JP3195270U - 反応性樹脂の水平鋳型プレス - Google Patents

Abstract

【課題】種々の分野に向けられた他の発泡製品を製造するのに用いられ、比較的低い鋳型圧や、構造的に単純なプレスを用いて、高度な自動化に適合させる反応性ポリマー混合物用の水平鋳型プレスを提供する。【解決手段】プレス１０は、水平に延びる前後軸を有するベースフレーム１１と、該ベースフレーム１１の一端に第１鋳型部材１３の側端あるいは前方支持プレート１２が強固に固定される。一方、第２鋳型部材１４は、上部および下部水平タイロッド（１６Ａおよび１６Ｂ）に沿って移動可能であり、前記第１鋳型部材１３用の前方支持プレート１２と、前記フレーム１１の他端に強固に固定された、後方あるいは側端プレート１７との間を延びる中間プレート１５によって支持されている。スライドガイド１８は、可動プレート１５をガイドするように支持する下部タイロッド１６Ｂの下方のフレーム１１に設けられ、タイロッド１６Ａ、１６Ｂの撓みや不時の磨耗を防止する。【選択図】図１

Description

本考案は、ポリオールやイソシアン酸塩など、複数の化学反応性液体成分を混合することによって得られる反応性ポリマー混合物、例えばポリウレタン樹脂から、発泡製品をモールド成形するのに適した水平プレスに関する。

特に、本考案は、凹みを有する鋳型によって、車両用の駆動ホイールを製造する水平プレスに関する。鋳型の凹みは、駆動ホイールあるいは鋳型製品の複雑なデザインに一致する。実際、本考案に係るプレスは、種々の分野に向けられた他の発泡製品を製造するのに用いられ、比較的低い鋳型圧や、構造的に単純なプレスを用いて、高度な自動化に適合させる必要がある。

水平プレスは、プラスチックの射出鋳型に幅広く使用される。この分野では、溶融熱可塑性材料を、鋳型の凹みに高圧で射出させる。この種のプレスでは、ベースフレームに沿って摺動自在に固定された、第一の半鋳型を支持する第一の固定プレートと、第二の半鋳型を支持する第二の可動プレートを備える。プレスでは、プレートの一つに、取り外し自在に係合するのに適した頑丈なタイロッドが設けられ、他のプレートに部材をロックする。この種のプレスは、特許文献１、特許文献２、および特許文献３に例示される。

また、他のタイプのプレスは、溶融熱可塑性樹脂のインジェクションモールディング分野で使用される。また、２つの半鋳型のうち一つの可動支持プレートは、他の半鋳型の固定支持プレートと、アクチュエータ用の支持カウンタプレートの間に位置し、特許文献４、特許文献５、および特許文献６に例示されるように、４つの頑丈な水平コラムによって固定プレートに強固に接続する。

この種のプレスは、高粘性の溶融熱可塑性樹脂材料を射出するのに必要で、鋳型内の大きな圧力に耐えるのに適した複雑で頑丈な構造である。さらに、成形品に対する負荷の加重又は軽減の自動化や、半鋳型の内表面へのアクセスには困難が伴う。自動化装置では、大きな柱や、プレスのプレート間でのロッド接続は、２つの半鋳型の間に挟まれた領域にアクセスするのを困難にする。

さらに、溶融熱可塑性樹脂をモールドするプレスでは、鋳型の凹みの複雑なデザインの鋳型で、材料の溶融質量を等しく分散させるため、鋳型の長手方向に延びる前後軸に平行に側方から中央に射出する。

溶融熱可塑性物質の加圧インジェクション技術では、空気やガスの泡や成形品の不完全さを引き起こすので、インジェクションの凹みと鋳型製品の表面の間に集積する化学反応を進行させ、鋳型内の空気やガスの性質や、化学反応物質の液体混合物から既知のＲＩＭ技術（Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｕｌｄｉｎｇ）にかかる発泡液体ポリマー樹脂の使用に適さない。

既知のＲＩＭ技術により、化学反応成分の液体混合物から、発泡樹脂製品の鋳型に、例えば、ポリウレタン樹脂の分野で、樹脂の膨張時に閉塞鋳型内に生成する圧力は、熱可塑性材料のインジェクション鋳型で必要とされるものよりかなり小さく、通常、構造的に簡単なプレスが使用される。例えば、表面の膜を形成するのに適したポリウレタン樹脂を発泡することで得られる、車両の駆動ホイールの製造には、メタルフレームが予防的に取り入れられた、２つの対向する半鋳型の凹みに樹脂を射出する。

