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EP1447151A1 - Device for covering or embedding a metal with another metal - Google Patents

Device for covering or embedding a metal with another metal Download PDF

Info

Publication number
EP1447151A1
EP1447151A1 EP04356008A EP04356008A EP1447151A1 EP 1447151 A1 EP1447151 A1 EP 1447151A1 EP 04356008 A EP04356008 A EP 04356008A EP 04356008 A EP04356008 A EP 04356008A EP 1447151 A1 EP1447151 A1 EP 1447151A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core
metal
wires
tube
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04356008A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Roger Sabau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1447151A1 publication Critical patent/EP1447151A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C9/00—Cooling, heating or lubricating drawing material
    • B21C9/005—Cold application of the lubricant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B21C3/12—Die holders; Rotating dies
    • B21C3/14—Die holders combined with devices for guiding the drawing material or combined with devices for cooling heating, or lubricating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
    • B21C37/042—Manufacture of coated wire or bars

Definitions

  • the present invention relates to a device in 3 variants making it possible to cover a ductile metal by another ductile metal, or by another material, cold or semi-hot and without loss of material, under long product form.
  • the operation is done by stretching or Wire drawing coupled with a compaction or an inlay of wires on the periphery;
  • the devices according to the invention can be applied cold or semi-hot on a multi pass stretching line, with or without a consecutive stranding operation the various products obtained;
  • the Global Line is designed and prepared according to the different Workbooks Charges of the target final product.
  • the industrial processes practiced are essentially: by electrolytic, electochemical, by different projection means in the form of particles, either solid, molten or semi-molten, or by parade immersion in a molten metal; production methods stand out for their low productivity, combined with thin layers, interface bonding conditions chemically and mechanically advanced, and under strict working and safety conditions (Heat and Dangerousness).
  • the device according to the invention is intended, first of all, for Producers of Bimetal or Tri-Metal Wires , with an electrical vocation whose overall mechanical resistance is a determining factor of the Book Loads of the composite Wire produced.
  • the device according to the invention is also intended for Producers of Long Products whose Anti-Corrosion criterion is a basic element of the Specifications Product Charges
  • the device according to the invention aims to associate, by inlaying or by compacting, son of copper or aluminum, with hard steel wire, hardened or hardened, given for information only and not limitative, to significantly increase the overall mechanical resistance of the bi or tri-metal wire, by first application; the multimetal wire can be used as a constituent for the manufacture of strands, see aerial cables, for information only.
  • the invention provides and designs three possibilities for covering a metal (or another material) by another metal (or by another material)
  • the 3 devices according to the invention allow to cover a metal, or other material, with another metal, or other material, with thicknesses and diameters chosen at the start, according to a relatively wide dimensional range.
  • the devices according to the invention thus allow a good number of choices and latitudes.
  • Plate 1 represents a drawing block 17 assembly of length 1.30 m, comprising 3 (or 4) die holders 18,19,20 (21 following, not shown).
  • die 1 is the inlet guide die; the die 3 to make a mini work-hardening (skin-pass) and ensure a perfect tension of the core in space 3-6 and the tightness of the tank 4 receiving a liquid or powdery product; the sets 5 + 6 and 8 + 9 are mounted and secured in their ring Die holders 19 and 20; parts 5 and 8 are made of metal, pierced with 4 + 1 housing to receive in 12,13,14,15, four guide channels allowing passage, with a low tolerance, four wires of the metal to cover the core, and in the center, the passage 16 of the core to be covered;
  • the guides 5 and 8, integral with the die are intended to introduce the 4 copper wires in front of the cone of the die at a specific (and constant) location; they can, if it is decided, play the role of pre-wetting of the lubricant; the 4 copper or aluminum wire
  • Figures 4 and 5 describe the evolution of the crushing profiles of these 4 wires of ductile material the tanks 2,4,7 (and 10, possibly) are used to contain a lubricant, or a liquid, or a resin or a polymer or a liquid metal with a low melting point, quoted by way of indication, chosen according to the Specifications of the final product targeted.
  • Line 6 is used to pre-crush the 4 wires of Cu or Alu, as indicative, on the metallic core; it can be paired by a 6 bis, twinned (not shown) if the filling rate in the working cone is too high or is limited.
  • track 9 is used to complete the "Compacting” of copper / Alu or X on the core; die 10 (not shown) is used to complete the "Compaction” of copper / Alu or X material, if this is necessary for certain metals or materials.
  • the tray 10 is used to recover the excessive spitting by the die 9 of lubricant which is brought into 7 by circuit 11. Lubricants or resin, or liquid metal, or other, to indicative, in 2,4,7 are chosen according to the Specifications of the finished product as well as the residual that one wishes to obtain on each of the five constituents, will be according to the criteria of Corrosion as defined by the Product Specifications. It should be noted that For certain coatings of the metallic core: brass, galva, galfan, tinned, for information, the lubricant may not be necessary.
  • the basic assembly 17 is fixed, and the movement of the five wires is linear; but in the case of a desire by the Industrialist to manufacture a strand, or a cable, several casting machines 17 to be mounted on a rotary cradle, upstream of the stranding machine or the stranding machine.
  • the device according to the invention named P18 e may include a heating installation, added with the Four-tube temperature uniformization system for re-soldering the tinned walls of copper, given to indicative and not limiting., or, to cross the semi-finished wire in a bath of molten tin, for information. With a suitable traditional wiping system commonly used in the industry.
  • the general installation of Plate 1 will be adapted according to the metal for “electric” use, or not, covering the core.
  • Page 5 gives, as an indication, an example of Mathematical Modeling of a Scheme of recovery possible.
  • a curve allowing to optimize the Drawing efforts and the resistances of various wires will be established Beforehand in a laboratory equipped with traction machines, depending on the model given on page 10, given as an indication and not limiting.
  • the operation consists of encrusting 3 hard, stainless or brass-plated steel wires, by way of an indicative example, in an aluminum or copper core, in the annealed state to optimize the incrustation; as an indication, the hardness ratio of the wires to the hardness of the core from 4 to 5 gives excellent results of penetration of the wire into the core.
  • the general principle of stretching in the casting machine 17 is the same as that described above for P18 e. It should be noted that for inlay rates approaching 99%, that is, the core metal closing almost completely on the wire, and trapping it, the subsequent operations of twisting or stranding of the encrusted elements prove to be unnecessary. (see Fig 9).
  • the threads to be embedded may also be, without limitation, executed in tubes of sufficient hardness to cause the minimum of ovalization; the inlay elements will be of circular section or other sections, without limitation.
  • the shades will be chosen according to the various criteria of the Specifications of the final product, in particular the Corrosion criterion on the finished product; the choice of shades will be validated by qualitative and quantitative tests beforehand.
  • Page 6 Gives, as an indication, an example of the Mathematical Modeling of a Schema possible inlay of 3 cover wires.
  • the device according to the invention called P 18 c (compact layer), consists of covering a metallic core with a compact metal layer, chosen Coating of a metallic core with a metal of good ductility, of elongation greater than 15%, as an indication, concerning the provision of the tubular layer;
  • the device according to the invention consists in the following principle: the manufacturer of tubes inserts a metallic core of circular section, or other shape, during the drawing of the tube, or a wire stainless steel, as an indication, of shade and hardness chosen.
  • the packaging of the wire-tube assembly is such that the length of the core, clearly exceeding the length of the tube, will continue to be wound on the coating tube.
  • the boots (coiled tube + core) are packaged as a spool, or hollow boots to allow them to be unwound through the center of the boot when the boot is taken up;
  • the 3 tube segments thus formed take place on the pulleys 33 and 34, with grooves adapted to the diameter of the tube; they are subjected to a slight tension, calibrated and optimized, by the carriages carrying the pulleys 33 and 34, so as not to crush the tube in the grooves of pulleys, and thus hinder the internal sliding of the core wire.
  • the core may include a residual drawing lubricant, chosen according to the corrosion criteria of the final product.
  • the assembly is hardened on a multi-pass 32 which pulls and hardens the tube with an Elongation much greater than that of the core.
  • the rotary reel 35 is mounted on a carriage, unlockable at a given time by an automaton, moves on a rail to the drawing machine 32; its movement is unlocked when the carrier carriage 33 joins it; the assembly 35 +33 thus moves towards the multi-pass 32
  • the carriages carrying the parts 33, 34, 35 are in reality in a vertical plane. Note that: for reasons of clarity and understanding only, plate 5, fig 13 represents the parts 33, 34, 35 offset.
  • a sequential system with automaton and limit switches will control the respective races of 33,34,35.
  • the Operation of Compacting the tube on the core can be done in a single hardening operation in triple wire drawing, that is to say 3 dies mounted in series for be able to obtain the tube extension necessary for the desired compaction.
  • the manufacturer can continue the whole work hardening operation, according to the Specifications of the final product.
  • P 18 c compact layer
  • Page 7 gives, as an indication, an example of the Mathematical Modeling of a Schema possible crushing and compaction of the base tube and the core.
  • Page 9 gives, as an indicative example, a technical sheet of a bi-metal wire with its basic features.
  • the device according to the invention is particularly intended to cover or embedding a ductile metal, or other ductile material, in another ductile metal, or other material ductile; each variant being chosen according to the Specifications of the final product set by industrial ..
  • Pages 5,6,7 and the Table on page 9 are mathematical models, given as indicative and non-limiting example.
  • Page 8 gives, as an indication, a Method for determining the value of ⁇ ; ⁇ is The relationship between the Wire drawing stress and the resistance to m / m 2 of the work hardened wire, or else, the ratio between the Wire drawing effort and the total resistance of the work hardened wire.
  • This characterization approach anticipated, makes it possible to optimize the value of the Work hardening rate to be given to the product, by reserving a reasonable safety coefficient so as not to break the wire at the start of the installation, in particular; the drawing constraints being more important at this time.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

