DE102008063937A1 - Method and device for producing a tubular element - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Herstellen eines schlauchförmigen Elements (1), insbesondere ein Filterelement für ein Kraftfahrzeug, umfasst die Schritte: Ausbilden eines schlauchförmigen Basiselements (1A) aus Filtermaterial; Falten des Filtermaterials an mindestens zwei ersten Abschnitten (4A) einer gemeinsamen ersten Umfangslinie (4) in Richtung zu einer Mittelachse (M) des Basiselements (1A) durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, erste Faltmesser (6A, 6B) zum Erzeugen von ersten Umfangsfaltungen (4A); Falten des Filtermaterials an mindestens zwei zweiten Abschnitten (5A) einer gemeinsamen zweiten Umfangslinie (5), welche in einem vorgegebenen Abstand (D) parallel zu der ersten Umfangslinie (4) verläuft, in Richtung zu der Mittelachse (M) durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, zweite Faltmesser (7A, 7B) zum Erzeugen von zweiten Umfangsfaltungen (5A), wobei die zweiten Abschnitte (5A) gegenüber den ersten Abschnitten (4A) auf der jeweiligen Umfangslinie (4, 5) verschoben (a) sind; und Halten und Zueinanderführen der Umfangsfaltungen (4, 5) entlang der Mittelachse (M) durch die ersten und zweiten Faltmesser (6A, 6B, 7A, 7B) zum Ausbilden von Stauchfaltungen (9) zwischen den ersten und zweiten Umfangsfaltungen (4, 5).A method for producing a tubular element (1), in particular a filter element for a motor vehicle, comprises the steps of: forming a tubular base element (1A) of filter material; Folding the filter material on at least two first portions (4A) of a common first peripheral line (4) towards a central axis (M) of the base member (1A) by at least two, preferably opposing, first folding knives (6A, 6B) to produce first ones Circumferential folds (4A); Folding the filter material on at least two second portions (5A) of a common second circumferential line (5) which runs at a predetermined distance (D) parallel to the first peripheral line (4), towards the central axis (M) by at least two, preferably opposing second folding blades (7A, 7B) for producing second circumferential folds (5A), the second portions (5A) being displaced (a) from the first portions (4A) on the respective peripheral line (4, 5); and holding and guiding the circumferential folds (4, 5) along the central axis (M) through the first and second folding knives (6A, 6B, 7A, 7B) to form upsets (9) between the first and second circumferential folds (4, 5) ,
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein schlauchförmiges Element, insbesondere für ein Filterelement für Kraftfahrzeuge, z. B. als Innenraumfilter oder Ansaugluftfilter. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines entsprechenden Filterelements.The The present invention relates to a manufacturing method for a tubular element, in particular for a filter element for motor vehicles, for. B. as a cabin filter or intake air filter. Furthermore, the invention relates to a device for producing a corresponding filter element.
Filterelemente dienen der Filterung von Fluidströmungen oder gasförmigen Medien, beispielsweise zur Filterung einer Luftströmung, die dem Fahrzeuginnenraum oder die dem Motor eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik werden nachfolgend im Wesentlichen für ein Filterelement zur Filterung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Solche Filter werden nachfolgend auch kurz als KFZ-Innenraumluftfilter oder auch Innenraumfilter bzw. Kabinenluftfilter bezeichnet.filter elements are used to filter fluid flows or gaseous Media, for example for filtering an air flow, the vehicle interior or the engine of a motor vehicle is supplied. The present invention and the hers underlying problems are essentially below for a filter element for filtering air for described the interior of a motor vehicle. Such filters will be in the following also briefly as car interior air filter or also cabin filter or cabin air filter referred to.