この種のプレスは、特許文献７、特許文献８、および特許文献９の図４〜７に例示される。この種のプレスは、以前に引用した文献に明瞭に示されるように、鋳型の垂直方向の開閉動作に関連し、通常、垂直プレスに言及している。この２つの半鋳型と、その結果物としての鋳型の凹みは水平面に配置される。

米国特許第４，８７４，３０９号公報 米国特許第６，２５０，９０５号公報 日本特許第４，１６９，５５４号公報 米国特許第５，２５２，２８６号公報 米国特許第５，７７３，０４９号公報 国際公開ＷＯ９８／１９８５０号公報 米国特許第５，５４０，５７６号公報 日本特許第５８，２０９，５３５号公報 欧州特許第０，４６１，５２２号公報

この種の垂直プレスでは、今日の技術では、抽出器に、発泡駆動ホイールを下部半鋳型から取り除いた後に、発泡駆動ホイールの手動による型抜きを含む。駆動ホイールの型抜きやバリを除去した後に、入手可能なカラーリングまたは解除剤を鋳型の凹みに噴霧し、オペレータは、新しい駆動ホイールの製造用鋳型を手動で清掃し、準備する必要がある。その後、オペレータは、プレス閉封やその後のポリウレタン混合物のインジェクションサイクルを可能にしつつ、新しい駆動ホイールの強化メタルフレームを挿入する。

この種のプレスでは、一般に、完成品の除去、２つの半鋳型の清掃や準備が必要になるので、全体として自動化した状態で操作するのが難しい。また、プレスは、全体として大きなサイズが必要で構造的に複雑になり、ヒトや自動システムにとって、鋳型製品ないし差し込まれたインサートを除去し、２つの半鋳型にアクセスするのは難しい。さらに、鋳型の凹み表面を清掃し準備する自動システムを使用する場合も同様である。

ＲＩＭ技術によると、発泡製品をモールドするための垂直プレスでは、２つの半鋳型の水平的な配置や、反応性液体混合物を鋳型の閉塞凹みに射出することについて、さらなる問題がある。

実際、種々の引用文献で知られるように、反応性液体混合物は、実質上、鋳型の一側から、２つの半鋳型の接触面と一致する水平面に射出する。従って、反応性混合物が膨張する間に、鋳型の凹み内に拡がる空気や反応ガスは、膨張泡と鋳型凹みの表面の間、特に、複雑なデザインの鋳型に封じ込められて留まりやすい。鋳型内表面に固着し、通気路のない空気又はガス泡は、鋳型製品に形成される表面あるいは構造上の欠陥を引き起こす。
（本考案の目的）

本考案の目的は、ＲＩＭ技術を使用するのに適した化学反応性ポリマー成分の液体混合物から得られる発泡ポリマー樹脂製品の鋳型用プレスを提供することにある。この技術は、極度に簡略化した構造であり、ヒトやロボット化したオペレータが、鋳型の２つの部材間に形成される作業領域に容易にアクセスすることができる。

本考案のさらなる目的は、上述したように、発泡ポリマー樹脂製の製品をモールドするプレスを提供することにある。ここで、鋳型の凹み内部に空気泡ないし反応ガスの生成や固着を、自然通気の助けを借りて減らし除去する。

本考案の他の目的は、発泡ポリマー樹脂や、化学成分の投与・混合装置の製品をモールドするプレスと、極度に限られた大きさの鋳型に運ぶべき液体混合物用の可能な添加剤を組み合わせてなる統合装置を提供することにあり、異なる作業エリアに容易に移動でき、最適なコンテナに封じ込めることができる。

