TW202134164A - 纜線捲繞裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種纜線捲繞裝置,該纜線捲繞裝置搭配用於捲繞及儲存纜線之儲存捲筒使用。該纜線捲繞裝置包括一拉緊單元,用於在纜線被捲繞至儲存捲筒上時調整纜線之張力。該拉緊單元在該儲存捲筒之相對端之間穿過一路徑。本發明亦揭示了使用該裝置捲繞及退繞纜線之方法。
Description
本發明係關於一種將纜線捲繞至一儲存捲筒上之領域。
當捲繞纜線至一儲存捲筒上,必須保持纜線處於張力狀態。捲繞時纜線鬆弛可導致纜線損壞,歸因於纜線之擠壓或刻痕。通常需供應所需纜線張力,且在本技術領域中此係使用一專用拉緊單元來實施。此等緊單元有多種名稱,諸如轉移單元、線性拉緊單元(LTU)或線性絞車。
在圖1示意圖所繪示之一習知纜線捲繞設備中,拉緊單元(2)固定到位,且一纜線(4)通常從拉緊單元(可能藉由一滑輪之方式)轉移至一儲存捲筒(8)之纜線儲存部分(6)。定位於拉緊單元及儲存捲筒之間之一捲繞器件(10)可將纜線之捲繞導引至捲筒中。當纜線捲繞至捲筒上時,藉由纜線與滑輪中心線之夾角從纜線儲存部分之一(第一)端(12)處之一最大值减小至零,隨後至纜線儲存部分之其他(第二)端(14)處之一最大值。
纜線延伸至捲筒上之最大角度(即當將纜線送入一捲筒之儲存部分之一邊緣時,纜線延伸至捲筒上之方向與捲筒軸線正交之一平面之間之夾角)稱為偏離角。從一定距離朝向一捲筒延伸之纜線必須彎曲至偏離角,以便輸送至捲筒上。
為清晰明了,圖1中放大了偏離角。在判定最大可行偏離角時,幾個因素起作用。此等包含捲繞纜線之性質及尺寸,及儲存捲筒是否開槽。然而,實務上,可用之最大偏離角大體上為1.5°至2°。使用超過此值之偏離角會導致諸如捲繞不良,及歸因於摩擦、破碎或磨損之纜線過度磨損之問題。若偏離角太小,則會產生歸因於纜線堆積之問題。
將偏離角保持在2°或以下之需要導致拉緊單元/滑輪與捲繞器件/儲存捲筒之間之一對應較大距離。此距離係失落空間,且在空間有限之情况下(舉例而言,在海船上)會造成一嚴重問題。本發明旨在提供一種更緊湊之配置,該配置可充分地將纜線捲繞至一儲存捲筒上。
退繞纜線之反向操作可更簡單,此係因為控制纜線在儲存捲筒上之位置並非必需。然而,在退繞期間控制纜線之張力仍然重要,且本發明之實施例通常亦將對退繞纜線有用。
在一第一態樣中,本發明提供一種搭配用於捲繞纜線之一儲存捲筒使用之纜線處置裝置,其包括:
一支撐件(例如,一基座);
一行進部件,該行進部件可移動地安裝至該支撐件上;
一拉緊單元,以用於調節該纜線之張力,該拉緊單元安裝於該移動行進部件上,且具有一纜線入口點及一纜線出口點,由此,纜線當存在時,從該纜線出口點延伸至該儲存捲筒;
其中該行進部件可移動地安裝至該支撐件上,使得該纜線出口點穿過第一位置與第二位置之間之一路徑,在該路徑中,拉緊單元分別向或從該儲存捲筒之一纜線儲存部分之相對第一端及第二端供給纜線。
因此,該拉緊單元之該纜線出口點在操作期間行進。該拉緊單元藉此調節纜線張力,且透過其運動來調節纜線在儲存捲筒上向後及向前之導引。然而,可大幅减少一習知拉緊單元與一習知捲繞器件之距離,該距離通常需要保持偏離角在一可接受範圍內。因此可在不損失任何技術功能之情况下,達成比習知系統更緊湊之一系統。
纜線處置裝置通常亦能够在使用拉緊單元調節該纜線之張力之同時,從儲存捲筒中退繞纜線,儘管此並非必需。