Die zunehmende Luftverunreinigung, insbesondere in Großstädten, in Verbindung mit dem Einsatz von Klimaanlagen im Fahrzeug erfordert, dass die von außen in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges geleitete und aufbereitete Luft mittels geeigneter Filter gereinigt wird. Hierfür kommen beispielsweise Partikelfilter, Geruchsfilter oder Kombinationen derselben miteinander in Betracht, die in der Luft enthaltene Schwebstoffe, Partikel und Gerüche aus der angesaugten Rohluft möglichst gut herausfiltern bzw. absorbieren sollen.The increasing air pollution, especially in large cities, in connection with the use of air conditioning systems in the vehicle requires that from the outside into the interior of a motor vehicle Guided and treated air cleaned by means of suitable filters becomes. For this purpose, for example, come particulate filter, odor filter or combinations thereof, which in the Air contains suspended particles, particles and odors The sucked raw air filter out or absorb as well as possible should.
Wünschenswert ist dabei auch eine aufwandsgünstige Herstellung entsprechender Filter.Desirable is also an inexpensive production corresponding Filter.
Stand der TechnikState of the art
Üblicherweise werden Filter verwendet, die ein zwischen zwei Seitenbändern fixiertes Faltenpack aufweisen. Entsprechende Filter haben dabei in der Regel eine feste quaderförmige Geometrie. Bei der Herstellung wird zunächst das Faltenpack gefaltet und anschließend die Seitenbänder zur Faltenfixierung aufgeklebt.Usually filters are used, which are one between two sidebands have fixed fold pack. Corresponding filters are included usually a solid cuboid geometry. In the Production, the fold pack is first folded and then glued on the side bands for folding fixation.
Häufig
sind jedoch auch unregelmäßigere Formen für,
zum Beispiel, Luftfilter gewünscht, um im Motor- oder Fahrzeuginnenraum
den vorhandenen Platz möglichst effizient zu nutzen. Es
sind daher flexible, schlauchförmige Filterelemente entwickelt
worden, wie sie beispielsweise in der
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines schlauförmigen Filterelements anzugeben.In front In this background, the present invention has the object underlying, a method and an apparatus for producing a Specify loop-shaped filter element.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.These Task is by a manufacturing method according to claim 1 solved. Furthermore, the object is achieved by a device solved with the features of claim 13.
Ein Verfahren zum Herstellen eines schlauchförmigen Elementes, welches insbesondere ein Filterelement für ein Kraftfahrzeug sein kann, umfasst dabei die Schritte: Ausbilden eines schlauchförmigen Basiselements aus Filtermaterial. Falten des Filtermaterials an mindestens zwei ersten Abschnitten einer gemeinsamen ersten Umfangslinie in Richtung zu einer Mittelachse des Basiselements durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, erste Faltmesser zum Erzeugen von ersten Umfangsfaltungen. Falten des Filtermaterials an mindestens zwei zweiten Abschnitten einer gemeinsamen zweiten Umfangslinie, welche in einem vorgegebenen Abstand parallel zu der ersten Umfangslinie verläuft, in Richtung zu der Mittelachse durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, zweite Faltmesser zum Erzeugen von zweiten Umfangsfaltungen. Die zweiten Abschnitte sind dabei gegenüber den ersten Abschnitten auf der jeweiligen Umfangslinie verschoben. Ferner erfolgen ein Halten und Zueinanderführen der Umfangsfaltungen entlang der Mittelachse durch die ersten und zweiten Faltmesser zum Ausbilden von Stauchfaltungen zwischen den ersten und zweiten Umfangsfaltungen.One Method for producing a tubular element, which in particular a filter element for a motor vehicle In this case, the steps include: forming a tubular Base element made of filter material. Fold the filter material at least two first portions of a common first circumference toward at least one central axis of the base member two, preferably opposing, first folding knife for generating first circumferential folds. Fold the filter material at least two second portions of a common second circumferential line, which at a predetermined distance parallel to the first circumferential line runs, at least towards the central axis two, preferably opposing, second folding knife for generating second circumferential folds. The second sections are doing opposite to the first sections on the respective ones Circumference shifted. Furthermore, a holding and guiding each other done the circumferential folds along the central axis through the first and second folding knife for forming upset folds between the first and second circumferential folds.