The device has a caster (17) including three sliding die holders (18,19,20) for deforming, lengthening and encrusting implied wires, respectively, where the caster has a length of 1.30 meter. The wires are crushed and compacted to cover a perimeter of a steel core, by hammering the wire. Metallic guide tubes (5,8) are integrated on respective holders for guiding a passage of the wires.

Description

La présente invention concerne un dispositif en 3 variantes permettant de recouvrir un métal ductile par un autre métal ductile ,ou par un autre matériau,à froid ou à mi-chaud et sans perte de matière, sous forme de produit long. L'opération se fait par étirage ou Tréfilage couplée d'un compactage ou d'une incrustation de fils en périphérie ; Les dispositifs selon l'invention peuvent s'appliquer à froid ou à mi-chaud sur une ligne d'étirage multi passes ,avec ou sans une opération de Toronnage consécutive aux divers produits obtenus ; La Ligne globale est conçue et préparée en fonction des différents Cahier des Charges du produit final visé .The present invention relates to a device in 3 variants making it possible to cover a ductile metal by another ductile metal, or by another material, cold or semi-hot and without loss of material, under long product form. The operation is done by stretching or Wire drawing coupled with a compaction or an inlay of wires on the periphery; The devices according to the invention can be applied cold or semi-hot on a multi pass stretching line, with or without a consecutive stranding operation the various products obtained; The Global Line is designed and prepared according to the different Workbooks Charges of the target final product.

Dans l'état actuel de la Technique,soit le Métier de recouvrement d'un métal par un autre métal ,les procédés industriels pratiqués sont essentiellement : par voie électrolytique,électochimique, par différents moyens de projection sous forme de particules ,soit solides, soit fondues ou semi-fondues, ou par immersion au défilé dans un métal en fusion ; les méthodes de production se signalent par leurs faibles productivité ,alliées à des couches de faible épaisseur,à des conditions de liaison d'interface chimiquement et mécaniquement pointues , et à des conditions de Travail et de Sécurité contraignantes (Chaleur et Dangerosité).In the current state of the art, that is to say the occupation of covering a metal with another metal , the industrial processes practiced are essentially: by electrolytic, electochemical, by different projection means in the form of particles, either solid, molten or semi-molten, or by parade immersion in a molten metal; production methods stand out for their low productivity, combined with thin layers, interface bonding conditions chemically and mechanically advanced, and under strict working and safety conditions (Heat and Dangerousness).