上記は、第一および少なくとも第二の鋳型部材の凹み形状に、第一および少なくとも第二のポリマー成分の反応性液体混合物を射出することによって発泡樹脂の水平鋳型プレスで達成される。
この鋳型プレスは、
長手方向に延びる前後軸を有するベースフレームと、
該ベースフレームの前記前後軸に直交して配される垂直面に沿って延びる、第一の鋳型部材用の第一の固定支持プレートと、
前記と平行に配された第二鋳型部材を支持する第二の可動プレートと、
前記ベースフレームの前記前後軸に平行に配される第一固定プレートと前記ベースフレームに固定されたカウンタプレートの間を延びる、可動プレート用の少なくとも一対のガイドロッドと、
鋳型の開閉、プレスの初期荷重、鋳型の閉状態における前記２つの鋳型部材のロッキング圧用に構成された、可動プレートに操作可能に接続されるリニアアクチュエータを、含む。
本考案の他の面では、水平鋳型プレスは、発泡製品を生産するように設けられ、前記前後軸を有するベースフレームと、
該ベースフレームの前記前後軸に直交して配される、前記ベースフレームに固定された第一および第二の垂直に延びるサイドプレートと、前後あるいは側端プレート間のベースフレームの前後軸に平行に延びるサイドタイロッド、あるいはサイドエンドプレートと、前記鋳型プレスのサイドエンドプレート間で移動可能に支持される第三の中間プレートと、
鋳型の第一の前進閉位置と退避開位置との間の中間プレートを移動させる、中間プレートに操作可能に接続されるアクチュエータと、
射出ゲートが、鋳型の凹み底部から、反応性液体混合物を上方に射出するように、垂直面に向けられたスリットで構成される、混合物を射出する射出ゲートを備える。
前記タイロッドは、ロボット装置を横方向に入れ、上部から鋳型製品を除去するような距離を保ち、前記サイドエンドプレートに固定しあるいは係留することができ、その結果、インサートを差し込んで、ないし前記鋳型の２つの部材の清掃ないし準備を実行する。
ある実施形態によると、前記プレスは、サイドエンドプレートに斜め方向に対向する頂部コーナおよび底部コーナに、複数のサイドタイロッドを備える。
ここで、前記タイロッドはサイドエンドプレートに強固に固定され、あるいは、少なくとも一つの上部タイロッドは、サイドエンドプレートの一つによって摺動自在に支持され、サイドエンドプレートを強固に接続する前進状態と、前記サイドエンド支持プレートに関して退避位置の間で、アクチュエータを移動可能に接続される。その結果、同調的な連動によって前進あるいは退避するため、中間プレートや上部タイロッド、或いはタイロッドを製造する、選択的に駆動可能な制御アクチュエータを提供する。
本考案に係る水平プレスの、これらや更なる特徴は、以下の説明および添付図面から明瞭である。

図１は、第１実施形態において閉状態におけるプレスの斜視図である。 図２は、閉状態において図１のプレスの側面図である。 図３は、プレスの開状態において上部タイロッドが前進した状態で、図２に類似する側面図である。 図４は、上部タイロッドが退避した位置で、図３に類似する側面図である。 図５は、可動タイロッドのロック装置の詳細である。 図６は、閉状態において鋳型の断面図である。 図７は、図６の７−７線に基づいて、鋳型の２部材のうち一つの図である。 図８は、供給・投与ポリマー成分を結合した、プレスの第２解決手段を示す。 図９は、供給・投与ポリマー成分用の装置を結合した、プレスの第３解決手段を示す。

図１および５の実施例を参照し、プレス１０は、水平に延びる前後軸を有するベースフレーム１１と、該ベースフレーム１１の一端に第１鋳型部材１３の側端あるいは前方支持プレート１２が強固に固定される。一方、第２鋳型部材１４は、上部および下部水平タイロッド（１６Ａおよび１６Ｂ）に沿って移動可能であり、前記第１鋳型部材１３用の前方支持プレート１２と、前記フレーム１１の他端に強固に固定された、後方あるいは側端プレート１７との間を延びる中間プレート１５によって支持されている。

スライドガイド１８は、可動プレート１５をガイドするように支持する下部タイロッド１６Bの下方のフレーム１１に設けられ、タイロッド１６Ａ、１６Ｂの撓みや不時の磨耗を防止する。

さらに、実施形態に示すように、可動プレート１５には、上部タイロッド１６Ａおよび下部タイロッド１６Ｂに沿ってスライドする４本のスリーブ１５´が設けられる。

状況を表示すると、２本の下部タイロッド１６Ｂは、プレート１２および１７に強固に取り付けられる。一方、２本の上部タイロッド１６Ａは、図示のように、図１〜３の前進位置と図４の退避位置の間で、長手方向にスライド可能な後方プレート１７によって移動可能に支持される。

