CN108138899B - 扭转减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扭转减振器(10)，其具有：初级质量(12)，所述初级质量用于在牵引运行中导入可由机动车发动机产生的扭矩；相对于初级质量(12)能有限地转动的次级质量(14)，所述次级质量用于导出扭矩；和可作用于初级质量(12)和作用于次级质量(14)上的能量存储元件(16)，所述能量存储元件用于在初级质量(12)和次级质量(14)之间传递扭矩，其中与在压缩的所述能量存储元件(16)的至少一部分从中立位置中沿推进方向相对于所述初级质量(12)相对运动时相比，在压缩的所述能量存储元件(16)的至少一部分从中立位置中沿牵引方向相对于所述初级质量(12)相对运动时，更高的摩擦力能够作用在所述能量存储元件(16)上，其中，所述推进方向相反于所述扭转减振器(10)在牵引运行中的转动方向定向，所述牵引方向对应于所述扭转减振器(10)在牵引运行时的转动方向。通过在牵引方向上的高的摩擦能够衰减共振效应，而通过在推进方向上小的摩擦能够确保常规的振动衰减，使得实现具有良好减振性能的扭转减振器(10)。

Description

扭转减振器

技术领域

本发明涉及一种扭转减振器，尤其双质量飞轮，借助所述扭转减振器能够衰减机动车发动机的驱动轴的扭转振动。

背景技术

从DE 10 2012 220 519 A1中已知一种双质量飞轮，其具有初级质量和经由弧形弹簧可与初级质量受限制转动耦联的次级质量，其中次级质量能够借助于摩擦装置故意地经受摩擦，以便衰减共振效应。

存在改进扭转减振器的减振表现的持续的需求。

发明内容

本发明的目的是指出如下措施：所述措施实现具有良好减振性能的扭转减振器。

根据本发明，提出一种扭转减振器，尤其双质量飞轮，所述扭转减振器用于在机动车发动机的驱动轴和机动车变速器的变速器输入轴之间进行扭转减振，所述扭转减振器具有：初级质量，所述初级质量用于在牵引运行中导入能由机动车发动机产生的扭矩；相对于初级质量能有限地转动的次级质量，所述次级质量用于导出扭矩；和能作用于初级质量和作用于次级质量上的能量存储元件，所述能量存储元件尤其构成为弧形弹簧，所述能量存储元件用于在初级质量和次级质量之间传递扭矩，其中与在压缩的能量存储元件的至少一部分从中立位置中沿推进方向相对于初级质量相对运动时相比，在压缩的能量存储元件的至少一部分从中立位置中沿牵引方向相对于初级质量相对运动时，能够将更高的摩擦力作用在能量存储元件上，其中，所述推进方向相反于所述扭转减振器在牵引运行中的转动方向定向，所述牵引方向对应于所述扭转减振器在牵引运行时的转动方向。

在机动车的动力传动系中，通常沿牵引方向进行扭矩传递，这就是说，将扭矩从机动车发动机传输至驱动轮。在此，使用如下认知：在保持当前速度的情况下或在加速时在主要的时间期间在扭转减振器中进行扭矩传递。在加速时，驱动轴能够连同初级质量一起超过次级质量，使得能量存储元件关于中立位置沿驱动轴的转动方向运动到次级质量上并且在此压缩。对于随初级质量共同运动的观察者而言，这表示：能量存储元件的远离初级质量指向的且沿初级质量的转动方向指向次级质量的端部在压缩时，相反于驱动轴的转动方向、即沿着推进方向相对于初级质量实施相对运动。能量存储元件的从初级质量到次级质量相反于初级质量的转动方向指向的端部不进一步主动地压缩，而是能够在其当前位置中从次级质量的止挡件抬起，其中在此不考虑所述能量存储元件的相对运动。

仅当驾驶员不再操作油门时，通常判断出期望的滑行运行(Segelbetrieb)，在所述滑行运行中机动车应以节约燃料的方式由其自身的惯性力矩继续移动。在该情况下，机动车发动机与动力传动系脱联，使得机动车发动机的拖动力矩不损害节约燃料的滑行运行。由此有意地防止在推进方向上的扭矩流，即从驱动轮到机动车发动机的扭矩流。由此也防止如下情况：次级质量超过初级质量，并且能量存储元件从次级质量压缩到初级质量上。在该情况下，这对于随初级质量一起运动的观察者而言表示：能量存储元件的远离初级质量指向的且相反于初级质量的转动方向指向次级质量的端部关于中立位置，以驱动轴的转动方向、即沿着牵引方向实施相对于初级质量的相对运动。能量存储元件的以初级质量的转动方向从初级质量指向次级质量的端部不进一步主动压缩，而是能够在其当前的位置中从次级质量的止挡件抬起，其中在此不考虑所述能量存储元件的相对运动。当驾驶员希望通过操作制动器来对机动车制动时，尤其在制动极其强的情况下会有意义的是：将机动车发动机再次耦联到动力传动系上，并且机动车发动机的拖动力矩用作为所谓的发动机制动。然而，该时间段通常极其短。