Bei dem Verfahren wird ein schlauchförmiges Basiselement, welches beispielsweise durch einen bereitgestellten Filtermaterialbogen, dessen zwei gegenüberliegende Ränder miteinander verbunden werden, verarbeitet. Das Basiselement entspricht dabei im Wesentlichen einem Schlauch aus Filtermaterial, in das noch keine Faltungen eingeprägt wurden. Es ist auch möglich, den Filtermaterialbogen durch Einprägen von vorgegebenen Faltenverläufen und/oder Faltenorientierungen für die Umfangs- oder Stauchfaltungen vorzubehandeln.at The method is a tubular base element, which for example, by a provided filter material sheet, its two opposite edges with each other connected, processed. The base element corresponds essentially a hose made of filter material, into which no Folds were imprinted. It is also possible, the filter material sheet by impressing predetermined Wrinkles and / or wrinkle orientations for to pretreat the circumferential or upsetting folds.
Bei dem Verfahren ergibt sich somit eine Vielzahl von Umfangsfaltungen, die an parallelen Umfangslinien vorgenommen werden. Die Umfangsfaltlinien können, müssen aber nicht, in regelmäßigen Abständen entlang der Mittelachse des Basis- oder auch fertigen Filterelements auf der Oberfläche des schlauchförmigen Basiselementes vorgenommen werden.In the method thus results in a variety of circumferential folds, which are made on parallel circumferential lines. The circumferential fold lines may, but need not, be at regular intervals along the central axis of the base or even finished filter element are made on the surface of the tubular base element.
Eine zur Durchführung des Herstellungsverfahrens geeignete Vorrichtung umfasst zur Herstellung eines schlauchförmigen Filterelementes eine Führungseinrichtung für ein schlauchförmiges Basiselement, welches eine Mittelachse aufweist, wobei die Führungseinrichtung entlang einer Längsachse der Vorrichtung vorgesehen ist. Die Vorrichtung hat einen ersten Faltmessersatz mit mindestens zwei Faltmessern zum Falten des Basiselementes, welche senkrecht auf der Längsachse auf einem gemeinsamen Querschnitt, vorzugsweise radial, beweglich sind. Es ist ein zweiter Faltmessersatz mit mindestens zwei Faltmessern zum Falten des Basiselementes vorgesehen, welche senkrecht zu der Längsachse auf einem gemeinsamen Querschnitt, vorzugsweise radial, beweglich sind. Der erste und der zweite Faltmessersatz sind dabei gegeneinander um einen vorgegebenen Satzwinkel um die Längsachse verschoben.A Apparatus suitable for carrying out the manufacturing process comprises for producing a tubular filter element a guide means for a tubular Base member having a central axis, wherein the guide means is provided along a longitudinal axis of the device. The device has a first folding knife set with at least two folding knives for folding the base element, which is perpendicular to the longitudinal axis on a common cross-section, preferably radially, movable are. It is a second folding knife set with at least two folding knives provided for folding the base element, which is perpendicular to the longitudinal axis on a common cross-section, preferably radially, movable are. The first and the second Faltmessersatz are against each other a predetermined angle set shifted about the longitudinal axis.
Mittels der Vorrichtung ist es möglich, durch den vorgegebenen Satzwinkel die oben beschriebenen, verschobenen Umfangsfaltungen mittels der Faltmesser der beiden Faltmessersätze zu erzeugen.through The device is possible by the given Rake angle the above-described, shifted circumferential folds to produce by means of the folding knife of the two Faltmessersätze.
Als Führungseinrichtung ist beispielsweise eine Stange denkbar, auf die das Basiselement aufsteckbar ist. Es kann aber auch ein rohrförmiger Abschnitt vorgesehen werden, in den das Basiselement einführbar ist. Ein entsprechender rohrförmiger Abschnitt muss nicht einstückig ausgebildet werden, sondern kann auch mehrere Rohrsegmente umfassen, die dann teilweise einen Rohrmantel bilden.When Guide device, for example, a rod is conceivable on which the base element is attachable. It can also be one be provided tubular portion into which the base member inserted is. A corresponding tubular section does not have to be formed integrally, but also several Include pipe segments, which then partially form a pipe jacket.