この目的のため、各摺動可能な上部タイロッド１６Ａは、例えば、プレート１７の後方に延びる、油圧あるいは電動シリンダを構成する各リニアアクチュエータ１９に作動可能に接続される。

図５に詳細に示すように、各可動タイロッド１６Ａは、前方プレート１２の隅で各孔を通るテーパ状ヘッド１６Ｃに至り、前方プレート１２のフロント側に固定されたロック部材２１に係合する。このロック部材２１は、いかなる方法にも構成することができ、例えば、ガイド２２´内で垂直方向に可動なスライド２２からなり、リニアアクチュエータ２３に作動可能に接続される。このスライド２２は、タイロッド１６Ａのテーパ状ヘッド１６Ｃに係合する開スロット２４を有する。

プレス１０には、図１および２に示す、２つの鋳型部材１３、１４の前進した閉位置と、図３および４に示す、退避した開位置との間で、可動プレート１５を駆動するリニアアクチュエータ２５が設けられる。リニアアクチュエータ２５は、前記プレスに初期荷重をかけ、閉位置で２つの鋳型部材の圧力をロックした状態を維持するのに、鋳型の閉状態で機械的あるいは電気的にロックすることができる。

可動プレート１６の制御アクチュエータ２５は、任意な態様で構成することができ、任意の形式でもよい。そのケースを示すと、アクチュエータ２５は、２つの棚２５Ａによってプレート１７の背後に固定された空気シリンダからなり、アクチュエータ２５は、順に、ダブルトグル装置２６によって可動プレート１５に機能的に接続される。例えば、図２に示すタイプでは、反応性ポリマー混合物を供給する前に、プレスの全体構造に予め荷重をかけ、可動プレート１５を、鋳型１３、１４の閉状態の固定プレート１２に機械的にロックする。

実施形態に示すように、アクチュエータ２５は空気シリンダからなるが、アクチュエータ２５は、任意の形態、例えば、油圧あるいは電動でも可能である。特に、制御タングを鋳型近辺に維持するように供給する直動モータ、あるいは、制動付のギアモータでも可能である。トグル２６は、アクチュエータ２５および可動の中間プレート１５の間に直動で接続し、他の形態でもよく、あるいは、全体としてなくしてもよい。

図６および図７について、本考案に係る水平プレスの特徴は、以下に開示する。すなわち、鋳型は、車両用駆動ホイールを製造するように構成されるにも拘わらず、図示実施形態とは関係なく、鋳型の凹みは発泡製品を製造するのとは異なって構成される。

駆動ホイールの場合、鋳型の２つの部材１３、１４は、垂直平面に配された環状の凹み３０を形成し、それ自体既知のように、金属電機子は、スポークによって中央のハブに連結する周辺リングを構成するように配置され、周辺リング、スポーク、および中央のハブの一部は、鋳型の凹みに配置された後に、発泡材料、例えば、ポリウレタンフォームあるいは表面の膜を形成するのに適した、他のポリマー材料でコーティングされる。

適当な発泡ないし色彩剤で化学的に反応性を有する、第１および少なくとも第２の成分からなる、液体ポリマー混合物は、例えば、２つの鋳型部材のうち一つの下端、例えば、可動の鋳型部材１３に、鋳型の水平軸に平行に位置する、高圧混合装置３１によって鋳型の凹み３０に射出される。

さらに、図６および図７について、水平型の成形プレスにおいて、鋳型の凹み３０は、図６の閉状態の２つの鋳型部材１３、１４間の接触面に一致する垂直平面を延びる。

混合装置３１は、供給路３３によって鋳型の凹み３０と、次第に拡散して鋳型の凹み３０の底側から上方に向けて、反応性ポリマー混合物を射出するための狭いスリットに至る射出ゲート３４に、順に接続する。

実験による試験で、開示された型の水平プレスでは、発泡ポリマー材料の鋳型製品の場合に、鋳型の凹みや反応性液体混合物の射出ゲートの特殊な垂直配置に、種々の利点を有することが、事実上確認されている。

