DE1928474U - Bremsvorrichtung fuer abwaerts foerdernde baender. - Google Patents

Description

Gebrauch smu.st er- Anmeldung;

der Firma

Rheinische Braunkohlenwerke PIG«, Köln, Kaiser-Friedrich-Ufer 55

Bremsvorrichtung für abwärts fördernde Bänder,

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für abwärts fördernde Bänder«, bei welcher die Stärke der Bremswirkung in selbsttätige Abhängigkeit von der van den Antriebsmotoren abgegebenen Leistung gebracht ist derart, dass die Leistung gemessen und der Meßwert bis zum Zeitpunkt der Verwendung gespeichert wird.

Bei Bändern,, die unter erheblicher Neigung abwärts fördern, besteht im Fall des Stillsetsens die Gefahr, dass das auf dem Band liegende Fördergut ins Rutschen kommt, wenn die auf das Band einwirkenden Bremskräfte und damit die Verzögerung zu gross werden. Neben anderen unangenehmen Begleiterscheinungen führt ein solches Abrutschen des Materials zu Überschüttungen, deren Beseitigung mit erheblichem Arbeit s- und Zeitaufwand verbunden ist. Sie führen auf jeden Fall immer zu Betriebsstörungen.

Dabei ist davon auszugehen«, dass ein Stillsetzen der Bänder nicht nur planmässig durch Abschalten der Antriebsmotor erfolgt. Vielmehr ist auch immer mit der Möglichkeit zu rechnen, dass das die Antriebsmotore speisende Netz aus irgendwelchen nicht vorhersehbaren Gründen ausfällt. Bei bekannten Förderanlagen der vorbeschriebenen Art ist

eine lastabhängige Bremsung dann nicht möglich, da die bekannten Anlagen elektrische Bremsmittel vorsehen. Diese fallen, wie nicht näher dargelegt zu werden braucht, jedenfalls dann aus, wenn die gesamte Stromversorgung unterbrochen ist.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, bei abwärts fördernden Bändern unter allen Umständen, also auch bei Netzausfall, eine lastabhängige Bremsung zu ermöglichen. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, an sich bekannte mechanische Bremsen und eine vom die Antriebsmotore speisenden Netz unabhängige Stromversorgung für die den Bremsvorgang steuernden Mittel vorzusehen.

Die an das Ε-Netz abgegebene elektrische Leistung wird vorteilhaft zunächst in einen proportionalen Gleichstrom oder eine proportionale Gleichspannung umgewandelt;. Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann dabei eine Analog-Digital-Umformung des Eingangsmeßwertes durch stufenweise eingestellte Grenzwertschalter (Meßtrigger) erfolgen, wobei anschliessend die derart umgeformten Meßwerte gespeichert werden. Die Bremsen, die z. B* an den Antriebswellen zwischen Bandtrommel, Getriebe und Ε-Motor angreifen, sind in besonders vorteilhafter Weise als Bremslüfter ausgebildet, die einzeln oder gruppenweise steuerbar sind. Für den Antrieb der Bremslüfter kann ein besonderer Generator vorgesehen sein, der unter Zwischenschaltung einer Schwungmasse von einem an das allgemeine Netz angeschlossenen Motor angetrieben ist. Dadurch wird sichergestellt, dass nach vollständigem Stromausfall für eine gewisse Zeitspanne die Stromversorgung der Bremslüfter gewährleistet ist, so dass diese nach wie vor steuerbar sind. Selbstverständlich hört der Antrieb des Generators durch den an das allgemeine Netz angeschlossenen Motor auf, sobald der Strom aus-

fällt. Die zwischen Motor und Generator geschaltete Schwungmasse sorgt jedoch dafür, dass der Generator noch eine gewisse Zeit weiterläuft. Diese Zeit ist so bemessen, dass bis zum endgültigen Stillstand des Generators der Stillsetzvorgang beendet ist. Im übrigen kann dieser Generator auch die für die Steuermittel notwendige Energie liefern«

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema eines abwärts fördernden Bandes in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 im Schema die Vorderansicht eines Bandantriebes, Figo 3 einen Schaltplan über die Verbindung zwischen Generator,

Bremsvorrichtung und Elektronik,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Bereiche der Grenzwertschalter

(Meßtrigger),
Fig. 5 im Schema den Schaltplan der Elektronik.

