JP5194041B2 - シートを曲げ加工するためのプレスブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、変形が制御されたテーブルを有する曲げプレス又は「プレスブレーキ」に関する。

曲げプレスは、それ自体周知であるタイプの工作機械である。添付の図１に示すように、機械は、下部テーブル１２と、下部テーブル１２に対して移動可能な上部テーブル１４とを含む。通常、下部テーブル１２は動かず、上部テーブル１４は、上部テーブルの端部１４ａ及び１４ｂに作用するアクチュエータＶ_１及びＶ_２からの駆動を受けて、下部テーブル１２の方へ移動させられるのに適している。通常、下部テーブル１２は、ベンディング・マトリックス１８を固定するための固定手段１６が取り付けられた自由端縁１２ａを有する。同様に、上部テーブル１４の端縁１４ｃには、曲げパンチ２２を固定するための固定手段２０が取り付けられている。

金属シート又は積層Ｆが、下部テーブル１２のベンディング・マトリックス１８上に配置される。シートＦは、状況に応じて長さが大きく変化し得る。アクチュエータＶ_１及びＶ_２のピストンからの駆動を受けて、上部テーブルに取り付けられたパンチ２２は、下部テーブルのマトリックス上に配置されたシートの方へ移動する。パンチ２２がシートＦと接触するとすぐに、最初は弾性域で、その後は塑性域で、パンチが入り込むにつれてシートの内部で力が増大し始め、それによりシートを永久的に曲げることができる。

テーブル１４の端部１４ａ、１４ｂに作用するアクチュエータＶ_１及びＶ_２によって上部テーブル１４に力が加えられるので、テーブルの２つの端部の間に分配される線形負荷は、テーブルの中央平面の近くに変形の最大値を有する凹弧の形のラインに沿って変形する上部テーブルに対応する。これは、曲げ加工の目的で、曲げ加工が終わったとき、パンチ２２の中央部は端部よりもシートＦに入り込まないことを意味する。その結果、それ自体は曲げ加工の間完全にまっすぐのままであるマトリックス１８上で曲げ加工を行なうと、その端部でよりもその中央部でより広い曲げ角度を有するワークピースが得られる結果となる。このような結果は、当然容認できない。

この欠点を改善するため、曲げ加工されたシートの全長にわたって実質的に等しい曲げを得るために、テーブルの端縁でこれらの変形を制御する目的で、様々な解決法が提案されてきた。

従来、これらの解決法は、例えば図１に示されるスロット２４及び２６のような、プレスの中央平面Ｐ’Ｐに関して対称に下部テーブル１２内に形成されたスロットを設けることを含む。これらのスロット２４、２６は、その結果、スロットのない下部テーブル１２の中央領域２８をそれらの間に定め、この中央領域２８は長さｂを有し、両方のスロット２４及び２６は長さａである。従来のタイプのスロット２４及び２６、すなわち、それらの間に長さｂのスロットなし部分２８を残すスロット２４及び２６によって、上部及び下部のテーブル１４及び１２の端縁に実質的に平行な変形が得られる。

可動テーブル１４を垂直に移動させるためのアクチュエータＶ_１、Ｖ_２によって力が加えられたときにテーブル１２、１４の移動を管理するために、曲げプレスでフレームは、従来、可動テーブル１４を横方向に案内するための、そしてアクチュエータＶ_１、Ｖ_２によって金属シート又は積層の曲げ力を加える全期間の間、可動テーブル１４の移動軸上に固定テーブル１２を保持するための２つのチーク７０、７１を含む。可動テーブル１４は、移動する間に前記テーブル１４が相互作用するチーク７０、７１の反対側の面に接触してスライドすることを促進するように、ローラーを含む。また、現在のところ、固定テーブルは、テーブルの端縁が金属シートを曲げ加工する間の曲げ力の応力を受けて変形させられるとき、チーク７０、７１の反対側の面に作用するガイドレールを含む。これらのレールは、摩擦力を制限する材料で作られている。それらは一般に、機械加工された鋼、ブロンズ、又は合成材料で作られている。チーク７０、７１とテーブル１２の変形可能な部分との間にいかなる遊びもなく正確な案内をもたらすために、更に最高の剛性を確実にするために、これらのガイドレールは、ばね座金及びそれらの位置の正確な幾何学的な調整によって、しばしばプレストレス力を受ける。