纜線入口點係指在捲繞至儲存捲筒上時,拉緊單元首先接收纜線接觸之點。纜線出口點係指拉緊單元之一點,纜線從該點延伸至儲存捲筒。在退繞期間,纜線移動之方向將反向。
通常,該裝置經構形使得纜線直接從纜線出口點延伸至儲存捲筒,即不與任何可能導致其彎曲之元件(諸如一滑輪或輪子)接觸。該行進部件及拉緊單元較佳地經構形使得纜線當存在時,從該纜線出口點沿直線延伸至該儲存捲筒。
該行進部件及拉緊單元較佳經配置使得其等調節纜線捲繞至儲存捲筒上之位置。該行進部件及拉緊單元之移動藉此調節纜線在纜線儲存捲筒上之第一端及第二端之間之向後及向前供給。該行進部件及拉緊單元可一起用作一捲繞器件。
從纜線出口點延伸至儲存捲筒之纜線以一直線延伸,以最大幅度地减少導致磨損或損壞之纜線彎曲。
該拉緊單元通常抓住纜線及推動纜線沿其長度移動。該拉緊單元可係一線性拉緊單元。在此一構形中,該纜線沿一直線穿過該拉緊單元,及進入該儲存捲筒之該纜線儲存部分。因此,避免了該纜線之過度彎曲。以此方式,最小化該纜線之磨損及損壞。然而,該拉緊單元可係一彎曲拉緊單元或一轉移單元。
拉緊單元可包括一滑輪及一傳動帶。以便在此構形中避免該纜線過度彎曲或扭結,該纜線在一切點離開該滑輪。纜線離開該滑輪後,其進入儲存捲筒之纜線儲部分。該滑輪及傳動帶一起對該纜線施加一壓縮力。纜繩在滑輪與傳動帶之間擠壓或扣緊。當該滑輪旋轉及該傳動帶移動時,纜線與滑輪及傳動帶之間之摩擦力將運動傳輸至纜線。該滑輪可包括用於纜線之一凹槽。
在一進一步配置中,拉緊單元可包括兩個相對傳動帶,當就位時,該等傳動帶將約束該纜線以使其沿傳動帶之間之一彎曲路徑移動。在此配置中,該兩個相對傳動帶經配置以擠壓或扣住該纜線,因此對該纜線施加以軸向力。當該傳動帶移動時,該傳動帶與該纜線之間之摩擦使該纜線沿其軸線方向移動。
最佳將該第一位置及該第二位置與纜線儲存部分之該第一端及該第二端對準。通常選擇該第一位置及該第二位置以將纜線直接供給至纜線儲存部分之該第一端及該第二端。因此,該拉緊單元及該行進部件可作為一捲繞單元。
該行進部件可樞轉地安裝於該支撐件上(通常在該第一端)。一樞轉座使得該行進部件能够在該第一位置與該第二位置之間穿過該路徑。此路徑係一弧線。在此情況下,該拉緊單元之纜線出口點在該第一位置與該第二位置之間穿過一弧線。
因此,該第一位置及該第二位置之間之路徑可係彎曲的,舉例而言,一弧線。在行進部件僅可樞轉地安裝於該支撐件之一構形中,行進部件與該支撐件之間沒有平移自由,該第一位置與該第二位置之間之路徑將彎曲。此一構形既容易構造,又具有機械穩定性。
該行進部件可係平移地耦接至該支撐件,使得該纜線出口點在該第一位置與該第二位置之間橫向移動。該裝置之此一配置將纜線在與線圈接觸點處之任何橫向張力降至最低,此係因為其在捲繞至纜線儲存捲筒上或從纜線儲存捲筒上展開時,始終與捲筒軸成直角。因此,該拉緊單元至纜線出口點可在該第一位置及該第二位置之間來回移動,通常以一直線移動。
該纜線處置裝置還可進一步包括一行進部件驅動機構,以驅動該行進部件相對於該支撐件之移動。以此方式,路徑可以一可控方式通過。此使得纜線能够受控地捲繞至儲存捲筒上,藉由儲存捲筒接收至纜線通常在該儲存捲筒之纜線儲存部分之該第一端及該第二端之間交替地向前及向後延伸。
該機構可包括一起重螺釘、一自轉螺釘、一傳動帶、一線性致動器,或受控運動之任何其他構件。此等選項之各者提供一驅動機構之一穩定機械實施方式,以驅動該行進部件相對於該支撐件之移動。