Auf der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Bandanlge 10 wird das bei 11 aufgegebene Fördergut in Richtung des Pfeiles 12, also nach unten transportiert, und bei 13 auf eine nachgeschaltete Vorrichtung übergeben. Diese Vorrichtung 13 könnte z, B. aus einer weiteren Bandanlage bestehen, die in horizontaler Ebene quer zur Bandanlage 10 förderte Es liegt auf der Hand, dass zumindest in den Bereichen, die zwischen den Punkten 14 und 15 liegen, das dort auf dem Band 10a liegende Gut nach unten ins Rutschen kommt, wenn beim Stillsetzen der Anlage 10 das Band 10a zu stark verzögert wird.

Wm.

Das Stillsetzen des Bandes oder, anders ausgerückt, die Übertragung der für die Stillsetzung erforderlichen Bremskräfte erfolgt über an der Welle 16 angreifende Bremsgeräte 17. Diese sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel als sogenannte Bremslüfter ausgebildet, deren Wirkungsweise im Folgenden anhand der Fig. 3 beschrieben wird:

In einem mit einer geeigneten Flüssigkeit, z„ B. Öl gefüllten Behälter 18 läuft ein Propeller 19 um, der von einem E-Motor 20 angetrieben wird. Der Propeller 19 ist am unteren Ende einer Welle 21 angebracht, auf die vom Motor 20 die Drehbewegung übertragen wird. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Welle 21 - und damit auch der Propeller 19 - gegenüber dem Motor 20 höhenverschiebbar sind. Die Höhenlage von Propeller 19 und Welle 21 hängt dabei von der Drehzahl des Propellers 19 ab. Dieser ist so ausgebildet, dass bei Antrieb desselben und der daraus resultierenden Drehbewgung innerhalb der im Gefass 18 befindlichen Flüssigkeit nach oben gerichteten Kräfte auf ihn einwirken, die Propeller 19 und Welle 21 nach oben zu schieben versuchen.

Am oberen Ende der Welle 21 ist ein Hebel 22 angebracht, der an der Drehbewegung von Propeller 19 und Welle 21 nicht teilnimmt. An seinem der Welle 21 abgekehrten Ende ist der Hebel 22 über geeignete, an sich bekannte Elemente mit zwei Backen 24, 25 verbunden, die an ihrer Innenseite den Aussenabmessungen der Welle 16 angepasste Bremsbeläge 26 und 27 tragen. Diese Backen sind um den Punkt 23 schwenkbar. In ihrer geöffneten Stellung liegen elie an der Welle 16 nicht an. Ihrer geschlossenen Stellung hingegen pressen sie die Bremsbeläte 25 und 26 gegen die Welle 16 und bewirken auf diese Weise das Abbremsen der-

selben und des über eine Trommel 28 laufenden Bandes 10a. Die Trommel 28 ist fest mit der Welle 16 verbundene

Die Betätigung der Backen 24 und 25 geschieht über den Hebel 22 in Abhängigkeit von der Stellung des Propellers 19 und der Welle 21 derart, solange der Elektromotor 20 den Propeller 19 antreibt und dieser sich in seiner oberen Stellung befindet, die Bremsbacken 24, 25 geöffnet sind. Wird der Motor 20 abgestellt, hört der Propeller 1.9 auf zu rotieren, und zwar bedingt durch den Reibungswiderstand der im Behälter 18 befindlichen Flüssigkeit, verhältnismässig sehr kurze Zeit nach Abschalten des Motors 2Oe Propeller 19 und Welle 21 gelangen dadurch, da die durch die Rotation des Propellers verursachten, nach oben gerichteten Kräfte auf den Propeller nicht mehr einwirken, nach unten und verschwenken den Hebel 22. Dadurch wird die aBrem.se 24, 25 geschlossen, d. h», dass sich die Sacken 24, 25 mit den darin befindlichen Bremsbelägen 26, 27 um die Welle 16 legen. Der Andruck der Backen 24 und 25 an der Welle 16 kann noch durch entsprechend angeordnete und bemessene Gewicht verstärkt werden. Diese sind in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt da das Bremsgerät keinen Teil der Erfindung darstellt. Aus der vorstehenden Beschreibung des Bremsgerätes ergibt sich, dass dieses nur zwei Betriebsstellungen, nämlich "offen" und "geschlossen" einzunehmen vermag. Eine Abstufung der Bremswirkung, z. B. durch unterschiedlichen, in geeigneter Weise gesteuerten Andruck der Bremsbacken 24, 25 an der Welle 16 ist nicht möglich.

Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, an der Bandanlage 10 mehrere solcher Bremsgeräte 17 vorzusehen, die in der in Fig. 2 dargestellten Weise an den oben und unten angebrachten Antriebsstati^nen 29 und 30 angebracht sein können. Die "Dosierung" der Bremskraft in Abhängigkeit von der

Leistungsabgabe der Antriebsmotore 31 an das Netz geschieht dabei in der Weise, dass, wenn die Übertragung lediglich einer geringen Bremskraft erforderlich ist, z. B₀ nur ein oder zwei der Geräte 17 zur Einwirkung gebracht werden. Das würde z. B. dann der Fall sein, wenn das Band 10a verhältnismässig schwach beaufschlagt ist. Bei stärkerer Beaufschlagung werden entsprechend mehr Geräte 17 zum Ansprechen gebracht, und zwar immer in Abhängigkeit von der jeweils unmittelbar vor Beginn des Bremsvorganges registrierten Leistungsabgabe an das Netz.

Die Leistungsabgabe der Motore 31 wird bei dem in Fig. 5 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Meßwertumformers in einen proportionalen Gleichstrom 0 bis 5 mA an einem Widerstand von 1 bis S KOhm umgeformt. An einer Widerstandkombination werden je nach Anzahl der gewünschten Stufen (im vorliegenden Fall sind es deren drei) Grenzwertschalter, sogenannte Meßtrigger 32 angeschlossen. Diese formen Eingangssignale beliebiger Kurvenform beim Über- bzw_o Unterschreiben bestimmter Werte in die Ausgangssignale L bzw.. Null. Die Meßtrigger

sind für eine Signalspannung von 0,7 V ausgelegt; durch Vorschalten äusserer Widerstände 33 kann jede gewünschte Signalspannung bis 8,5 V erreicht werden. Die Signalspannung entspricht dabei dem eingestellten Grenzwert. Die Meßtrigger formen also den analogen Eingangswert in einen digitalen Ausgangswert L bzw. Null um. '.

Übersteigt die Signalspannung den eingestellten Wert X, so erscheint am Α-Ausgang L-Signal, unterschreitet die Signalspannung den Wert X, so erscheint am A-Ausgang Null-Signal und am B-Ausgang L-Signal.

Der Ä-Ausgang des Meßtriggers steuert den Eingang eines Speichers 34, Erscheint am Α-Ausgang des Meßtriggers 32 L-Signal, so schaltet der Speicher, und zwar in der Weise, dass an seinem Α-Ausgang L-Signal und am B-Ausgang Null-Signal gegeben ist» Dieser Zustand des Speichers 34 wird erst dann wieder geändert, wenn auf den Löscheingang des Speichers ein L-Signal geschaltet wird. Dies ist dann der Fall, wenn der Meßtrigger am B-Ausgang L-Signal hat, d. h., wenn der eingestellte Grenzwert unterschritten und die Netzspannung vorhanden ist.