特に、鋳型の軸であるプレスの水平配置や、適当な距離を隔て、可動ないし固定の周辺タイロッドによって２つの側板の接続は、鋳型の作動を特に容易にする。特に、鋳型の準備作業、鋳型品の挿入や除去の配置は、ヒトによるオペレータや機械の両方で、鋳型の開状態でプレスの作業エリアに容易にアクセスできる。

また、鋳型の凹み３０の垂直配置は、凹み３０のボトム側から混合物を上方に供給しつつ、反応性ポリマー混合物の射出ゲートを垂直面に向けることも可能である。したがって、この鋳型の凹みと射出ゲートの特殊な垂直配置は、反応性混合物を底部から頂部に向けて射出させることができ、その結果、泡の上昇は、鋳型からエアや化学反応時に生成するガスの換気を容易にする。このように、エアやガスの泡は上方に引きずられ、換気の開口を通って排出し、構造的かつ美観的に欠陥のある鋳型製品の成形を防止する。

残りの図８および図９は、他の２つの可能な解決策を示し、この解決策は、プレスの一般的な特徴に影響を及ぼさない。

図８は、図１ないし図４とは異なり、可動プレート１５は、単に、２つのタイロッド、すなわち、プレスのプレートの隅で摺動可能な上部タイロッド１６Ａ、および、その対角線上で対向する隅に下部タイロッド１６Ｂに沿って摺動可能であり、可能な限り、ベースフレーム１１上に２つの下部ガイドを追加的に設ける。状況を図示すると、下部タイロッド１６Ｂは固定されるが、上部タイロッド１６Ａは、先の場合のように、軸方向に移動可能である。対角線上に位置するタイロッド１６Ａおよび１６Ｂは、すべて適度の距離を保って固定することができ、鋳型の２つの部材１３、１４の間に含まれる作業領域に接近することが可能である。

図８において、先の図面で同じ参照番号は、類似あるいは等価な部品を表示するのに用いられ、可動プレート１５のアクチュエータ２５は、スクリューギアや、図１から図４までの空気圧あるいは油圧のアクチュエータを置き換える反応装置からなる。

さらに、図８に、プレス１０と、反応性ポリマー成分を混合装置３１に供給・投与する装置の組合せが示された。ポリマー成分を投与・供給する装置２８は、メインフレーム２４によって支持され、プレスのベースフレーム１１が位置し、取り外し可能に取り付けられる。このように、プレス１０および投与装置２８の全体の組立は、適当な容器で除去し、かつ運ぶことができる。

図９は、図８とは異なる解決策を示し、ロッキングトグル装置２６は取り除かれ、スクリュー型電動アクチュエータ２５は、可動プレート１５に直結される。この場合、プレスの封止、構造物への初期荷重、２つの鋳型部材１３、１４の圧力ロッキングトグルは、操作状態でスクリュー型アクチュエータ２５の電動モータを保持することによって可能である。

図１乃至図５を参照すると、図１に示すプレスの閉位置から、可動な上部ガイドロッドで構成されたプレス作業が開示される。この状態では、2つの上部タイロッド１６Ａは、各ロック装置２１によって前部固定プレート１２に取り付けられた前進状態にある。さらに、図１では、可動プレート１５は、２つの鋳型部材１３、１４がリニアアクチュエータ２５によってまたトグルレバー装置２０によって、閉位置まで押されて前進状態にある。したがって、これらの状態は、高圧混合ヘッド３１によって液体ポリマー混合物を鋳型の凹み３０の底側から垂直かつ上方に向けて供給することができる。

鋳型や噴出ゲート３４の底部における垂直配置の観点から、混合物は泡立って上昇するので、鋳型の凹み内の空気やガス泡を引き出して排出する。

ポリマー混合物は、反応してある重合度に達した後に、成形品を除去すべきである。よって、図３に示すように、可動プレート１５は、移動して２つの鋳型部材１３、１４を開口し、よって、制御アクチュエータ１９で連続的に作動させることによって、後方プレート１７まで退避する。上部タイロッドが可動である場合、ロック装置２１の解除後に、上部タイロッド１６Ａは退避する。従って、プレスは、図４に示すような開構造にあり、２つの部材１３、１４間のエリアが、成形品を除去し、その後のモールド過程での鋳型の清掃や準備を行うように構成されたヒトあるいは機械による操作で、１または複数の側から自由にアクセスできる。プレスは、再度、選択的かつ連続的に制御アクチュエータを作動させることで閉鎖される。