Le dispositif selon l'invention s'adresse , en premier lieu , aux Producteurs de Fils bimétaux ou tri-métaux , à vocation électrique dont la résistance mécanique globale est un facteur déterminant du Cahier des Charges du Fil composite fabriqué. Le dispositif selon l'invention s'adresse également aux Producteurs de Produits Longs dont le critère Anti-Corrosion est un élément de base du Cahier des Charges ProduitThe device according to the invention is intended, first of all, for Producers of Bimetal or Tri-Metal Wires , with an electrical vocation whose overall mechanical resistance is a determining factor of the Book Loads of the composite Wire produced. The device according to the invention is also intended for Producers of Long Products whose Anti-Corrosion criterion is a basic element of the Specifications Product Charges

le dispositif selon l'invention a pour but d' associer ,par incrustation ou par compactage ,des fils de cuivre ou d'aluminium ,avec des fils d'acier dur ,écrouis ou trempés, cités à titre indicatf et non limitatif ,pour augmenter de façon notoire la résistance mécanique globale du fil bi ou tri-métaux , en première application ; le fil multimétaux pourra servir de constituant pour la fabrication de torons ,voir de câbles de type aériens ,à titre indicatif. En fonction des différents Cahiers des Charges du produit 5 final , l'invention prévoit et conçoit trois possibilités pour recouvrir un métal ( ou un autre matériau) par un autre métal (ou par un autre matériau )the device according to the invention aims to associate, by inlaying or by compacting, son of copper or aluminum, with hard steel wire, hardened or hardened, given for information only and not limitative, to significantly increase the overall mechanical resistance of the bi or tri-metal wire, by first application; the multimetal wire can be used as a constituent for the manufacture of strands, see aerial cables, for information only. According to the different Product Specifications 5 final, the invention provides and designs three possibilities for covering a metal (or another material) by another metal (or by another material)

les 3 symboles suivants seront utilisés pour les 3 méthodes de recouvrement : P18 e, P18 i, P18 c :

  • P18e : plusieurs Fils ductiles sont écrasés et fortement compactés par une opération d'écrouissage pour couvrir intégralement le Périmètre de l'âme. ; à titre indicatif et non limitatif , le nombre de fils est de quatre.
  • P18 i : Plusieurs Fils Durs, écrouis ou trempés revenus,de haute résistance,préférentiellement, en aciers inoxydables,ou autre métal, sont incrustés dans la peau du métal (ou autre matériau)d'âme de consistance ductile, par une opération d'écrouissage ; à titre indicatif et non limitatif, le nombre de fils est égal à trois .
  • P18 c : le Fil d'âme , de dureté et de nuance choisie est recouvert par une couche de métal ( ou autre matériau) ductile et compact de forme tubulaire à l'origine.
the following 3 symbols will be used for the 3 recovery methods: P18 e, P18 i, P18 c:
  • P18e : several Ductile wires are crushed and strongly compacted by a work hardening operation to fully cover the Perimeter of the core. ; as an indication and without limitation, the number of wires is four.
  • P18 i : Several hard wires, hardened or hardened tempered, of high resistance, preferably made of stainless steel or another metal, are embedded in the skin of the metal (or other material) of core of ductile consistency, by an operation of work hardening; by way of indication and without limitation, the number of wires is equal to three.
  • P18 c : the core wire, of hardness and of chosen shade is covered by a layer of metal (or other material) ductile and compact originally tubular in shape.

En fonction du Cahier des Charges du Produit Final,Les 3 dispositifs selon l'invention permettent de recouvrir un métal ,ou autre matériau, par un autre métal ,ou autre matériau , avec des épaisseurs et des diamêtres choisis au départ, selon une gamme dimensionnelle relativement large. Les dispositifs selon l'invention permettent ainsi bon nombre de choix et de latitudes .According to the Specifications of the Final Product, The 3 devices according to the invention allow to cover a metal, or other material, with another metal, or other material, with thicknesses and diameters chosen at the start, according to a relatively wide dimensional range. The devices according to the invention thus allow a good number of choices and latitudes.

les dessins annexés illustrent les 3 Dispositifs selon l'invention:

  • La Planche 1 représente en vue de dessus le dispositif de l'invention , nommé P18 e , ou P18 i ;
    • la figure 1 représente en vue de dessus une couleuse 17 (ou boite à lubrifiants) de grande dimension, de longueur 1.30 m ,donné à titre indicatif et non limitatif. L'ensemble 17 comporte 3 porte-filières 18,19,20 ; en 1 est inséré une filière qui est l'élément de guidage du fil d'âme les pièces 3,6,9 sont des filières d'écrouissage ,en diamant ou en carbure de tungstène , donné à titre indicatif..Les bacs étanches 2, 4,7 et 10 sont destinés à recevoir un lubrifiant , ou un métal liquide à bas point de fusion ou un polymère liquide ; ces éléments étant choisis en fonction des différents Cahiers des Charges du produit final.
    • la figure 2 représente Les pièces guide métalliques 5 out 8 qui sont solidaires de leur filière respective, et sont percées de 5 logements pour recevoir en 12,13,14,15 , quatre filières de guidage ;le passage du fil d'âme est prévu en 16.
  • La Planche 2 représente en coupe travers le dispositif de l'invention, nommé P18 e avec les figures 3, 4, 5, décrivant l'évolution du compactage des différents fils 21,22,23,24.
    • la figure 3 représente un fil d'âme 25 et quatre fils de couverture 21,22,23,24 prêts à être compactés sur l'âme ; 26 est le diamêtre final (virtuel) du produit visé.
    • la figure 4 représente une opération intermédiaire de compactage des fils 21,22,23,24. en cours d'aplatissement.
    • la figure 5 représente le produit final compacté avec les quatre couches 21,22,23,24 ,et l'âme 25
  • La Planche 3 représente en coupe travers le dispositif de l'invention, nommé P18 i, avec trois opérations successives d'incrustation des fils durs 27,28,29 dans l'âme ductile et tendre 25.
    • la figure 6 représente le fil d'âme 25 et trois fils 27,28,29, prêts à être incrustés
    • la figure 7 représente une opération intermédiaire d'incrustation des fils durs 27,28,29.
    • la figure 8 représente le produit final avec les trois fils durs 27,28,29, incrustées dans l'âme 25 de faible dureté.
    • la figure 9 représente un agrandissement du fil 28 ,légèrement ovalisé, incrusté d'une manière décrite postérieurement.
  • La Planche 4 représente en coupe travers le dispositif de l'invention , nommé P18 c, décrivant trois opérations de Compactage d'un tube ductile , comportant à l'intérieur : un fil d'âme de métal ou d'un polymère ,cité à titre non limitatif
    • la figure 10 représente le tube 30 de base ayant à l'intérieur un fil d'âme 25 ,avec la surface (ou volume) 31 à réduire à zéro , par étirement du tube et compactage sur l'âme.
    • la figure 11 représente une opération intermédiaire de compactage du tube 30 sur l'âme 25.
    • la figure 12 représente , en agrandi , le tube 30 étiré et compacté sur le fil 25 , avec des pressions qui seront définies plus loin.
  • La Planche 5 ,Figure 13 représente ,en vie de dessus, une installation de dévidage rotatif du fil d'âme 26 à partir de la bobine 35, le déplacement du tube 30 renfermant cette âme chicané sur les deux poulies rotatives,à gorge 33 et 34, montées sur un chariot qui se déplace sur un rail ; le tube est en cuivre, en Aluminium ,cité à titre non limitatif, le dévidoir rotatif 35 du fil d'âme est également monté sur un chariot à déplacement rectiligne ; les 3 chariots porteurs de 33, 34, 35 ont un déplacement vers la Tréfileuse 32 .
    •    le dispositif selon l'invention nommé P 18 e (e = écrasé) Consiste à recouvrir une âme métallique de Haute résistance , de Diamêtre ⊘ 1,8 m/m ,de résistance 2000 / 2200 MPa , donné à titre indicatif,en Acier inoxydables ,ou en acier laitonnée ou étamée ou en autre matériau , par trois ou quatre fils en métal de bonne ductilité ,de cuivre ou d'aluminium recuits, de ⊘ 1,5 m/m ,donné à titre indicatif et non limitatif. L' épaisseur de métal conducteur ( Cuivre , Alu , ou autre sera fonction des différents Cahier des Charges des produits visés.the accompanying drawings illustrate the 3 devices according to the invention:
  • Plate 1 represents in top view the device of the invention, named P18 e, or P18 i;
    • FIG. 1 represents a top view of a large-sized casting machine 17 (or lubricant box), of length 1.30 m, given for information and not limitation. The assembly 17 includes 3 die holders 18,19,20; in 1 is inserted a die which is the guide element of the core wire the parts 3, 6, 9 are hardening dies, in diamond or in tungsten carbide, given for information only. , 4,7 and 10 are intended to receive a lubricant, or a liquid metal with a low melting point or a liquid polymer; these elements being chosen according to the different Specifications of the final product.
    • 2 shows the metal guide parts 5 out 8 which are integral with their respective die, and are pierced with 5 housings to receive at 12,13,14,15, four guide dies; the passage of the core wire is provided in 16.
  • Plate 2 represents in section through the device of the invention, named P18 e with FIGS. 3, 4, 5, describing the evolution of the compaction of the different wires 21,22,23,24.
    • FIG. 3 represents a core wire 25 and four covering wires 21, 22, 23, 24 ready to be compacted on the core; 26 is the final (virtual) diameter of the target product.
    • FIG. 4 represents an intermediate operation of compacting the wires 21, 22, 23, 24. being flattened.
    • FIG. 5 represents the final product compacted with the four layers 21, 22, 23, 24, and the core 25
  • Plate 3 represents in section through the device of the invention, named P18 i , with three successive operations of incrustation of hard wires 27,28,29 in the ductile and soft core 25.
    • Figure 6 shows the core wire 25 and three wires 27,28,29, ready to be embedded
    • FIG. 7 represents an intermediate operation of incrustation of the hard wires 27, 28, 29.
    • FIG. 8 represents the final product with the three hard wires 27, 28, 29, embedded in the core 25 of low hardness.
    • FIG. 9 represents an enlargement of the wire 28, slightly ovalized, encrusted in a manner described later.
  • Plate 4 represents in section through the device of the invention, named P18 c, describing three operations of Compacting a ductile tube, comprising inside: a metal or polymer core wire, cited in non-limiting title
    • FIG. 10 represents the basic tube 30 having inside a core wire 25, with the surface (or volume) 31 to be reduced to zero, by stretching the tube and compacting on the core.
    • FIG. 11 represents an intermediate operation of compacting the tube 30 on the core 25.
    • FIG. 12 represents, in enlarged view, the tube 30 stretched and compacted on the wire 25, with pressures which will be defined below.
  • Plate 5, Figure 13 shows, in top life, a rotary unwinding installation of the core wire 26 from the coil 35, the displacement of the tube 30 enclosing this baffled core on the two rotary pulleys, grooved 33 and 34, mounted on a carriage which moves on a rail; the tube is made of copper, of aluminum, cited without limitation, the rotary reel 35 of the core wire is also mounted on a carriage with rectilinear displacement; the 3 carrying carriages of 33, 34, 35 have a movement towards the drawing machine 32.
    • the device according to the invention named P 18 e (e = crushed) Consists of covering a metallic core of High resistance, of Diameter ⊘ 1.8 m / m, of resistance 2000/2200 MPa, given as an indication, in Stainless steel , or in brass or tinned steel or in another material, by three or four wires of metal of good ductility, annealed copper or aluminum, of de 1.5 m / m, given as an indication and not limiting. The thickness of conductive metal (Copper, Alu, or other will depend on the different Specifications of the products concerned.