Die graphische Darstellung gemäss Fig. 4, in der über der Beandbeauf-

schlagung (IQlOO t/h) der der elektrischen Leistung proportionale Gleichstrom (mA) bzw. die Signalspannung (V) aufgetragen sind, lässt die Wirkungsweise insbesondere der Meßtrigger erkennen. Es sei angenommen, dass die Kurve, durch die die Abhängigkeit des proportionalen Gleichstroms oder der Signalspannung von der Belastung des Bandes ausgedrückt wird, den in Fig. 4 der Zeichnung dargestellten Verlauf hat. Es sollen drei Meßtrigger vorgesehen sein, von denen der erste, auf die niedrigste Sign al spannung eingestellt, den Bereich a, der zweite, entsprechend höher eingestellte, den Bereich b und der dritte, am höchsten eingestellte den darüber befindlichen Bereich c erfasst. Bei Ansteigen der Signalspannung von Null bis auf den Wert X, der einer Belastung von 5000 t/h entspricht, spricht der erste, den Bereich a abdeckenden Meßtrigger an. An seinem A-Ausgang, erscheint das L-Signal. Entsprechend wird, wie bereits erwähnt, der daran anschliessende Speicher 34 beeinflusst. D. h., dass die Elektronik eine Nachricht gespeichert hat, derzufolge das Band mit einer Fördermenge von 5 bis 7,5 Tausend Tonnen pro Stunde (t/h) beaufschlagt ist. Dieses Signal verbleibt in jedem Speicher 34, der dem für den Bereich a zuständigen Meßtrigger nachgeschaltet ist, solange die Signalspannung den Wert X, der

einer Belastung von 5000 t/h entspricht, nicht unterschreitet. Im anderen Fall, wenn also die Signalspannung unter den Wert X absinkt, wird das dem Speicher 34 gegebene Signal in der bereits beschriebenen Art und Weise gelöscht.

Tritt jedoch der Fall ein, dass die Signalspannung den Wert Y überschreitet, der eine Belastung von 7.500 t/h entspricht, tritt der nächste, den Bereich b abdeckende Meßtrigger in Funktion, der um eine Stufe, die der Differenz Y-X entspricht, höher eingestellt ist, in Funktion. Der Ablauf ist der gleiche wie es bereits mit dem ersten Meßtrigger

(a) geschildert worden war. Jedenfalls bekommt der Speicher, der dem den Bereich b abdeckenden Meßtrigger nachgeschaltet ist, sein Signal. Sinkt die Signalspannung wieder unter den Punkt Y, wird das Signal in diesem Speicher, der dem Meßtrigger (b) nachgeschaltet ist, wieder gelöscht.

Auf der anderen Seite spricht, wenn Signalspannung den Wert ζ erreicht, der dritte, bei dem Ausführungsbeispiel also letzte Meßtrigger an, der ebenfalls ein Signal an den ihm nachgeschalteten Speicher gibt. Umgekehrt würden bei einem Absinken der Signalspannung von einem Wert, der grosser ist als ζ auf einen Wert, der unter X liegt, nacheinander sämtliche gespeicherten Signale wieder gelöscht werden.

Es liegt auf der Hand, dass die Schwellwerte, bei denen die einzelnen am Meßtrigger ansprechen oder wieder gelöscht werden (einschließlich Speicher) in Abhängigkeit von den gegebenen Verhältnissen beliebig variiert werden können.

V-iV: iÜj.C/.

7Υ

Im übrigen ist die Anordnung so getroffen, dass, wenn mehrere Speicher ein Signal gespeichert haben, in den hinter diesen geschalteten Glidern das gespeicherte Signael, das auf den jeweils höchsten Schwellwert zurückgeht, ausgesiebt wird und im Bedarfsfall die dem jeweiligen Belastungszustand des Bandes entsprechende Anzahl von Bremsen auslöst.

Wenn z. B. angenommen wird, dass der Bandanlage 10 gemäss Fig. 1 zwölf Bremsvorrichtungen 17 der in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Art zugeordnet wären, würde unter Zugrundelegung der anhand der Fig. 4 und 5 erläuterten Schaltung folgende Wirkungsweise denkbar:

Wenn die Bandanlage stillgesetzt wird, solange die Signalspannung den Wert X noch nicht erreicht hat, wurden zum Stillsetzen der Anlage drei Bremsvorrichtungen 17 angreifen. Bei Überschreiten des Schwellwertes X würde im Bedarfsfall sechs Bremsgeräte 17 wirksam. Überschreitet die Signalspannung den Schwellwert I, wurden neun und nach Überschreiten des Sckwellwertes 10 zwölf·, also die maximal verfügbare Anzahl von Bremsgeräten 17 zur Einwirkung gebracht werden. Selbstverständlich sind auch hier alle möglichen Variationen denkbar.