通常,該裝置包括一驅動機構,該驅動機構經構形以驅動該拉緊單元以供給纜線。通常,該裝置包括一驅動機構,該驅動機構經構形以旋轉該儲存捲筒以捲繞纜線。該裝置可進一步包括一儲存捲筒。
在一進一步可能的開發中,可有一種驅動機構,該驅動機構經構形以驅動拉緊單元以供給纜線,且驅動一儲存捲筒旋之旋轉以協同捲繞纜線兩者。因此,該驅動機構可一起調節穿過該拉緊單元之纜線之移動速率及一儲存捲筒之旋轉速率。該拉緊單元及儲存捲筒可藉此分擔推動纜線之負載。此减少必須在沿纜線任何點上施加至纜線上至最大力,從而最大幅度地减少磨損及損壞。該驅動機構可調節該拉緊單元與該儲存捲筒之間之該纜線的張力。
該纜線處置裝置可進一步包括一馬達,以操作該機構,以驅動該行進部件相對於該支撐件之移動及/或該儲存捲筒及/或該拉緊單元之旋轉,以使纜線沿其軸線移位。
該拉緊單元可包括單獨第一夾持區域及第二夾持區域,該等區域沿纜線之長度隔開,其中在各區域中,纜線從兩側夾緊,且在使用時沿一軸線方向推動。各夾持區域通常包括位於該纜線之任一側之第一夾持部件及第二夾持部件。該第一夾持部件及/或該第二夾持部件可包括一傳動帶。該(等)傳動帶在該等夾緊區域可係線性。該等夾緊區域之一個或兩者可藉由一傳動帶部分捲繞在一滑輪上形成。該滑輪或各滑輪可包括用於導引該纜線之一凹槽。該第一夾持區域及該第二夾持區域可推動該纜線沿一直線移動。該拉緊單元可係一線性拉緊單元。該拉緊單元可經構形以導引該纜線彎曲。該第一夾持區域及/或該第二夾持區域可彎曲,舉例而言,該第一夾持部件可係一彎曲部件(例如,一傳動帶)及該第二夾持部件可包括一滑輪,該滑輪在纜線使用時部分延伸。
本發明在第二態樣延伸至一種將纜線捲繞之儲存捲筒上之方法,該方法利用拉緊單元拉緊該纜線,由此該纜線進入該拉緊單元之一纜線入口點,且在該拉緊單元之一纜線出口點處退出,由此該拉緊單元在使用中行進,使得該拉緊單元之該纜線出口點穿過該第一位置與該第二位置之間之一路徑,其中在第一位置,其將該纜線供給至該儲存捲筒之該纜線儲存部分之一第一端,且在第二位置,其將該纜線供給至該儲存捲筒之纜線儲存部分之一相對第二端。
通常,該拉緊單元行進,使得該拉緊單元之該纜線出口點在該第一位置與該第二位置之間交替。該拉緊單元可樞轉地安裝於一支撐件上,諸如一基座。該拉緊單元之纜繩出口點可因此沿該第一位置與該第二位置之間之一彎曲路徑(諸如一弧線)行進,且隨後再返回。該拉緊單元可因此在使用中旋轉。該拉緊單元可平移地耦接至一支撐件,諸如一基座。該拉緊單元之纜繩出口點可因此沿該第一位置與該第二位置之間之一直線路徑行進,且隨後再返回。該拉緊單元可因此在使用中橫向平移。
通常,纜線從該拉緊單元供給至該儲存捲筒,而無需側向張力。
該方法可包括使用一馬達驅動該拉緊單元之移動。該方法可包括驅動該拉緊單元以供給纜線及協同驅動該儲存捲筒之旋轉。因此,可在該拉緊單元與該儲存捲筒之間分擔透過該拉緊單元將纜線推動至該儲存捲筒上所用之力。
本發明之第二態樣之進一步可選的特徵對應於上述關於本發明之第一態樣之特徵。