    La Planche 1 représente un ensemble Bloc d'étirage 17 de longueur 1,30 m ,comportant 3 (ou 4) porte- filières 18,19,20 (21 à la suite , non représenté).la filière 1 est la filière guide d'entrée ; la filière 3 pour faire un mini écrouissage( skin-pass)et assurer une parfaite tension de l'âme dans l'espace 3-6 et l'étanchéité du bac 4 recevant un produit liquide ou poudreux ; les ensembles 5+6 et 8+9 sont montés et solidarisés dans leur bague Porte-filières 19 et 20 ; les pièces 5 et 8 sont en métal ,percées de 4+1 logements pour recevoir en 12,13,14,15 , quatre filières- guide laissant passer ,avec une faible tolérance, quatre fils du métal à recouvrir l'âme ,et au centre, le passage 16 de l'âme à recouvrir; Les guides 5 et 8 , solidaires de la filière ont pour but d'introduire les 4 fils de cuivre devant le cône de la filière à un endroit précis ( et constant) ; ils peuvent ,si on le Décide, jouer le rôle de pré.mouillant du lubrifiant ; les 4 fils de cuivre ou d'Aluminium,donné a titre indicatif, non représenté sur la Planche 1 , sont dévidés par 4 bobines jumelées montées à l'amont de la couleuse 17, et par un système de dévidage conventionnel. Le fil multi métaux sortant de 17 est étiré par un banc mono passe ou par une multi passe,selon le taux de compactage ou,d'allongement que l'Industriel désire donner au produit brut.Plate 1 represents a drawing block 17 assembly of length 1.30 m, comprising 3 (or 4) die holders 18,19,20 (21 following, not shown). die 1 is the inlet guide die; the die 3 to make a mini work-hardening (skin-pass) and ensure a perfect tension of the core in space 3-6 and the tightness of the tank 4 receiving a liquid or powdery product; the sets 5 + 6 and 8 + 9 are mounted and secured in their ring Die holders 19 and 20; parts 5 and 8 are made of metal, pierced with 4 + 1 housing to receive in 12,13,14,15, four guide channels allowing passage, with a low tolerance, four wires of the metal to cover the core, and in the center, the passage 16 of the core to be covered; The guides 5 and 8, integral with the die, are intended to introduce the 4 copper wires in front of the cone of the die at a specific (and constant) location; they can, if it is decided, play the role of pre-wetting of the lubricant; the 4 copper or aluminum wires, given for information, not shown on Plate 1, are unwound by 4 twin coils mounted upstream of the casting machine 17, and by a system of conventional wire feed. The multi-metal wire coming out of 17 is stretched by a single pass bench or by a multi pass, depending on the compaction rate or, elongation that the manufacturer wishes to give to the raw product.

    Les figures 4 et 5 décrivent l'évolution des profils d'écrasement de ces 4 fils de matériau ductile les bacs 2,4,7 ( et 10, éventuellement) servent à contenir un lubrifiant,ou un liquide ,ou une résine ou un polymère ou un métal liquide à bas point de fusion , cité à titre indicatif ,choisis en fonction du Cahier des Charges du Produit final visé.La filière 6 sert à pré-écraser les 4 fils de Cu ou Alu, à titre indicatif ,sur l'âme métallique ; elle pourra être jumelée par une filière 6 bis,jumelée (non représentée) si le taux de remplissage dans le cône de travail est trop important ou, est limite. ; la filière 9 sert à terminer le " Compactage " du cuivre / Alu ou X sur l'âme ;la filière 10 (non représentée) sert à parachever le " Compactage " du cuivre / Alu ou matériau X , si cette opération s'avère nécessaire pour certains métaux ou matériaux . Le bac 10 sert à récupérer le crachement excéssif par la filière 9 de lubrifiant qui est ramené en 7 par le circuit 11. Les lubrifiants ou résine,ou métal liquide,ou autre ,à titre indicatif, en 2,4,7 sont choisis en fonction du Cahier des Charges du produit fini ainsi que le résiduel que l'on désire obtenir sur chacun des cinq constituants , sera en fonction des critères de Corrosion tels qu'ils ont été définis par le Cahier des Charges du produit visé. Il est à noter que Pour certains revêtements de l'âme métallique : laiton , galva , galfan ,étamé , à titre indicatif, le lubrifiant peut s'avérer non nécessaire ..Figures 4 and 5 describe the evolution of the crushing profiles of these 4 wires of ductile material the tanks 2,4,7 (and 10, possibly) are used to contain a lubricant, or a liquid, or a resin or a polymer or a liquid metal with a low melting point, quoted by way of indication, chosen according to the Specifications of the final product targeted. Line 6 is used to pre-crush the 4 wires of Cu or Alu, as indicative, on the metallic core; it can be paired by a 6 bis, twinned (not shown) if the filling rate in the working cone is too high or is limited. ; track 9 is used to complete the "Compacting" of copper / Alu or X on the core; die 10 (not shown) is used to complete the "Compaction" of copper / Alu or X material, if this is necessary for certain metals or materials. The tray 10 is used to recover the excessive spitting by the die 9 of lubricant which is brought into 7 by circuit 11. Lubricants or resin, or liquid metal, or other, to indicative, in 2,4,7 are chosen according to the Specifications of the finished product as well as the residual that one wishes to obtain on each of the five constituents, will be according to the criteria of Corrosion as defined by the Product Specifications. It should be noted that For certain coatings of the metallic core: brass, galva, galfan, tinned, for information, the lubricant may not be necessary.