しかしながら、ガイドレールを使用する解決法は、完全に申し分ないというわけではない。

多数の摩擦領域及びガイドレールの必要なプレストレスは、比較的大きい力を伴うことを意味する。その結果、スロットを有するテーブルの端縁での変形は十分に制御されず、特にスロットが長い場合、金属シートの曲げ加工の間の端縁の位置決め誤差につながることがある。また、スロットを有するテーブルの端縁が、曲げ加工後、その非変形位置に戻るとき、振動が起こり得る。この現象を低減するために、ガイドレール及び／又はチークの摩擦面を潤滑することが必要であり、そして、それは特に付加的なメンテナンス費用をもたらす。

また、ガイドレールはコストにおける特定の重要な部分であり、それらは摩耗を生じて交換されることを必要とする場合がある。

本発明は、所望の機能の性能を高めつつ、上述の欠点を解決することを提案する。

本発明は、従って、少なくとも１つの金属シートを曲げ加工するための曲げプレスであって、プレスは、固定フレームと、第１の曲げ工具が取り付けられた端縁を有する第１のテーブルと、第１のテーブルの端縁と向かい合わせに位置し且つ第２の曲げ工具が取り付けられた端縁を有する第２のテーブルとを備え、第１のテーブルは、第１及び第２の曲げ工具の間に配置されたシートに曲げ力をかけるために第２のテーブルに対して移動方向に移動可能であり、一方、第２のテーブルはフレームに対して保持され、第２のテーブルの変形可能な部分は移動方向に変形することが可能であり、
曲げプレスは、少なくとも１つの連結ロッドを含み、連結ロッドは、移動方向に対して実質的に垂直に向きを定められ、第２のテーブルの変形可能な部分に固定された一端を有し、且つフレームに固定された他端を有することを特徴とする曲げプレスを提供する。

本発明によって、変形可能な部分を有するテーブルの変形の案内から、いかなる過剰な摩擦及びヒステリシス挙動も排除される（固定テーブルの少なくとも一部分を、その端縁が可動テーブルと向かい合う端縁の曲線に平行な曲線に沿うように変形することを可能にするスロット又は他の何らかのシステムの存在に関連して）と共に、より低コストで、非常に高い操作精度を確実にする。また、潤滑油を使用することにより摩擦を制限することに関連する従来技術のメンテナンスは、連結ロッドがこのようなメンテナンスを必要としないため排除される。

有利には、第１及び第２のテーブルはそれぞれ上部及び下部のテーブルであり、移動方向は垂直である。

好ましくは、本発明の曲げプレスは、少なくとも１つの連結ロッド対を含む。この構成において、有利には、両方の連結ロッドが、実質的に移動方向を含む一平面内に延びる。

有利には、曲げプレスは、第１のテーブルの移動を移動方向に沿って案内するための少なくとも１つの案内要素を含み、２つの連結ロッドを有する実施形態において、連結ロッド対の両方の連結ロッドは、第２のテーブルの領域において前記案内要素の投影によって画定されるゾーンに延伸する。

好ましくは、本発明の曲げプレスは、移動方向において横方向に離間して配置された２つの連結ロッド対を含む。

有利には、フレームは２つのチークを有し、２つのチークは、移動方向と実質的に平行であり、前記方向において横方向に離間して配置される。

本発明の実施形態において、各連結ロッドは、その軸に沿って様々な異なる直径を有する円筒の形状を有する。この構成において、連結ロッドは小径の中央部と大径の端部とを有するように備えられてもよい。

有利には、連結ロッドの大径の端部は、それぞれ、フレームの一部と、第２のテーブルの変形可能な部分とに差し込まれる。

有利には、連結ロッドの小径の中央部の一部は、フレームの前記一部分及び第２のテーブルの前記変形可能な部分によって構成される要素の１つであるクリアランスに係合する。

本発明の有益な側面において、静止時に、各連結ロッドは直線の軸に沿って延びており、ロッドは、ロッドの端部がロッドの長さの少なくとも０．５％までの値ｄだけその直線軸に対してずらされ得るように可撓性である。