図面の実施例において言及され示された点から、極度に簡略化した水平プレスは、成形品を除去し、鋳型を清掃して準備するのに必要な操作の、高度のオートメーション化や迅速化を可能にする、作業領域への容易なアクセスは、ツールを挿入することができることを認識すべきである。

Claims (11)

1. 長手方向に延びる前後軸を有するベースフレーム（１１）と、
   前記ベースフレーム（１１）の前記前後軸に直交するように配された垂直平面に延びる、前記ベースフレームに固定された第一の鋳型部材（１３）の第一の支持プレート（１２）と、
   前記と平行な第二の鋳型部材（１４）用の第二の可動支持プレート（１５）と、
   前記第一の固定プレート（１２）と、前記ベースフレーム（１１）に固定されたカウンタプレート（１７）の間に延び、前記ベースフレーム（１１）の前記前後軸に平行に配された前記可動プレート（１５）用の少なくとも一対のガイドタイロッド（１６）と、
   前記鋳型の開閉を制御し、前記プレスに初期荷重を加え、前記鋳型の閉状態で前記２つの鋳型部材（１３，１４）に圧力をロックするように構成された、前記可動プレート（１５）に操作可能に接続されたリニアアクチュエータ（２５）と
   を含む、反応性ポリマー材料の発泡製品を製造するのに適した水平鋳型プレス（１０）。
2. 前記鋳型部材（１３、１４）は、垂直方向に向けられた出口スリットが、前記鋳型部材（１３、１４）の凹みの底側から上方に反応性混合物を射出するように位置付けられた、反応性混合物の射出ゲート（３４）を含むことを特徴とする、
   第一および第二の鋳型部材（１３,１４）間の凹み（３０）に、第一および少なくとも第二のポリマー成分の反応性液体混合物を射出することによって、発泡樹脂をモールドするのに適した、請求項１に記載の水平鋳型プレス（１０）。
3. 前記一対のガイドタイロッド（１６）は、前記プレス（１０）の一側に上部タイロッド（１６Ａ）と、これに対向するプレスの他の一側に下部タイロッド（１６Ｂ）と、前記ベースフレーム（１１）に可動の中間プレート（１５）用のガイド（１８）とを含む、請求項１又は２に記載の水平プレス。
4. 少なくとも一つのガイドタイロッド（１６Ａ）は、退避可能であり、各リニアアクチュエータ（１９）に操作可能に接続され、前記第二の鋳型部材（１４）を支持する可動プレート（１５）のリニアアクチュエータ（２５）に選択的かつ連続的に駆動可能である、請求項３に記載の水平プレス。
5. 一対の下部固定タイロッド（１６Ｂ）と、前記第二の鋳型部材（１４）を支持する可動プレート（１５）の前記リニアアクチュエータ（２５）に連続して選択的に駆動可能な各リニアアクチュエータ（１９）に操作可能に接続された一対の上部退避可能タイロッド（１６Ａ）とを含む、請求項１又は２に記載の水平プレス。
6. 前記第一の鋳型部材（１３）用の前記固定支持プレート（１２）は、前記退避可能タイロッド（１６Ａ）用のロック部材（２１）を含む、請求項４又が５に記載の水平プレス。
7. 前記可動プレート（１５）用の前記リニアアクチュエータ（２５）は、油圧アクチュエータからなる、請求項１又は２に記載の水平プレス。
8. 前記可動プレート（１５）用のリニアアクチュエータ（２５）は、直動電動モータで、あるいは、制動付の減速ギアモータで駆動される、ローラあるいはボール循環スラストネジ、を含む、請求項１又は２に記載の水平プレス。
9. 前記２つの鋳型部材（１３、１４）は、車両用の駆動ホイールを製造するように構成された鋳型の凹み（３０）を含む、先行する請求項のいずれかに記載の水平プレス。
10. 前記鋳型（１３、１４）の凹み（３０）に反応性混合物を供給するための高圧混合装置（２８）を組合せた、先行する請求項のいずれかに記載の一組の水平プレス（１０）。
11. コンテナに収容する大きさを有する、請求項１０に記載の水平プレス（１０）と反応性混合物を供給するための一組の混合装置（２８）。

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