    Dans le dispositif selon l'invention nommé P 18 e (e = écrasé), l'ensemble de base 17 est fixe ,et le déplacement des cinq fils est linéaire ; mais dans le cas d'une volonté par l'Industriel de fabriquer un toron ,ou un câble, plusieurs couleuses 17 pour être monter sur un berceau rotatif , en amont de la toronneuse ou de la câbleuse. En option , et selon le Cahier des Charges du produit final , le dispositif selon l'invention nommé P18 e pourra comporter une installation de chauffage ,ajoutée du Système Four-tubes d'uniformisation de température pour ressouder les parois étamées du cuivre, donné à titre indicatif et non limitatif., ou, de faire traverser le fil semi-fini dans un bain d'étain en fusion, à titre indicatif. Avec un système d'essuyage traditionnel approprié couramment utilisé dans l'industrie. L'installation générale Planche 1 sera adapté en fonction de métal à usage « électrique » ,ou non, recouvrant l'âme.In the device according to the invention named P 18 e (e = crushed), the basic assembly 17 is fixed, and the movement of the five wires is linear; but in the case of a desire by the Industrialist to manufacture a strand, or a cable, several casting machines 17 to be mounted on a rotary cradle, upstream of the stranding machine or the stranding machine. Optionally, and according to the Specifications of the final product, the device according to the invention named P18 e may include a heating installation, added with the Four-tube temperature uniformization system for re-soldering the tinned walls of copper, given to indicative and not limiting., or, to cross the semi-finished wire in a bath of molten tin, for information. With a suitable traditional wiping system commonly used in the industry. The general installation of Plate 1 will be adapted according to the metal for “electric” use, or not, covering the core.

    la Page 5 donne, à titre indicatif, un exemple de Modélisation mathématique d'un Schéma de recouvrement possible. Une Courbe permettant d'optimiser les Efforts de tréfilage et les résistances des divers fils sera établi Préalablement en laboratoire équipé en machines de traction, selon le modèle donné en page 10 , donné à titre indicatif et non limitatif.Page 5 gives, as an indication, an example of Mathematical Modeling of a Scheme of recovery possible. A curve allowing to optimize the Drawing efforts and the resistances of various wires will be established Beforehand in a laboratory equipped with traction machines, depending on the model given on page 10, given as an indication and not limiting.

    le dispositif selon l'invention nommé P 18 i ( i = incrusté) Consiste à incruster trois (ou quatre) fils l'acier de haute résistance mécanique ou autre métal ou matériau , dans une âme d'un matériau relativement tendre et d'une ductilité suffisante L'opération consiste à incruster 3 fils d'acier durs ,inoxydables ou laitonnés, à titre d'exemple indicatif ,dans une âme en Aluminium ou en cuivre, à l'état recuit pour optimiser l'incrustation ; à titre indicatif , le ratio dureté des fils sur dureté de l'âme de 4 à 5, donne d'excellents résultats de pénétration du fil dans l'âme. Le principe général d'étirement lans la couleuse 17 est le même que pour celui décrit précédemment pour P18 e .Il est à noter que pour des Taux d'incrustation voisinant les 99 % ,soit , le métal d'âme se refermant quasi totalement sur le fil, et l'emprisonnant, les opérations postérieures de torsionnage ou de toronnage des éléments incrustés s'avèrent non nécessaires. ( voir Fig 9).the device according to the invention called P 18 i (i = embedded) Consists of embedding three (or four) wires of high mechanical strength steel or other metal or material, in a core of a relatively soft material and a sufficient ductility The operation consists of encrusting 3 hard, stainless or brass-plated steel wires, by way of an indicative example, in an aluminum or copper core, in the annealed state to optimize the incrustation; as an indication, the hardness ratio of the wires to the hardness of the core from 4 to 5 gives excellent results of penetration of the wire into the core. The general principle of stretching in the casting machine 17 is the same as that described above for P18 e. It should be noted that for inlay rates approaching 99%, that is, the core metal closing almost completely on the wire, and trapping it, the subsequent operations of twisting or stranding of the encrusted elements prove to be unnecessary. (see Fig 9).

    Les fils à incruster pourront être également, à titre non limitatif , exécutés dans des tubes de dureté suffisantes pour provoquer le minimum d'ovalisation ; les éléments d'incrustation seront de section circulaire ou autres sections , à titre non limitatif. Les nuances seront choisies en fonction des différents critères du Cahier des Charges du produit final, en particulier le critère Corrosion sur produit fini ; les choix de nuances seront validées par des Tests qualitatifs et quantitatifs préalables.The threads to be embedded may also be, without limitation, executed in tubes of sufficient hardness to cause the minimum of ovalization; the inlay elements will be of circular section or other sections, without limitation. The shades will be chosen according to the various criteria of the Specifications of the final product, in particular the Corrosion criterion on the finished product; the choice of shades will be validated by qualitative and quantitative tests beforehand.

    la Page 6 Donne, à titre indicatif ,un exemple de la Modélisation mathématique d'un Schéma d' incrustation possible de 3 fils de couverture .Page 6 Gives, as an indication, an example of the Mathematical Modeling of a Schema possible inlay of 3 cover wires.

    Une Courbe permettant d'optimiser les Efforts de tréfilage et les résistances des divers fils sera établi préalablement en laboratoire équipé en machines de traction, selon le modèle donné en page 10 , donné à titre indicatif et non limitatif.A curve allowing to optimize the Drawing efforts and the resistances of the various wires will be established previously in the laboratory equipped with traction machines, according to the model given on page 10, given as an indication and not limiting.

