadurch gewährleistet, daß sie mit ihren Enden jeweils an mindestens ein elastisches Element angeschlossen sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Rückstellen der Ausstoßorgane im Schneidemoment durch eine elastische, zeitweilige undtLokalisierte Deformation eines ringförmigen elastischen Elementes erleichtert, das diese Organe trägt. Das Rückstellen der Ausstoßorgane erfolgt in einer radialen Richtung gegenüber dem umlaufenden Organ, das die Schneidmesser trägt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zusätzliche ..-.:■'

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Einrichtungen zur Ausübung eines lokalen Druckes auf das die Ausstoßorgane tragende elastische, ringförmige Element vorgesehen, um den Ort der Zonen für die Kompression des Spinnfadens und den Ausstoß der Stücke zu steuern.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mit einem Abstützorgan in Form einer umlaufenden Trommel, einer weiteren parallel zur Achse der ersten Trommel umlaufenden Trommel, die mit radial an ihrem Umfang angeordneten Messern versehen ist, und mit Organen zwischen den Schneidmessern versehen, die den Andruck des Spinnfadens gegen die Wand der Abstütztrommel und den Ausstoß der abgeschnittenen Stücke gewährleistet, wobei jedes der Enden dieser Organe an einen elastischen Kreisring angeschlossen ist.

Die Organe zum Andrücken und Ausstoßen bestehen vorteilhafterweise aus Lamellen, die an ihren beiden Enden in den elastischen Kreisringeη gehaltert sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhafterweise mit einer Einrichtung, beispielsweise Rollen versehen, welche die Deformation der elastischen Kreisringe in einer lokalisierten Zone ermöglichen und damit das Zurückziehen der Ausstoßorgane in der Schneidzone bewirken.

Mit der Anordnung der Lamellen in den elastischen Kreisringen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die folgenden Vorteile erzielt:

- Halterung der Lamellen außer Kontakt mit Führungen, Schneimessern und Trommel-Lamellenträger, dadurch Unterdrückung jeglichen Kontaktes von Stahl auf Stahl dieser Elemente und Reduzierung ihrer Abnutzung und der Gerauschentwicklung;

- Erzielung einer Hin- und Her-Bewegung der Lamellen entlang

der Höhe der Schneidklingen durch Deformation der elastischen,..^ Kreisringe.;

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- Unterdrückung der Ablagerung von abgeschnittenen Faserabfällen, oder von Flusen in den Führungen der Lamellen und Vermeidung der Verschmutzung des fertigen Produktes.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen und an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Teilansicht zur Erläuterung der generellen Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie IH-III der Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1;

Fig. 5 eine schematische Teilansieht zur Erläuterung der generellen Anordnung einer weiteren, mit Rollen versehenen Äusführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung j

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 einen axialen Längsschnitt durch die Anordnung der Vorrichtung nach Fig. 5;

Fig. 8 einen Querschnitt längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7; und in

Fig. 9 eine Teilansicht zur Erläuterung der Anordnung der Schneidklingen.

ViIe aus der schematischen Darstellung nach Fig. 1 erkennbar,

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ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Abstutzorgan oder einem Amboß, im allgemeinen in Form einer um ihre Achse in Richtung des Pfeiles f umlaufenden Trommel 1, einer um ihre Achse in Richtung des Pfeiles f^ umlaufenden Trommel 2, die radial angeordnete Schneidklingen oder -Messer aufweist, und einer Ausstoßeinrichtung in Form von Lamellen 4 versehen. Diese Lamellen sind zwischen den jeweiligen Schneidklingen 3 angeordnet und lediglich an ihren beiden Enden derart gehaltert, daß außerhalb ihrer Arbeitszone sich ihre Oberfläche auf dem Niveau des schneidenden Teiles der Schneidklingen befindet oder sogar leicht um etwa 1/10 bis 2/10 mm darüber vorsteht.