參照圖2,根據本發明之一纜線捲繞裝置(1)包括一拉緊單元(亦悉知為一轉移單元),在此情況下,係一線性拉緊單元(2)(LTU)。LTU係或附接至在使用中移動之一部件上,稱為一行進臂(16)。該行進臂(16)可可樞轉地安裝於一基座(18)上。在使用中,纜線(4)延伸進入LTU,在此處與LTU之一纜線入口點(20)接合,且通過LTU到達一纜線出口點(22)。在圖2中,纜線出口點(22)展示在其行進之一個範圍內之一第一位置(24)。偏離角展示為α。在第一位置(24),對準LTU,使得來自LTU之纜線沿直線穿過儲存捲筒(8)之纜線儲存部分(6)之第一端(12)。行進臂(16)可圍繞基座(18)繞軸旋轉,直到在其行程之另一個範圍內,纜線出口點(22)位於第二位置(26),來自LTU之纜線從該位置沿一直線穿過儲存捲筒(8)之纜線儲存部分(6)之相對第二端(14)。
儲存捲筒(8)耦接至一儲存捲筒馬達(28),該馬達在操作期間驅動儲存捲筒(8)繞其軸旋轉。一行進臂馬達(27)耦接至行進臂,以驅動行進臂(16)繞樞軸之旋轉運動。一控制器(29)(諸如一微處理器或微控制器)係與儲存捲筒馬達(28)、行進臂馬達(27)及拉緊單元馬達(40)電子通信,舉例而言,透過電線,且經組態以如將描述之協同驅動馬達。熟悉此項技術者將暸解,圖2中繪示之馬達亦可僅使用兩個或僅一個具有一合適機械傳動之馬達來實施。
在操作過程中,為了將纜線(4)捲繞至該儲存捲筒(8)上,LTU(2)及儲存捲筒馬達(28)一起驅動,以推動纜線(4)通過LTU進入儲存捲筒(8),該儲存捲筒(8)旋轉以便捲起纜線(4)。LTU(2)及儲存捲筒馬達(28)分擔拉動纜線(4)之負載。各提供一力,以推動纜線至儲存捲筒(8)上。力之此分佈减少必須在任一點施加至纜線上之最大軸向力。給定已儲存在儲存捲筒(8)上之纜線厚度,纜線通過LTU(2)之移動速度與儲存捲筒(8)之切向旋轉速度大體相同。
在捲繞至儲存捲筒期間,當操作LTU(2)及儲存捲筒馬達(28)時,行進臂(16)藉由行進臂馬達(27)移動,使得LTU(2)之纜線出口點(22)沿一弧線平穩地從第一位置(24)移動至第二位置(26),且隨後再返回。因此,行進臂(16)起了一捲繞器件之作用,沿儲存捲筒(8)之纜線儲存部分(6)來回輸送纜線及導引纜線。纜線出口點(22)之第一位置(24)及第二位置(26)係與纜線儲存部分(6)之第一端(12)及第二端(14)對準。第一位置與第二位置係藉由與纜線儲存部分之端部相同的距離間隔,除了歸因於偏離角之一小間隙,在任何一端再次達到約2°(此意謂與纜線出口點(22)之第一位置(24)及第二位置(26)相比)時,纜線儲存部分(6)之第一端(12)及第二端(14)可以略進一步分離。
圖3繪示在實務實施例中驅動行進臂(16)及拉緊單元(2)(在此情況下為一彎曲拉緊單元)之機械裝置。在此實例中,拉緊單元包括兩個橡膠傳動帶(30)及一彈簧加載墊(32)及一固定加載墊(34),該固定加載墊(34)係在圖3中看不到。傳動帶(30)在傳動帶輪(36)周圍延伸,且具有一中央凹槽(38),纜線(4)位於該槽內,且在操作期間被壓縮(在加載墊(32、34)之間擠壓)。一傳動帶驅動馬達(40)提供力來移動傳動帶(30),以推動纜線(4)通過正在使用的拉緊單元(2)。行進臂(16)及拉緊單元(2)係安裝於樞轉軸承(42)上。一行進臂馬達(27)通過一驅動螺釘(44)驅動行進臂(16)及拉緊單元(2)之移動。纜線入口點(20)及纜線出口點(22)處之導纜器(46、48)導引纜線穿過裝置。圖4A及圖4B展示行進臂(16)及拉緊單元(2)在其移動範圍之相對第一端及第二端。圖5提供用於傳動帶之驅動齒輪配置的更多細節。傳動帶驅動馬達(40)驅動一旋轉軸及齒輪(46),該齒輪(46)藉由中間齒輪(48)來驅動傳動帶齒輪(50)。傳動帶齒輪(50)之旋轉移動傳動帶(30),而不受藉由行進臂(16)及拉緊單元(2)繞樞轉軸承(42)轉動的影響。此外,可只驅動一條傳動帶。