本発明の特に有益な側面において、第２のテーブルは少なくとも１つのスロットを有し、変形可能な部分は前記スロットと第２のテーブルの端縁との間に延びる。

有利には、各連結ロッドは、最大の剛性を確実にするために、高い弾性率、すなわち２００ＭＰａ（メガパスカル）より大きい弾性率を有する材料で作られている。

好ましくは、各連結ロッドは、バナジウム、マンガン、又はシリコン−モリブデンを有するマンガンシリコン鋼又はクロミウム鋼の群からの鋼からなる材料で作られている。当然のことながら、破壊又は塑性変形の危険性なしに充分な柔軟性を得ることを可能にする他のいかなる材料も適している。

本発明の他の特性及び効果は、非限定的な実施例として与えられる本発明の様々な好ましい実施例の以下の説明を読むことによって、よりよく理解することができる。説明は添付図を参照する。

中央平面Ｐ’Ｐの両側にそれぞれ位置し且つ下部テーブルの反対側から延伸する２つのスロットを有する曲げプレスを示す。 本発明の連結ロッドの実施形態の図である。 本発明の２つの各連結ロッド対が取り付けられた平行な横方向の案内軸を有する本発明の曲げプレスの正面図を示す。 ２つの連結ロッド対の一方を有する図３に示される曲げプレスの一部の拡大図である。 図４の側面図である。 連結ロッド対によって互いに接続された側面ガイドチークと下部テーブルの一部とを示す斜視図である。 下部テーブルに負荷がない場合の、連結ロッド対と一緒の側面ガイドチークと下部テーブルの一部の断面図である。 下部テーブルが全負荷にある場合の、図７と同一の図である。

以下において、下部テーブル１２は、理想的に曲げプレスの中央平面Ｐ’Ｐに関してそれぞれ対称に配置されたスロット２４、２６を有する固定テーブルであり、一方、上部テーブル１４は、可動アクチュエータＶ_１、Ｖ_２からの駆動を受ける可動テーブルであると考える。また、アクチュエータＶ_１、Ｖ_２は、上部テーブル１４の移動軸Ｄに沿って上部テーブル１４及び下部テーブル１２の変形可能な部分１１２の移動を垂直に案内するためのガイド手段（図示せず）を有する。

図１を参照して前述したように、可動テーブル１４の２つの反対側の端部に位置するアクチュエータＶ_１及びＶ_２のピストンからの駆動を受けて、固定テーブル１２の上部１１２、すなわち、スロット２４及び２６と下部テーブル１２の上端縁１２ａとの間に位置するテーブル１２の部分は、移動Ｄの結果として移動し又は湾曲する。

本発明は、下部テーブル１２の変形可能な部分１１２の移動が、前記変形可能な部分１１２のいかなる横方向の移動もなく、テーブル１２を含む垂直プリズムの範囲内で行われるように、変形可能な部分１１２の移動を加え又は案内する解決法を提供する。下部テーブル１２の変形可能な部分１１２に関する「横方向の移動」という用語は、図５に示され、且つそれぞれ下部テーブル１２の反対側の端縁の軸に対応する、２つの平行な軸Ｘ_１Ｘ_２とＸ_３Ｘ_４との間に画定されるスペース内に含まれるいかなる移動をも言うものとして理解すべきである。

図２Ａ及び２Ｂは、本発明の連結ロッド１００の実施形態を示す。連結ロッド１００は、軸Ｘ’Ｘに沿って延び、３つの実質的に円筒状の部分、２つの端部１００ａ及び１００ｂと、前記２つの端部１００ａ及び１００ｂ間の１つの中央部１００ｃとを含む。端部１００ａ、１００ｂは、前記中央部１００ｃがより大きな弾性曲げ性能を示すように、中央部１００ｃの直径より大きい直径である。従って、その端部１００ａ又は１００ｂの一方によって下部テーブル１２の変形可能な上部部分１１２に固定され、且つその他方の端部１００ａ又は１００ｂによって曲げプレスのフレームに固定される連結ロッド１００は、曲げ力が金属シートＦに加えられたときに、中央部１００ｃの前記弾性曲げによって、下部テーブル１２の上部部分１１２の移動又は変形を加えることが可能である。