¥ie aus Fig. 3 und 4 erkennbar, ist jede Lamelle 4 an ihren beiden Enden durch einen elastischen Kreisring 5 aus einem elastomeren Formteil gehaltert. Jeder Kreisring ist in eine Kehle in den Flanschen 6 und 7 eingesetzt und in dieser Kehle gegenüber dem Flansch durch seinen Außendurchmesser zentriert. Da die Breite der Kehle größer ist als die Breite eines geradlinigen Querschnittes des elastischen Kreisringes, bleibt zwischen dem kleinen Durchmesser des elastischen Kreisringes und dem kleinen Durchmesser der Kehle ein freier Raum 8 übrig. Auf diese Weise kann der elastische Kreisring deformiert werden und ein geradliniger Querschnitt des Kreisringes kann sich innerhalb der Kehle verschieben.

Sobald ein geradliniger Querschnitt des Kreisringes den Schneidbereich überschritten hat, dessen zentraler Bereich durch die Achse X-X¹ angedeutet ist, so nimmt er .seine ursprüngliche, in Fig. 3 wiedergegebene Stellung ein, und zwar durch die elastische Wirkung, zu der die Wirkung der Zentrifugalkraft hinzukommt. Auf diese Weise ist über die elastischen Kreisringe jede Lamelle abwechselnd einer Hin- und Her-Bewegung unterworfen, die parallel zu den Schneidklingen und entlang der Höhe dieser Schneidklingen erfolgt.

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Der Spinnfaden 10 aus Fasern wird in die Vorrichtung eingeführt und läuft längs der Trommel 1 entlang. Der Spinnfaden durch läuft eine erste Zone, in der es einer Kompression ausgesetzt ist. Diese Kompression oder Andrückung erfolgt durch die Lamellen 4, die den Spinnfaden gegen die Wand der Trommel 1 andrücken, und zwar unter der Wirkung der elastischen Kreisringe 5 und der Wirkung der Zentrifugalkraft, der die Lamellen auf Grund der Rotation der Trommel 2 ausgesetzt sind. Die Schneidmesser führen dann den Schneidvorgang des Spinnfadens durch, der anschließend in eine zweite Zone eintritt, in der der Ausstoß der abgeschnittenen Stücke erfolgt. Während des gesamten Bewegungsbereiches, in dem die Schneidklingen das Zerschneiden des Spinnfadens in Stücke vornehmen, ist der Vorfaden durch die Lamellen gehaltert.

Die Lamellen sind ohne Spiel in den elastischen Kreisringen gehaltert und überstreichen nacheinander die gesamte Breite der Führungskehle, so daß kein Eindringen von abgeschnittenen Faserabfällen zwischen die Lamellen und die Kehle erfolgt; ferner sind sämtliche metallischen Elemente durch den elastischen Kreisring getrennt voneinander, so daß keinerlei Reibung und Stöße von Metall gegen Metall auftritt, was eine Unterdrückung von beträchtlicher Abnutzung/von Lärm zur Folge hat.

Auf Grund der Wirkung der Ausstoßorgane 4, die im Schneidmoment zwischen den Schneidmessern 3 zurückgedrückt sind und die ihre äußere Stellung anschließend wieder einnehmen, wobei sich ihre äußere Oberfläche im wesentlichen auf dem Niveau der schneidenden Kante der Schneidmesser 3 befindet, werden die abgeschnittenen Stücke des Spinnfadens unmittelbar nach dem Schneiden energisch ausgestoßen. Diesem Vorgang überlagert sich die Wirkung der Zentrifugalkraft, die auf diese Stücke einwirkt. Die Ausstoßelemente 4 können jeden beliebigen geradlinigen Querschnitt aufweisen, der sich insbesondere unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Widerstandsfähigkeit eignet. ^-.-..'

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Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsform sind die Schneidmesser 3 auf dem Trommelmesserträger 2 angeordnet; die Ausstoßlamellen 4 zwischen den Schneidklingen 3 sind mit ihren Enden in den elastischen Kreisringen 5 montiert. Die elastischen Kreisringe sind in den Flanschen 6 und 7 angebracht und in diesen Flanschen mit Zapfen 21 positioniert. Die Verschiebungen der Lamellen sind longitudinaler Richtung durch die Kreisringe 5 und die Flansche 6 und 7 begrenzt und ihre transversalen Verschiebungen erfolgen in Abhängigkeit von den Deformationen der elastischen Kreisringe ein Zusammenwirken mit dem Betriebsspiel 8.