Der Speicher steuert mit seinem Ausgang A im Zusammenhang mit den anderen Stufen ein Und-Glied 35. Es müssen mithin am Und-Glied vier L-Signale anstehen, ehe der Ausgang A~von Null nach L schaltet und der Ausgang B antivalent von L nach Null.

Zur Sicherheit der Gesamtanlage wird jede erforderliche Stufe doppelt ausgeführt. Es ist somit von den bisher beschrdäoenen Schaltelementen die doppelte Anzahl vorhanden.

Nach dem zuletzt erwähnten Und-Glied 35 wird eine Zusammenschaltung der beiden unabhängig voneinander arbeitenden Stufen (Stufen I bis IV und Stufen Ia bis IVa) vorgenommen, und zwar derart, dass jeweils beide Ausgänge A der Und-Glieder einer Stufe auf ein Oder-Glied 36 geschaltet werden. Das Oder-Glied schaltet dann, wenn Eingang a-, oder a₂ L-Signal hat. Es kann mithin eine der beiden Stufen ausfahren. Zrot&lem wird das für den jeweiligen Bedarfsfall richtige Bremsenkommando weitergegeben.

Jeder Ausgang A der Oder-Glieder schaltet einen Verstärker 37, Am Ausgang des Verstärkers wird das Schütz geschaltet, welches den Befehl für die jeweilige Bremsgruppe gibt.

Es war bereits erwähnt worden, dass die Bremsgeräte 17 jeweils mit einem Elektromotor 20 arbeiten. Die einzelnen Bremsen werden in der Weise betätigt, dass der jeweilige Motor 20 auf Grund des von der Elektronik gegebenen Befehls abgeschaltet wird. Dies geschieht durch das Relais 38.

Die Erfindung soll auch, wie bereits erwähnt wurde, dann anwendbar sein, wenn aus irgendeinem nicht vorhersehbaren und unkontrollierbaren Grunde die gesamte Stromversorgung ausfällt. Würden die Antriebsmotore 20 der Bremsgeräte 17 unmittelbar von der Stromversorgung gespest, wäre eine Bremsung in Abhängigkeit von der jeweils auf dem Band befindlichen Fördermenge nicht möglich, da bei Stromausfall sämtliche Bremsgeräte 17 zur Einwirkung kämen. Das ergibt sich zwangsläufig aus der Tatsache, dass bei Stromausfall alle Motore 20 der Bremsgeräte zum Stillstand kamen. In einem solchen Fall, also bei Ausfall des ge-

ii;

-lisaraten Stromnetzes, würde auch die Elektronik nicht mehr arbeiten.

Um trotzdem ein einwandfreies Funktionieren der Gesamtanlage zu gewährleisten, ifet ein besonderer Generator 39 vorgesehen, der unter Zwischenschaltung einer Schwungscheibe 40 von einem Motor 41 angetrieben wird (vgl. Fig. 3). Von diesem Generator 39 werden einmal über eine Leitung 42 die Motore 20 der Bremsgeräte 17 versorgt. Ausserdem ist eine zweite Leitung 43 vorgesehen, die über einen Umformer 44 und einen Gleichrichter 45 die Elektronik 46 versorgt. Mit 47 ist in Fig. 3 jene Leitung bezeichnet;, über die das Relais 38 beeinflusst wird. Dieses wirkt auf den Schalter 48 ein, der gegebenenfalls die Verbindungsleitung 42 zwischen Generator 39 und Motor 20 unterbricht. In Fig. 3 der Zeichnung ist diese Leitung unterbrochen. D. h., dass der Motor steht dnd die Bremse 24, 25 angezogen ist.