Mittels einer Halteeinrichtung, die entlang der Längsachse der Vorrichtung vorgesehen ist, können Faltungen des gefalteten Basiselementes nach Durchlaufen des ersten und zweiten Faltmessersatzes entlang der Längsachse zumindest vorübergehend fixiert werden. D. h., die Umfangsfaltungen werden, vorzugsweise von der Innenseite des schlauchförmigen Elementes her, fixiert.through a holding device, along the longitudinal axis of Device is provided, can folds of the folded Base element after passing through the first and second Faltmessersatzes along the longitudinal axis, at least temporarily be fixed. That is, the circumferential folds are, preferably from the inside of the tubular element, fixed.
Die Faltmesser eines jeweiligen Faltmessersatzes werden in der Regel gleichzeitig radial bewegt, so dass die Umfangsfaltungen auf einer jeweiligen Umfangslinie gleichzeitig erzeugt werden. Durch das Falten der Umfangsfaltungen mittels der Faltmesser, können zwischen den ersten und zweiten Abschnitten auf einer jeweiligen Umfangslinie weitere Abschnitte mit weiteren Umfangsfaltungen entstehen. Auf einer Umfangslinie weisen die weiteren Umfangsfaltungen gegenüber den (ersten) Umfangsfaltungen entgegengesetzte Faltorientierungen auf.The Folding knives of a respective Faltmessersatzes are usually simultaneously moved radially, so that the circumferential folds on a respective circumferential line are generated simultaneously. By folding the circumferential folds using the folding knife, can between the first and second sections on a respective perimeter further Sections with further circumferential folds arise. On a perimeter have the further circumferential folds opposite the (first) Circumferential folds opposite folding orientations on.
Wird das Verfahren zum Herstellen eines einfachen schlauchförmigen Elementes eingesetzt, ergeben sich zum Beispiel auf einer jeweiligen Umfangslinie zwei Umfangsfaltungen einer ersten Orientierung und zwei weitere Umfangsfaltungen einer der ersten Orientierung entgegengesetzten Orientierung. Eine jeweilige Umfangslinie des schlauchförmigen Basiselementes hat üblicherweise eine gerade Anzahl von Faltabschnitten, wobei jeweils benachbarte oder einander anschließende Faltabschnitte entlang der Umfangslinie entgegengesetzte Faltorientierungen aufweisen.Becomes the method of making a simple tubular Element used, for example, arise on a respective Peripheral line two circumferential folds a first orientation and two further circumferential folds one of the first orientation opposite Orientation. A respective circumferential line of the tubular base element usually has an even number of folding sections, each adjacent or subsequent folding sections have opposite fold orientations along the circumference.
Bei einem optionalen vorbereitenden Herstellungsschritt werden Umfangsprägungen auf einen bereitgestellten Filtermaterialbogen aufgebracht.at An optional preparatory manufacturing step becomes perimeter embossing applied to a provided filter material sheet.
Darüber hinaus ist es möglich, diagonale Stauchprägungen vorzusehen, wobei mehrere parallele, entlang einem jeweiligen Umfangsbasiselement umlaufende Umfangsprägungen auf dem Materialbogen entstehen und die Umfangsprägungen durch diagonale Stauchprägungen verbunden sind. Nach dem Falten mittels der Faltmesser, die im Wesentlichen lediglich radial das Filtermaterial in Richtung zur Mittelachse eindrücken, entstehen entlang einer jeweiligen Umfangslinie Ecken des Elementes, an denen jeweils zwei Umfangsfaltungen entgegengesetzter Orientierung und zwei Stauchfaltungen derselben Orientierung zusammenlaufen. Die Stauchfaltungen ermöglichen ein Zusammendrücken entlang der Mittelachse.About that In addition, it is possible diagonal compression embossing provide, wherein a plurality of parallel, along a respective peripheral base element encircling Circumferential embossing on the material sheet arise and the Circumferential embossing by diagonal compression embossing are connected. After folding using the folding knife, which is essentially only radially the filter material in the direction of the central axis impress, arise along a respective perimeter Corners of the element, on each of which two circumferential folds opposite Orientation and two compression folds of the same orientation converge. The compression folds allow compression along the central axis.