連結ロッド１００の端部１００ｂは、端部１００ａの直径より大きい直径を有することに留意されたい。

図３において、２つの連結ロッド対１００、１０１は、下部テーブル１２に固定される。前記２つの連結ロッド対１００、１０１は、下部テーブル１２の反対側の端縁の付近に、互いに少し離れて配置される。各連結ロッド１００又は１０１は、その端部１００ａ又は１００ｂの一方によって、テーブル１２の変形可能な部分１１２に固定され、その他方の端部１００ａ又は１００ｂが、曲げプレスのフレームの２つのチーク７０、７１の一方に固定される。側面ガイドチーク７０、７１の各々は、２つのアクチュエータＶ_１、Ｖ_２のそれぞれ一方の下で垂直に延びる。チーク７０、７１は、下部テーブル１２の平面に対して垂直に、且つ実質的に移動方向Ｄに平行に延びる。

図４〜６に示されるように、単一の対の２つの連結ロッド１００、１０１はチーク７０、７１の平面内に、従って下部テーブル１２の平面に対して垂直に延びる。

連結ロッド１００、１０１の端部１００ｂは、従来の機械的手段によってテーブル１２の変形可能な部分１１２に固定される。この実施形態において、２つのナット２００、２０１が、端部１００ｂの両端で、テーブル１２の反対側の端縁に対して係合し、それによってテーブル１２に端部１００ｂを堅固に固定する。また、変形可能な部分１１２に孔が設けられ、孔には、連結ロッド１００、１０１の端部１００ｂがねじを切るために挿入され、一方、端部１００ｂは孔のタッピング（ねじ切り）と共同するようにねじ切られてもよい。

本発明を説明するために選ばれた実施例において、連結ロッド１００、１０１の端部１００ｂは、下部テーブル１２の厚みに等しい長さを有する。連結ロッド１００、１０１の各々の他方の端部１００ａは、端部１００ａの直径に実質的に等しい直径のハウジング３００に差し込まれる。連結ロッド１００、１０１の端部１００ａは、この実施形態では、ピン５０によってチーク７０、７１に固定される。チーク７０、７１及び連結ロッド１００、１０１の端部１００ａは、実質的に同じ直径のそれぞれの横方向の孔を含み、前記孔の各々は、チークの７０又は７１と、対応する連結ロッド１００、１０１の端部１００ａとの両方を通過する。連結ロッド１００、１０１をチーク７０、７１に固定するために、ピン５０がチーク７０又は７１を通って連結ロッド１００、１０１の端部１００ａに案内されることができるように、端部１００ａがチーク７０、７１のハウジング３００内へと深く差し込まれるとき、端部１００ａの孔はチーク７０、７１の孔と一致する。

連結ロッド１００、１０１は、その端部１００ｂでは、複数の固定点を介して固定され、具体的には、添付図で示した実施形態では２つのナット２００、２０１によって、特に堅固な固定を構成するが、連結ロッド１００、１０１は、その端部１００ａでは、１つの固定点又は軸のみで固定される。端部１００ａ、１００ｂは、永久的に又は分離可能に、テーブル１２及びチーク７０、７１に固定される。分離不可能な固定のために、端部１００ａ、１００ｂのそれぞれテーブル１２及びチーク７０、７１への前記固定を、溶接又は接着剤によって行うことができる。一方、分離可能な固定のために、端部を、ねじ固定するか、キー固定するか、或いは他の方法で機械的に固定することができる。

また、連結ロッド１００、１０１の中央部１００ｃが端部１００ａ、１００ｂの直径より小さい直径を有し、ハウジング３００が端部１００ａの直径より実質的に大きい直径を有するので、中央部１００ｃはハウジング３００内で移動するか又は曲がる能力を有する。従って、連結ロッド１００、１０１の中央部１００ｃの最大の曲げの間でさえ、前記ロッド１００、１０１は、ハウジング３００への入口で端縁に接触しない。連結ロッド１００、１０１はその縦軸Ｘ’Ｘに沿った引張り／圧縮において非常に高い剛性を有することに留意されたい。

チーク７０又は７１及びテーブル１２の変形可能な部分１１２に固定された連結ロッド対１００、１０１を有する実施形態において、前記ロッドの端部１００ａ、１００ｂは、チーク７０又は７１とテーブル１２の変形可能な部分１１２との間に変形可能な平行四辺形の４つの頂点を形成する。当然のことながら、１つのみの連結ロッド１００、１０１の代わりに連結ロッド対１００、１０１を使用することにより、テーブルの変形可能な部分１１２の案内が特に改良されている。また、本発明は連結ロッド対の使用に限られず、連結ロッドの各組が２つより多い連結ロッド１００、１０１を提供することができる。