Die auf der Trommel 2 angebrachten Schneidmesser 3 sind in Nuten 15 der Trommel 2 mit Hilfe von gewellten Federn 16 verkeilt (vgl. Fig. 9) und an ihren Enden mit den beiden Flanschen 6 und 7 mit konischer Lagerfläche eingespannt. Die Trommel 2 ist auf der Welle 13 mit Hilfe von Kugellagern 19 gelagert. Die aus der Trommel 2 und den Flanschen 6 und 7 bestehende Anordnung ist über vier Zug- oder Spannstangen 20 miteinander verbunden. Die Kugellager 19 ermöglichen dieser Anordnung eine freie Drehung um die Welle 13.

Wie aus den Fig. 5 bis 8 erkennbar, kann die oben beschriebene Vorrichtung in der Nähe ihres Schneidbereiches zwei Rollen aufweisen, die derart in Berührung mit den elastischen Kreis- ■ ringen angeordnet sind, daß jede Rolle beim Umlauf der Vorrichtung durch elastische Deformation jeden geradlinigen Bereich des Kreisringes in Richtung des kleinen Durchmessers der Kehle zurückdrückt, (vergl. Fig. 6).

Die Deformation der Kreisringe 5 erfolgt über die Rollen 9, deren Achsen sich in der Nahe der Ebene der Schneidzone befinden (vgl. Fig. 5).Die Rollen 9 sind auf Achsen 11 montiert, die an Armen 12 befestigt sind. Diese Arme 12 sind stationär, jedoch in ihrer Winkelstellung gegenüber der Welle 13 der

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Trommel 2 einstellbar, die gegenüber dem Rahmen (Gestell) der Maschine fest ist. Diese Winkelstellung ist durch den Winkel angedeutet, der von den beiden einander schneidenden Achsen X-X¹ und VI-YI gebildet wird. (vgl. Fig. 5). Die Anordnung der Achsen der Welle 13 und der Wellen 11 ist gegenüber dem Rahmen 14 fest. . ■ ■

Aus den Fig. 7 und 8 lässt sich entnehmen, daß bei Umlauf der Anordnung mit Trommel 2, Schneidiaessern 3, Ausstoßorganen 4, Flanschen 6 und 7 und Kreisringen 5 um die Achse 13 sämtliche Erzeugenden oder Mantellinien dieser Anordnung und Insbesondere die Erzeugenden der Kreisringe 5 nacheinander die SehneIdebene durchlaufen. Die Rollen 9 deformieren die elastischen Kreisringe in der Nähe dieser Schneidebene, wodurch die Bewegung der Ausstoß organe hervorgerufen wird.

Die Verwendung derartiger Rollen 9 ermöglicht somit die Erzielung der folgenden Vorteile:

- Die Regulierung der Kompressionszone des Fadens und der Ausstoßzone der abgeschnittenen Stücke wird beträchtlich verbessert;

- die Anddruckkraft der Ausstoßorgane auf die Abstützrolle Ist einstellbar, so daß sich insbesondere ein Zerquetschen und Eindrücken des Spinnfadens zwischen der Abstützrolle und den Ausstoßorganen vermeiden lässt;

- die Deformation, die die Rollen auf die die Enden der Ausstoßorgane haltenden elastischen Kreisringe ausüben, verringert die Belastung dieser Kreisringe und erhöht somit ihre Lebensdauer.

Beispiel : Aus Spinnfäden oder Rovings werden abgeschnittene Faserstücke

von 3 heb bis 6 mm Länge hergestellt.

Zu diesem Zweck wird die oben beschriebene Vorrichtung aus einem

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Schärgatter oder Kantergestell mit Spinnfäden versorgt, wobei jeder Spinnfaden 40 000 Tex aufweist. Die Umlaufgeschwindigkeit der die Schneidmesser tragenden Trommel beträgt ungefähr 700 U/min, was einer Vorrückgeschwindigkeit des zu schneidenden Fadens von 250 m/min entspricht. Die erzielte Arbeits leistung beträgt 600 kg/Stunde an geschnittenen Fasern.