    Le dispositif selon l'invention nommé P 18 c ( couche compacte), consiste à recouvrir une âme métallique par une Couche de Métal compact, choisi Revêtement d'une âme métallique par un métal de bonne ductilité, d'allongement supérieur à 15%,à titre indicatif, concernant la provision de la couche 45tubulaire ;Le Dispositif selon l'invention consiste dans le principe suivant : le Fabricant de tubes insère une âme métallique de section circulaire ,ou autre forme, pendant l'étirage du tube,soit un fil d'acier inoxydable, à titre indicatif, de nuance et dureté choisies. Le conditionnement de l'ensemble Fil-Tube est tel que la longueur de l' âme ,excédant nettement la longueur du tube, continuera d'être enroulée sur le tube de Revêtement . les bottes ( tube enroulé + âme ) sont conditionnées en spool , ou bottes creuses pour permettre un dévidage par le centre de la botte, à la reprise de celle-ci ; Selon la Planche 5 , Figure 13 ,avant l'opération de compactage des 2 éléments,par écrouissage du tube 30, la déplacent sur un système de rails ,dont la longueur totale développée égale celle du tube à dérouler et à écrouir; les 3 segments de tube ainsi formés, se déroulent sur les poulies 33 et 34 ,à gorge adaptée au diamêtre du tube ; ils subissent une légère tension ,calibrée et optimisée,par les chariots porteurs des poulies 33 et 34, pour ne pas écraser le tube dans les gorges de poulies ,et gêner ainsi le glissement intérieur du fil d 'âme. Pour s'assurer du bon glissement relatif âme-tube ,l'âme pourra comporter un résiduel de lubrifiant de tréfilage, choisi en fonction des critères de corrosion du produit final. l'ensemble est écroui sur une multipasse 32 qui tire et écroui le tube avec un Allongement beaucoup plus important que celui de l'âme .Le dévidoir rotatif 35 est monté sur un chariot, dévérouillable à un moment donné par un automate, se déplace sur un rail vers la tréfileuse 32 ; son déplacement est dévérouillé au moment ou le chariot porteur 33 le rejoint ; l'ensemble 35 +33 se déplace ainsi vers la multipasse 32 Les chariots porteurs des pièces 33 ,34,35 sont en réalité dans un plan vertical . A noter que :pour des raisons de clareté et de compréhension uniquement, la planche 5 ,fig 13 représente les pièces 33,34,35 décalées. Un système séquentiel avec automate et fins de course pilotera les courses respectives de 33,34,35. Compte tenu de haute résistance mécanique conjuguée : de l'âme et du tube fortement écroui , l'Opération de Compactage du tube sur l'âme pourra se faire en une seule opération d'écrouissage en tréfilage triplé, soit 3 filières montées en série pour pouvoir obtenir l'allongement tube nécessaire au compactage désiré. Lorsque le compactage tube-fil sera atteint, l'industriel pourra continuer l'opération d'écrouissage de l'ensemble , en fonction du Cahier des Charges du produit final.The device according to the invention called P 18 c (compact layer), consists of covering a metallic core with a compact metal layer, chosen Coating of a metallic core with a metal of good ductility, of elongation greater than 15%, as an indication, concerning the provision of the tubular layer; The device according to the invention consists in the following principle: the manufacturer of tubes inserts a metallic core of circular section, or other shape, during the drawing of the tube, or a wire stainless steel, as an indication, of shade and hardness chosen. The packaging of the wire-tube assembly is such that the length of the core, clearly exceeding the length of the tube, will continue to be wound on the coating tube. the boots (coiled tube + core) are packaged as a spool, or hollow boots to allow them to be unwound through the center of the boot when the boot is taken up; According to Plate 5, Figure 13, before the compacting operation of the 2 elements, by work hardening of the tube 30, move it on a system of rails, whose total developed length equals that of the tube to be unwound and work hardened; the 3 tube segments thus formed, take place on the pulleys 33 and 34, with grooves adapted to the diameter of the tube; they are subjected to a slight tension, calibrated and optimized, by the carriages carrying the pulleys 33 and 34, so as not to crush the tube in the grooves of pulleys, and thus hinder the internal sliding of the core wire. To ensure proper sliding of the core-tube, the core may include a residual drawing lubricant, chosen according to the corrosion criteria of the final product. the assembly is hardened on a multi-pass 32 which pulls and hardens the tube with an Elongation much greater than that of the core. The rotary reel 35 is mounted on a carriage, unlockable at a given time by an automaton, moves on a rail to the drawing machine 32; its movement is unlocked when the carrier carriage 33 joins it; the assembly 35 +33 thus moves towards the multi-pass 32 The carriages carrying the parts 33, 34, 35 are in reality in a vertical plane. Note that: for reasons of clarity and understanding only, plate 5, fig 13 represents the parts 33, 34, 35 offset. A sequential system with automaton and limit switches will control the respective races of 33,34,35. Taking into account the combined high mechanical strength: of the core and of the strongly hardened tube, the Operation of Compacting the tube on the core can be done in a single hardening operation in triple wire drawing, that is to say 3 dies mounted in series for be able to obtain the tube extension necessary for the desired compaction. When tube-wire compaction is reached, the manufacturer can continue the whole work hardening operation, according to the Specifications of the final product.

    le dispositif selon l'invention nommé P 18 c ( couche compacte), permet de recouvrir une âme métallique ou autre matériau qui sera isolé de toutes aggressions extérieures , par une Couche de Métal compact, de bonne ductilité et avec l'épaisseur choisi en fonction du Cahier des Charges du produit final , soit pour une application "électrique", soit "Anti-corrosion" , cité à titre indicatif et non limitatif.the device according to the invention called P 18 c (compact layer), makes it possible to cover a metallic core or other material which will be isolated from all external aggressions, by a compact metal layer, of good ductility and with the thickness chosen according to of the Specifications of the final product, either for an "electric" or "Anti-corrosion" application, quoted as an indication and not limiting.

    la Page 7 donne , à titre indicatif,un exemple de la Modélisation mathématique d'un Schéma d'écrasement et de compactage possible du tube de base et de l'âme .Page 7 gives, as an indication, an example of the Mathematical Modeling of a Schema possible crushing and compaction of the base tube and the core.

    la Page 9 donne ,à titre d'exemple indicatif , une Fiche technique d'un fil bi-métaux avec ses caractéristiques de base.Page 9 gives, as an indicative example, a technical sheet of a bi-metal wire with its basic features.

    le dispositif selon l'invention ,avec ses trois variantes, est particulièrement destiné à recouvrir ou à incruster un métal ductile ,ou autre matériau ductile, dans un autre métal ductile ,ou autre matériau ductile ; chaque variante étant choisie en fonction du Cahier des Charges du produit final fixé par l'industriel..the device according to the invention, with its three variants, is particularly intended to cover or embedding a ductile metal, or other ductile material, in another ductile metal, or other material ductile; each variant being chosen according to the Specifications of the final product set by industrial ..