藉由將拉緊單元(2)形成為在使用中可樞轉之行進臂(16)的一部分,大幅减小裝置所需的空間。在圖1之配置中,要求偏離角不超過2°左右,意謂裝置之總長度很大。在圖2之配置中,拉緊單元(2)在圖1之配置中透過有效地空間使纜線彎曲,且因此整個器件更緊湊。在此配置中,行進臂(16)及拉緊單元(2)有效地起了一捲繞器件的作用。
實務上,纜線(4)在纜線入口點(20)於導纜器(46)處略微彎曲,其在纜線之彎曲極限半徑範圍內。纜線從纜線出口點(22)直線延伸至儲存捲筒(8)之纜線儲存部分(6)。
為了退繞纜繩(4),拉緊單元(2)及儲存捲筒馬達(28)反向操作。因此,纜線從儲存捲筒(8)之纜線儲存部分(6)穿過拉緊單元(2),但在此情況下,纜線從纜線出口點(22)進入纜線入口點(22)。再次,行進臂(16)繞軸旋轉,使得纜線出口點(22)在第一位置(24)與第二位置(26)之間成以一弧形移動,且將推動纜線之力分佈於拉緊單元(2)及儲存捲筒馬達(28)。
在圖2之實例中,拉緊單元係一線性拉緊單元(2)。然而,熟悉此項技術者將暸解,對本發明之目地之替代拉緊單元亦有用。舉例而言,一拉緊單元可藉由兩個彎曲傳動帶形成,或藉由一單個彎曲傳動帶及一滑輪形成,在使用中,固定及推動纜線(4)在其等之間,且與一移動臂之部分相同之方式移動。在此等情況下,纜線在拉緊單元內彎曲,但會以直線離開纜線出口點(22)到達儲存捲筒。
雖然在圖2展示之實例中,行進臂(16)相對於基座樞轉,但行進臂(16)亦可相對於基座,在纜線出口點(22)之第一位置及第二位置(分別為22、26)之間橫向、向後及向前移動,在該位置處,纜線供給至儲存捲筒(8)至纜線儲存部分(6)之第一端及第二端(分別為12、14)。
圖6A及圖6B展示工作構形下之纜線處置裝置及用於捲繞纜線之儲存捲筒之示意圖。
可在本文揭示之本發明之範疇內進行進一步修改及變化。
2:拉緊單元
4:纜線
6:纜線儲存部分
8:基座
10:捲繞器件
12:第一端
14:第二端
16:行進臂
18:基座
20:纜線入口點
22:纜線出口點
24:第一位置
26:第二位置
27:行進臂馬達
28:儲存捲筒馬達
29:控制器
30:橡膠傳動帶
32:彈簧加載墊
34:固定加載墊
36:傳動帶輪
38:中央凹槽
40:傳動帶驅動馬達
42:樞轉軸承
44:驅動螺釘
46:導纜器
48:導纜器
50:傳動帶齒輪
α:偏離角
現將參照以下附圖來繪示本發明之實例實施例,其中:
圖1係一已知捲繞配置之一示意圖;
圖2係根據本發明之一捲繞配置之一示意圖;
圖3係搭配本發明使用的一可樞轉地安裝之拉緊單元之一示意圖;
圖4A及圖4B係圖3中之拉緊單元之示意圖,纜線出口點分別位於第一位置及第二位置;及
圖5係用於本發明之捲繞配置之傳動帶之一驅動齒輪配置之一示意圖。
圖6A及圖6B展示該拉緊單元之示意圖,該拉緊單元安裝與帶有儲存捲筒之工作構形中。
2:拉緊單元
4:纜線
6:纜線儲存部分
8:基座
12:第一端
14:第二端
16:行進臂
18:基座
20:纜線入口點
22:纜線出口點
24:第一位置
26:第二位置
28:儲存捲筒馬達
29:控制器
α:偏離角
Claims (19)