Man erhält zerschnittene Fasern ohne Flusen von ausgezeichneter Qualität und Aussehen. Der Effekt des mehrfachen Zerschneidens, bei dem Einzelfasern von geringerer Länge als 3 mm entstehen, wird auf Grund der Wirkung der Ausstoßorgane unterdrückt.

Die gesamte Dauer von Testversuchen erreichte 200 Betriebsstunden, ohne daß zwischendurch eine Reinigung der Schneidtrommel erfolgte. Nach diesen 200 Betriebsstunden wurde festgestellt, daß die Schneidtrommel keinerlei Ablagerungsspuren von kurzen Fasern oder Schlichte aufwies.

- Patentansprüche: -

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abschneiden von Stücken geringer Länge von Mineralfasern, insbesondere von Glasfasern, die in Form von Spinnfäden mit geringer oder ohne Torsion vorliegen, mit einem umlaufenden Organ, das eine große Anzahl von radialen Schneidklingen trägt und mit einem Abstützorgan zur Durchführung des Schneidvorganges zusammenwirkt, wobei Ausstoßorgane zwischen den verschiedenen Schneidklingen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausstoßorgane mit elastischen Einrichtungen gehalten werden und daß die Andrückung des Spinnfadens gegen das Abstützorgan unter der Wirkung der von den elastischen Einrichtungen ausgeübten Belastung vorgenommen wird, während der Ausstoß der . abgeschnittenen Stücke unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und der Entspannung der elastischen Einrichtungen erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßorgane derart angeordnet werden, daß ihre äußere Oberfläche außerhalb ihrer Arbeitszone über das Niveau der Schneidkanten der Schneidmesser vortritt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßorgane derart gehaltert werden, daß sie mit ihren Enden an mindestens ein elastisches Element angeschlossen sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellbewegung der Ausstoßorgane im Schneidemoment durch eine elastische, zeitweilige und lokalisierte Deformation eines die Ausstoßorgane tragenden elasti- -

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sehen Ringelementes erfolgt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückstellbewegung der Ausstoßorgane in einer radialen Richtung gegenüber dem die Schneidmesser tragenden umlaufenden Organ erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Zusatzeinrichtung ein lokaler Druck auf das elastische Ringelement ausgeübt wird, um den Ort der Zonen der Kompression des Fadens und des Ausstoßes der Stücke zu steuern.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Abstützorgan in Form einer umlaufenden Trommel, einer um eine Achse parallel zur ersten Trommel umlaufenden zweiten Trommel, die mit radial angeordneten Schneidmessern an ihrem Umfang und zwischen den Schneidmessern angeordneten Organen zum Andrücken des Spinnfadens gegen die Wand der Abstütztrommel und Ausstoßen der abgeschnittenen Stücke versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden der Ausstoßorgane an einen elastischen Kreisring angeschlossen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der Organe zum Andrücken und Ausstoßen außerhalb der Schneidzone, wo das Rückstellen dieser Organe erfolgt, über das Niveau der Schneidkanten der Schneidmesser vorsteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e η η zei chnet , daß die Organe zum Andrücken und Ausstoßen aus Lamellen bestehen, die zwischen den Schneidmessern"

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angeordnet und an ihren beiden Enden in elastischen Kreisringen gehaltert sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 Ms 9> g e k en η ζ e i c h η et durch eine Einrichtung, mit der der elastische Kreisring in einer lokalisierten Zone unter Rückstellung der Andrück- und Ausstoßorgane in der Schneidzone deformierbar ist»

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h net,, daS die Einrichtung zur Deformation des elastischen Kreisringes aus einer Rolle besteht,

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, g e k e η η ζ ei c h net durch einen in Form einer Kehle ausgebildeten ringförmigen Sitz für die Deformation des: elastischen Kreisringes, welcher das erforderliche Spiel für die Deformation aufweist.

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