    Les Pages 5,6,7 et le Tableau en page 9 sont des modèles mathématiques ,donnés à titre d'exemple indicatif et non limitatif.Pages 5,6,7 and the Table on page 9 are mathematical models, given as indicative and non-limiting example.

    La page 8 donne ,à titre indicatif, une Méthode de détermination de la valeur de ψ ; ψ est Le rapport entre la Contrainte de tréfilage et la résistance au m/m2 du fil écroui , ou bien, le rapport entre l'effort de Tréfilage et la résistance totale du fil écroui. Cette démarche de Caractérisation ,anticipée, permet d'optimiser la valeur du Taux d'écrouissage à donner au produit ,en se réservant un coefficient de sécurité raisonnable pour ne pas casser le fil au démarrage de l'installation, en particulier ; les Contraintes de tréfilage étant plus importantes à ce moment là.

    Figure 00050001
    Figure 00060001
    Figure 00070001
    Figure 00080001
    Figure 00090001
    Page 8 gives, as an indication, a Method for determining the value of ψ; ψ is The relationship between the Wire drawing stress and the resistance to m / m 2 of the work hardened wire, or else, the ratio between the Wire drawing effort and the total resistance of the work hardened wire. This characterization approach, anticipated, makes it possible to optimize the value of the Work hardening rate to be given to the product, by reserving a reasonable safety coefficient so as not to break the wire at the start of the installation, in particular; the drawing constraints being more important at this time.
    Figure 00050001
    Figure 00060001
    Figure 00070001
    Figure 00080001
    Figure 00090001

    Claims (7)

    Dispositif pour recouvrir et ,ou, incruster un métal ,ou autre matériau , par un autre métal ou par un autre matériau, sous forme de produit long , au défilé, par un opération conjugée d'écrouissage et de compactage , à froid, des éléments impliqués,en ce qu'il est caractérisé par une couleuse 17 comportant 3 porte-Filières 18,19,20 servant aux opérations de déformations ,d'allongement ou d'incrustation des fils impliqués.Device for covering and, or embedding a metal, or other material, with another metal or with another material, in the form of a long product, in the process, by a combined cold working and cold compacting operation, of the elements involved, in that it is characterized by a casting machine 17 comprising 3 die holders 18,19,20 used for the operations of deformations, elongation or encrustation of the wires involved. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le Dispositif nommé P18e consiste à compacter à froid quatre fils de Cuivre ou d'Aluminium ou leurs Alliages ,à l'état recuit , sur une âme d'acier pour en couvrir tout le périmètre, les matériaux étant cités à titre indicatif et non limitatif.Device according to Claim 1, characterized in that the Device named P18e consists in cold compacting four wires of Copper or Aluminum or their Alloys, in the annealed state, on a steel core to cover the entire perimeter, the materials being quoted for information and not limitation. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le Dispositif nommé P18 i consiste à incruster 3 ou 4 fils d'aciers durs dans une âme de faible dureté et de ductilité suffisante, par une opération de tréfilage / Etirage, à froid.Device according to Claim 1, characterized in that the Device named P18 i consists in embedding 3 or 4 hard steel wires in a core of low hardness and of sufficient ductility, by a cold drawing / drawing operation. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le Dispositif nommé P18 c consiste à recouvrir une âme métallique de forme circulaire ou autre forme, de section pleine ou creuse, par un tube métallique de bonne ductilité jusqu'en arriver au compactage de celui-ci sur son l'âme de départ. et ceci,par une opération d'étirage préférentielle de ce tube par rapport à son âme..Device according to claim 1 characterized in that the device named P18 c consists in covering a metallic core of circular shape or other shape, of solid or hollow section, with a metallic tube of good ductility until arriving at the compaction thereof on his starting soul. and this, by a preferential drawing operation of this tube with respect to its core. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les Lubrifiants, produits d'interface lors des opération de Tréfilage/Etirage , seront signalés par leurs propriétés anti-corrosion ou,seront des résines à durcissement retardé et à consistance résiduelle semi souple ;les produits étant choisis en fonction du Cahier des Charges du produit final , et en particulier des Critères de Corrosion.Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the Lubricants, interface products during the Drawing / Drawing operations, will be indicated by their anti-corrosion properties or, will be resins with delayed hardening and with semi-flexible residual consistency the products being chosen according to the Specifications of the final product, and in particular the Corrosion Criteria. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le lubrifiant sera en fait ,pour certains produits ,un métal liquide à bas point de fusion , ayant ,préférentiellement, des Aptitudes anti-corrosion ; l'étain étant cité à titre indicatif.Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the lubricant will in fact, for certain products, be a liquid metal with a low melting point, preferably having anti-corrosion abilities; tin being quoted as an indication. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les 3 types de produit fabriqué subiront , ou non , un allongement sur un banc ou une tréfileuse multipasse ,par une opération à froid, et selon des valeurs déterminées en fonction du Cahier des Charges du produit final désiré.Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the 3 types of product produced will, or may not, be lengthened on a bench or a multi-pass drawing machine, by a cold operation, and according to values determined according to the Specifications. Loads of the desired end product.
    EP04356008A 2003-02-10 2004-01-28 Device for covering or embedding a metal with another metal Withdrawn EP1447151A1 (en)

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