Nach dem Falten des Filtermaterials an der ersten und zweiten Umfangslinie erfolgt vorzugsweise ein Falten des Filtermaterials an mindestens zwei dritten Abschnitten einer gemeinsamen dritten Umfangslinie, welche auch in einem vorgegebenen Abstand parallel zu der zweiten Umfangslinie verläuft. Die Faltung erfolgt in Richtung zu der Mittelachse, durch die mindestens zwei ersten Faltmesser zum Erzeugen von dritten Umfangsfaltungen. Die dritten Abschnitte sind gegenüber den zweiten Abschnitten auf der jeweiligen Umfangslinie verschoben. Die Verschiebung oder Drehung der dritten Abschnitte gegenüber den zweiten Abschnitten kann zum Beispiel über den Satzwinkel einer entsprechenden Herstellungsvorrichtung eingestellt werden. Dabei ist der Satzwinkel ein Maß für die Drehung von ersten und zweiten Faltmessersätzen gegeneinander.To folding the filter material at the first and second circumferential lines Preferably, a folding of the filter material takes place at least two third sections of a common third circumferential line, which also at a predetermined distance parallel to the second Circumference runs. The folding takes place in the direction to the central axis through which at least two first folding knives for generating third circumferential folds. The third sections are opposite to the second sections on the respective ones Circumference shifted. The displacement or rotation of the third For example, sections opposite the second sections can be over adjusted the set angle of a corresponding manufacturing device become. The angle is a measure of the Rotation of first and second folding knife sets against each other.
Obwohl dritte und auch weitere Umfangsfaltungen vorgenommen werden können, erfordert das Verfahren lediglich erste und zweite Faltmesser. Denn die ersten Faltmesser können an den zweiten Faltmessern außerhalb des Basiselementes entlang der Mittelachse vorbei geführt werden.Even though third and further circumferential folds can be made, the method requires only first and second folding knives. Because the first folding knives can be attached to the second folding knives outside the base element along the central axis over be guided.
Durch das Zueinanderführen der Faltmesser, also einer Verringerung des Abstandes entlang der Längs- oder Mittelachse zwischen den Faltmessern unterschiedlicher Sätze, entstehen zum Beispiel auch die Stauchfaltungen, welche anschließend durch eine geeignete Halteeinrichtung, beispielsweise einen Schaumstoffblock, der die nach innen gerichteten Umfangsfaltungen hält, fixiert werden.By feeding the folding knife to one another, ie a reduction of the distance along the Longitudinal or central axis between the folding blades of different rates, for example, the compression folds, which are then fixed by a suitable holding device, such as a foam block that holds the inwardly directed circumferential folds.
Entsprechende Faltmesser werden somit abwechselnd als Faltmittel und als Haltemittel eingesetzt. Durch die Bewegung der Faltmesser entlang der Längsachse einer entsprechenden Vorrichtung bzw. der Mittelachse des auf der Längsachse vorliegenden Filterelementes oder Basiselementes, wird das schlauchförmige Basiselement von außen mit Faltungen versehen und gleichzeitig entlang der Längsachse der Vorrichtung gefördert.Appropriate Folding knives are thus alternately as a folding means and as a holding means used. By the movement of the folding knife along the longitudinal axis a corresponding device or the central axis of the on the Longitudinal axis of the present filter element or base element, becomes the tubular base element from the outside provided with folds and simultaneously along the longitudinal axis promoted the device.