Durch die vorbeschriebene Vorrichtung, also insbesondere durch die Anordnung der Schwungscheibe 40 zwischen Motor 41 und Generator 39 ist'eine absolute Gewähr dafür gegeben, dass auch bei vollständigem Stromausfall noch für eine Zeit, beispielsweise 10 bis 15 Sekunden, die notwendig ist, um das Band zum Stillstand zu bringen, die Motoren 20 der Bremsgeräte 17 mit Strom versorgt werden. Dasgleiche gilt für die Elektronik 46.'Auf Grund der Schwungmasse 40 läuft der Generator 39 noch die genannte Zeitspanne weiter und liefert den für die Elektronik und die Motore*20 der Bremsgeräte 17 notwendigen k Stroms, so dass zunächst nur jene Bremsgeräte zur Einwirkung kommen, deren Motore 20 über den Schalter 48 stillgesetzt worden sindo Selbstverständlich ist es nicht vermeidbar, dass, sobald der Generator 39 zum Stillstand gekommen ist, auf die anderen Bremsen, die an der durch

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die Elektronik 46 gesteuerten Bremsung nicht teilgenommen haben, wirksam werden. Das geschieeht jedoch erst, nachdem das Band steht, so dass diese Bremsen, was den eigentlichen Stillsetzvorgang angeht, ohne Wirkung bleiben.

Bei Anwendung des Vorschlages gemäss der Erfindung besteht die Sicherheit, dass bei jedem Bedarfsfall die Bremsung sofort nach Abschalten der Antriebe dosiert einsetzt. Es ist wesentlich, dass zwischen dem Abschalten der Antriebe und dem Wirksamwerden der Bremsen kein ins Gewicht fallender Zeitraum liegt, da ansonsten die Gefahr besteht, dass das Band, verursacht durch das auf ihm liegende Fördergut, bereits eine so hohe Geschwindigkeit angenommen hat, dass die eingangs erwähnten Gefahren, insbesondere also das Auftreten von Überschüttungen kaum vermieden werden können₀ Auf Grund dieser Tatsache, also der Notwendigkeit, die Bremsen sofort nach Abschalten der Antriebe zur Einwirkung zu bringen, ist es nicht möglich, herkömmliche Mittel, z. B₀ Relais oder Schützen zu verwenden, da diese zu langsam arbeiten.

Claims (5)

- 13 - Schutzansprüehe

1. Bremsvorrichtung für abwärts fördernde Bänder, bei welcher die Stärke der Bremswirkung in selbsttätige Abhängigkeit von der von den Antriebsmotoren abgegebenen Leistung gebracht ist derart, dass die Leistung gemessen und der Meßwert bis zum Zeitpunkt der Verwendung gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, dass an sich bekannte mechanische Bremsen (17) und eine vom die Antriebsmotore (31) speisenden Netz unabhängige Stromversorgung (39, 40) für die den Bremsvorgang steuernden Mittel (46) vorgesehen sind.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die an das E-Netz abgegebene elektrische Leistung vorteilhaft zunächst in einen proportionalen Gleichstrom oder eine proportionale Gleichspannung umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Analog-Digital-Umformung des Eingangsmeßwertes durch stufenweise eingestellte Grenzwertschalter '(Meßtrigger) erfolgt und anschliessend die derart umgeformten Meßwerte'gespeichert werden.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, bei welcher die Bremsen z. B, an den Antriebswellen zwischen Bandtrommel, Getriebe und E-Motor angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen als Bremslüfter (17) ausgebildet sind, die einzeln oder gruppenweise steuerbar sind. ' V -'.

4. Bremsvorrichtung nach Ansprach- 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Antrieb der Bremslüfter (17) ein besonderer Generator (39) vorgesehen ist, der unter Zwischenschaltung einer Schwungmasse (40) von einem an das allgemeine Netz angeschlossenen Motor (41) angetrieben ist ο

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5. Bremsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (39) für den Betrieb der Bremslüfter (17) auch die für die Steuermittel (41) notwendige Energie liefert.

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