- 一種搭配用於捲繞纜線之一儲存捲筒使用之纜線處置裝置,其包括: 一支撐件; 一行進部件,該行進部件經可移動地安裝至該支撐件上; 一拉緊單元,用於調節該纜線的張力,該拉緊單元係安裝在該移動行進部件上,並且具有纜線入口點和纜線出口點,由此,當存在纜線時,纜線從纜線出口點延伸至儲存捲筒; 其中該行進部件經可移動地安裝至該支撐件上,使得該纜線出口點穿過第一位置與第二位置之間之一路徑,在該路徑中,拉緊單元分別向或從該儲存捲筒之一纜線儲存部分之相對第一端及第二端供給纜線。
- 如請求項1之纜線處置裝置,其中該行進部件及拉緊單元經構形使得纜線當存在時,從該纜線出口點沿直線延伸至該儲存捲筒。
- 如請求項1或2之纜線處置裝置,其中該拉緊單元係一轉移單元,或一線性拉緊單元或一彎曲拉緊單元。
- 如請求項1或2之纜線處置裝置,其中該拉緊單元包括一滑輪及一傳動帶。
- 如請求項1或2之纜線處置裝置,其中該拉緊單元包括兩個相對傳動帶,當就位時,該等傳動帶將約束該纜線以使其沿傳動帶之間之一彎曲路徑移動。
- 如前述請求項之任一項中之纜線處置裝置,其中第一位置及第二位置係與纜線儲存部分之第一端及第二端對準。
- 如前述請求項之任一項中之纜線處置裝置,其中該拉緊單元及該行進部件作為一捲繞單元。
- 如前述請求項中任一項之纜線處置裝置,其中該行進部件係可樞轉地安裝於該支撐件上(通常在該第一端)。
- 如請求項8之纜線處置裝置,其中該第一位置與該第二位置之路徑係彎曲的。
- 如請求項1至6中任一項之纜線處置裝置,其中該行進部件經可平移地耦接至該支撐件,使得該纜線出口點在該第一位置與該第二位置之間橫向移動。
- 如前述請求項之任一項中之纜線處置裝置,進一步包括一行進部件驅動機構,以驅動該行進部件相對於該支撐件之移動。
- 如請求項11之纜線處置裝置,其中該機構包括一起重螺釘、一自轉螺釘、一傳動帶、一線性致動器,或受控運動之任何其他構件。
- 如前述請求項之任一項中之纜線處置裝置,包括一驅動機構,該驅動機構經構形以驅動拉緊單元以供給纜線,且驅動一儲存捲筒旋之旋轉以協同纏繞纜線兩者。
- 如請求項11至13之任一項中之纜線處置裝置,進一步包括一馬達,以操作該機構以驅動。
- 如前述請求項之任一項中之纜線處置裝置,其中該該拉緊單元包括單獨的第一夾持區域及第二夾持區域,該等區域沿纜線之長度被隔開,其中在各區域中,纜線從兩側夾緊,且在使用時沿一軸線方向推動。
- 一種將纜線捲繞之儲存捲筒上之方法,該方法利用拉緊單元拉緊該纜線,由此該纜線進入該拉緊單元之一纜線入口點,且在該拉緊單元之一纜線出口點處退出,由此該拉緊單元在使用中行進,使得該拉緊單元之該纜線出口點穿過該第一位置與該第二位置之間之一路徑,其中在第一位置,其將該纜線供給至該儲存捲筒之該纜線儲存部分之一第一端,且在第二位置,其將該纜線供給至該儲存捲筒之纜線儲存部分之一相對第二端。
- 如請求項16之方法,其中該拉緊單元之該纜線出口點沿該第一位置與該第二位置之間之一曲線路徑移動,且隨後再返回,且該拉緊單元在使用中旋轉。
- 如請求項16之方法,其中該拉緊單元之該纜線出口點沿該第一位置與該第二位置之間之一直線路徑移動,且隨後再返回,且該拉緊單元在使用中橫向平移。
- 如請求項16至18之任一項中之方法,其中該方法包括驅動該拉緊單元以供給纜線及協同驅動該儲存捲筒之旋轉,使得在該拉緊單元與該儲存捲筒之間分擔透過該拉緊單元將纜線推動至該儲存捲筒上所用的力。
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