In einigen Ausführungsformen der Herstellungsvorrichtung ist daher mindestens einer der Faltermessersätze entlang der Längsachse verschiebbar angeordnet. Die Faltmesser eines Faltmessersatzes können gegeneinander um einen vorgegebenen Messerwinkel um die Längsachse verschoben werden. Die Anzahl der Faltmesser pro Faltmessersatz sollte mindestens zwei betragen.In some embodiments of the manufacturing device is therefore at least one of the folding knife sets along the Slidably arranged longitudinal axis. The folding knife of a Faltmessersatzes can compete against each other for a predetermined Knife angle to be moved around the longitudinal axis. The number The folding knife per folding knife set should be at least two.
Die Vorrichtung kann außerdem Aktoren zum Bewegen der Faltmesser radial bezüglich der Längsachse umfassen. Dabei ist es möglich, die Aktoren derart zu steuern, dass die Faltmesser eines jeweiligen Faltmessersatzes gleichzeitig radial bewegt werden.The Device may also have actuators for moving the folding knife radially with respect to the longitudinal axis. there it is possible to control the actuators such that the Folding knife of a respective Faltmessersatzes simultaneously radial to be moved.
In einer Ausführungsform weist die Herstellungsvorrichtung für ein schlauchförmiges Filterelement ferner eine Steuereinrichtung auf, welche die Bewegungen der Faltmesser derart steuert, dass ein Herstellungsverfahren wie vorbeschrieben, durchgeführt wird.In In one embodiment, the manufacturing device for a tubular filter element further a control device on which the movements of the folding knife controls such that a manufacturing process as described above, is carried out.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.Further advantageous embodiments and refinements of the invention are Subject matter of the subclaims and those described below Embodiments.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nachfolgend ferner anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Es zeigt dabei:The The invention will be further described below with reference to several embodiments explained in more detail with reference to the accompanying figures. It shows:
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts Anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In The figures are the same or functionally identical elements, provided nothing else is indicated, provided with the same reference numerals Service.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
Die
Die
entsprechenden Umfangsfaltungen
Die
Die
gestrichelt und durchgezogen dargestellten Linien in der
Um
einen Filtermaterialbogen für die weitere Verarbeitung
günstig vorzubereiten, können die vorzunehmenden
Faltungen durch Prägelinien in den Filtermaterialbogen
In
der
Um
im späteren Faltungsschritt mittels geeigneter Faltmesser
die Faltung zu vereinfachen, kann vorbereitend eine entsprechende
Prägung auf das Filtermaterial bzw. den Filtermaterialbogen
Obwohl
in den
Zur
Herstellung des Filterelementes
In
den
In
der
Durch
das Eindrücken bzw. Falten des Filtermaterials mittels
der zweiten Faltmesser
In
der
Man
erkennt, dass in der Orientierung der
Um abweichende Geometrien zu erzielen, können auch drei oder mehr Faltmesser eingesetzt werden, die jeweils um einen vorgegebenen Winkel um die Mittelachse verschoben oder verdreht sind.Around To achieve different geometries, three or three more folding knives are used, each one preset Angle are shifted or twisted around the central axis.
Die
Im
Querschnitt, welcher in der
Die
Im
weiteren Herstellungsschritt, der in der
Bei
dem Herstellungsverfahren werden daher jeweils die Faltmesser entlang
einer Längs- oder Mittelachse des entstehenden Filterelementes
In
der
Die
Um
eine möglichst gute Führung entlang der Längsachse
L für das Filter- bzw. Basiselement zu erzielen, ist ferner
ein rohrförmiger Abschnitt
In
der Querschnittsansicht der
Um
auch eine Verschiebung oder Bewegung der Faltmesser
Mittels
der Vorrichtung
Die
vorgeschlagene Vorgehensweise während des Herstellungsverfahrens
und dessen Implementierung als Herstellungsvorrichtung erfordert eine
minimale Anzahl von Faltmessern, die in ihrer Bewegung koordiniert
werden. Um beispielsweise das in der
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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