図７及び８は、それぞれ下部テーブル１２への負荷がない場合、及び前記テーブル１２が全負荷を受けている場合の、連結ロッド対１００、１０１を示す。その初期状態において、負荷がない場合、連結ロッド１００、１０１の中央部１００ｃは、その端部１００ｂと端部１００ａとの間に垂直のずれｄがあり、端部１００ｂが端部１００ａよりも高いように、曲げを生じる。連結ロッド１００、１０１の端部１００ａと１００ｂとの間のずれｄは、ロッド１００、１０１のプレストレス付与に相当する。金属シート又は積層Ｆを曲げ加工するために力Ｆ_０が加えられたとき、この初期のプレストレスはゼロまで低下し（下部テーブル１２のストロークの中間で）、次いで、最終的な応力が、最初に（静止時に）連結ロッド１００、１０１に作用するプレストレスと値が等しく且つ符号が反対であるように、下部テーブル１２は移動方向Ｄにおいて距離ｄだけもう一度移動させられる。端部１００ａ及び１００ｂの間の初期のずれを移動Ｄと反対方向に有する（すなわち、下部テーブル１２の変形可能な部分１１２に固定された端部１００ｂが、チーク７０又は７１に固定された端部１００ａよりも距離ｄだけ高い）ことの効果は、テーブル１２の変形可能な部分１１２が移動するときに連結ロッド１００、１０１がより大きな曲げ能力を有することにある。これにより、下部テーブル１２の変形可能な部分１１２をより長いストロークにわたって案内することが可能となり、図７〜８の実施形態において、１ストロークは距離２ｄにわたる。従って、その端部１００ｂが移動Ｄと反対方向に端部１００ａに対して最大距離（塑性変形なしで曲がる能力の範囲内で）ずらされるように、連結ロッド１００、１０１にプレストレスを加えると決めた場合、連結ロッド１００、１０１は、変形可能な部分１１２が理想的に湾曲し、その結果、テーブル１２の端縁１２ａの端部が、実際に、テーブル１４の端部１４ａ、１４ｂの間で端縁１４ｃと平行に変形するように、その最大のずれの２倍の距離にわたって案内される。従って、一例として、２つの端部１００ａ、１００ｂの間の初期のずれ（移動Ｄと反対方向における）が１ｍｍ［ミリメートル］に等しい場合、下部テーブル１２の変形可能な部分１１２が連結ロッドによって案内されるストロークの長さは、少なくとも２ｍｍに等しくなる。

一例として、連結ロッド１００、１０１は、１４ｍｍの平均直径（連結ロッド１００、１０１の様々な部分１００ａ、１００ｂ及び１００ｃの直径の平均）に対して１５０ｍｍの長さを有する。この構成において、連結ロッド１００、１０１の２つの端部１００ａ、１００ｂの間の垂直のずれは、０〜１．５ｍｍの範囲であってもよい。

Claims (15)

1. 少なくとも１つの金属シート（Ｆ）を曲げ加工するための曲げプレスであって、
   前記プレスは、固定フレームと、第１の曲げ工具が取り付けられた端縁（１４ｃ）を有する第１のテーブル（１４）と、前記第１のテーブル（１４）の端縁（１４ｃ）と向かい合わせに位置し且つ第２の曲げ工具が取り付けられた端縁（１２ａ）を有する第２のテーブル（１２）とを備え、
   前記第１のテーブル（１４）は、前記第１及び第２の曲げ工具の間に配置された前記シート（Ｆ）に曲げ力をかけるために前記第２のテーブル（１２）に対して移動方向（Ｄ）に移動可能であり、一方、前記第２のテーブル（１２）は前記フレームに対して保持され、前記第２のテーブル（１２）の変形可能な部分（１１２）は前記移動方向（Ｄ）に変形することが可能であり、
   前記曲げプレスは、少なくとも１つの連結ロッド（１００又は１０１）を含み、前記連結ロッドは、前記移動方向に対して実質的に直交する方向を向き、前記第２のテーブル（１２）の変形可能な部分（１１２）に固定された一端（１００ａ又は１００ｂ）を有し、且つ前記フレームに固定された他端（１００ａ又は１００ｂ）を有し、
   各連結ロッド（１００、１０１）は、静止時に、直線の軸に沿って延びるか又は、第２テーブル側の端部（１００ｂ）がフレーム側端部（１００ａ）より上に位置しており、曲げ加工時には、前記第２テーブル側の端部（１００ｂ）が弾性限界内の所定範囲ｄで、前記フレーム側端部（１００ａ）より下に位置するようにずらされ得るように可撓性であることを特徴とすることを特徴とする曲げプレス。
2. 前記第１及び第２のテーブル（１２、１４）はそれぞれ上部及び下部のテーブル（１４、１２）であり、前記移動方向（Ｄ）は垂直であることを特徴とする、請求項１に記載の曲げプレス。
3. 前記曲げプレスは、少なくとも１つの連結ロッド対（１００、１０１）を含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の曲げプレス。
4. 両方の連結ロッド（１００、１０１）が、実質的に前記移動方向（Ｄ）を含む一平面内に延びることを特徴とする、請求項３に記載の曲げプレス。
5. 前記曲げプレスは、前記第１のテーブル（１４）の移動を前記移動方向（Ｄ）に沿って案内するための少なくとも１つの案内要素（Ｖ_１、Ｖ_２）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の曲げプレス。
6. 前記連結ロッド対（１００、１０１）の両方の連結ロッド（１００、１０１）は、前記第２のテーブル（１２）の領域において前記案内要素（Ｖ_１、Ｖ_２）の投影によって画定されるゾーンに延伸することを特徴とする、請求項３及び５に記載の曲げプレス。
7. 前記曲げプレスは、前記移動方向（Ｄ）において横方向に離間して配置された２つの連結ロッド対（１００、１０１）を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の曲げプレス。
8. 前記フレームは２つのチーク（７０、７１）を有し、前記２つのチークは、前記移動方向と実質的に平行であり、前記移動方向（Ｄ）において横方向に離間して配置されることを特徴とする、請求項７に記載の曲げプレス。
9. 各連結ロッド（１００、１０１）は、その軸に沿って様々な異なる直径を有する円筒の形状を有することを特徴とする、上記請求項１〜８のいずれかに記載の曲げプレス。
10. 前記連結ロッド（１００、１０１）は小径の中央部（１００ｃ）と大径の端部（１００ａ、１００ｂ）とを有することを特徴とする、請求項９に記載の曲げプレス。
11. 前記連結ロッド（１００、１０１）の前記大径の端部（１００ａ、１００ｂ）は、それぞれ、前記フレーム（７０、７１）の一部分と、前記第２のテーブル（１２）の変形可能な部分（１１２）とに差し込まれることを特徴とする、請求項１０に記載の曲げプレス。
12. 前記連結ロッド（１００、１０１）の前記小径の中央部（１００ｃ）の一部は、前記フレーム（７０、７１）の前記一部分及び前記第２のテーブル（１２）の前記変形可能な部分（１１２）によって構成される要素の１つであるクリアランスに係合することを特徴とする、請求項１１に記載の曲げプレス。
13. 静止時に、各連結ロッド（１００、１０１）は直線の軸に沿って延びており、前記ロッド（１００、１０１）は、前記ロッドの端部（１００ａ、１００ｂ）が前記ロッド（１００、１０１）の長さの少なくとも０．５％までの値（ｄ）だけその直線軸に対してずらされ得るように可撓性であることを特徴とする、上記請求項１〜１２のいずれかに記載の曲げプレス。
14. 前記第２のテーブル（１２）は少なくとも１つのスロット（２４、２６）を有し、前記変形可能な部分（１１２）は前記スロット（２４、２６）と前記第２のテーブル（１２）の上端縁（１２ａ）との間に延びることを特徴とする、上記請求項１〜１３のいずれかに記載の曲げプレス。
15. 各連結ロッド（１００、１０１）は、高い弾性率、すなわち２００ＭＰａより大きい弾性率を有する材料で作られていることを特徴とする、上記請求項１〜１４のいずれかに記載の曲げプレス。

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