这表示：能量存储元件的压缩的部件在牵引方向上的主动相对运动很大程度上仅在出现扭转振动时才进行。但是，尤其在机动车的加速阶段期间，扭转振动的振幅必须已经特别大，以便已经压缩的能量存储元件的一部分能够从沿推进方向相对于初级质量移位的基础位置中超过标称中立位置沿牵引方向运动。然而，通常仅在共振转速附近出现这种大的振幅，其中扭转振动振幅能够自行加强。因此，在共振区域中出现大的扭转振动的情况下，能量存储元件的可沿牵引方向压缩的部分也主动地压缩，使得更高的摩擦力有效作用于能量存储元件的该部分上。这引起：对于由初级质量、能量存储元件和次级质量组成的能振动的弹簧质量系统进行附加的减振，所述弹簧质量系统能够作为存在摩擦的减振元件来衰减共振所引起的扭转振动效应。在能量存储元件的沿推进方向主动压缩的部分的相对运动中，扭转振动减振不通过小的有效的摩擦力损害，使得尤其在机动车加速时，通过相应的振动隔离不损害或仅少量地损耗扭转减振。这一方面实现良好的振动衰减并且另一方面实现衰减共振效应。

此外，在能量存储元件上摩擦从静摩擦过渡到滑动摩擦并且再次过渡到静摩擦时，作用于能量存储元件的沿推进方向主动压缩的部分上的小的摩擦力避免或至少降低扭转减振器的可察觉到的冲击，所述冲击例如能够导致可听到的低沉噪声(“推进低沉声Schubbrummen”)。如果在负载切换时能量存储元件的轴向端部由于在环周方向上的间隙而不止挡在次级质量的止挡件上，那么通过提高摩擦力的区域，当在所谓的牵引失火-双重冲击期间快速连续将冲击沿相同的环周方向施加到能量存储元件上时，防止整个能量存储元件相对于初级质量移动。同样地，在突然高的扭矩冲击(“Impacts冲击”)的情况下能够避免或至少减小整个能量存储元件的移动。此外，由此为了在耦联的机动车变速器中进行挡位切换，需要能量存储元件的预处理。在由于挡位切换而引起沿推进方向导入的突然的扭矩冲击的情况下，能够发生短暂的推进运行，其中在能量存储元件的可沿牵引方向主动压缩的部分上的提高的摩擦能够防止整个能量存储元件相对于初级质量的移动。通过在能量存储元件的沿推进方向主动压缩的部分上的更小的摩擦，能够尤其快地且在作用的扭矩小的情况下就克服静摩擦，使得在静摩擦和滑动摩擦之间的切换几乎无法被驾驶员察觉。只要能量存储元件的主动压缩的部分在正常运行时沿牵引方向运动经过中立位置，在扭转振动振幅小的情况下，在所述振动区域中作用的提高的摩擦几乎不起作用，因为所需的减振作用能够在能量存储元件的主动压缩的部分在推进方向上的相对运动中实现。

此外，在此使用如下认知：当一方面初级质量超过次级质量时或者另一方方面次级质量超过初级质量时，在能量存储元件中分别压缩不同的区域。这实现：通过尤其对于处于所述区域中的摩擦配对件设有不同的摩擦系数的方式，对于不同的区域设有不同的相关的摩擦力。通过作用于能量存储元件的沿牵引方向主动压缩的部分上的高摩擦，能够衰减共振效应，而通过在能量存储元件的沿推进方向主动压缩的部分上的低摩擦能够确保常规的振动衰减，使得实现具有良好减振性能的扭转减振器。

能量存储元件尤其够为弧形的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧能够以其螺圈在初级质量上有摩擦地滑动。在此，构成为弧形弹簧的能量存储元件能够借助一个轴向端部沿牵引方向压缩，并且借助另一轴向端部沿推进方向压缩。能量存储元件的可沿推进方向压缩的端部能够在动力传动系的牵引运行中沿初级质量的转动方向、即沿牵引方向从能量存储元件的中点突出，而能量存储元件的可沿牵引方向压缩的端部能够在动力传动系的牵引运行中相反于初级质量的转动方向、即沿推进方向从能量存储元件的中点突出。将能量存储元件的中立位置理解为能量存储元件相对于初级质量的状态，当扭转减振器静止时不将力从初级质量或次级质量导入到能量存储元件中时，所述能量存储元件自动地取得所述状态。在能量存储元件的长度和次级质量的止挡件之间的间距之间的、环周方向上的间隙之内，能量存储元件在中立位置中相对于初级质量的相对位置能够是不同的，能量存储元件在其相应的轴向端部处能够止挡在所述止挡件处。当在没有扭转振动的恒定的额定转动的情况下初级质量既不超过次级质量并且次级质量也不超过初级质量时，能量存储元件占据其中立位置。在额定转速恒定的情况下，能量存储元件的相应的轴向端部在出现扭转振动时在环周方向上围绕其位置在中立位置中沿牵引方向和推进方向振荡。特别地，能量存储元件能够作为两个彼此分开的弧形弹簧组成。由此容易可行的是：初级质量借助例如通过冲压构成的凸肩能够接合在并且沿切向方向作用在两个弧形弹簧之间。优选地，初级质量构成容纳空间，在所述容纳空间中装入能量存储元件。次级质量能够借助径向突出的法兰凸肩伸入到容纳空间中，以便能够切向地作用在能量存储元件上。优选地，设有两个或更多个能量存储元件，使得次级质量的法兰凸肩沿两个切向方向能够分别作用在能量存储元件上。在比较摩擦力时，分别将在一个相对运动中的静摩擦与在另一相对运动中的静摩擦比较，以及将在一个相对运动中的滑动摩擦与在另一相对运动中的滑动摩擦比较，其中所述摩擦力在压缩能量存储元件的、沿牵引方向或沿推进方向相对于初级质量的相对运动时出现。不考虑静摩擦与滑动摩擦的比较。

特别地，能量存储元件具有在推进方向上能止挡在次级质量上的推进末端区域和在牵引方向上能止挡在次级质量上的牵引末端区域，其中在推进末端区域上与在牵引末端区域上相比作用有更高的摩擦力。推进末端区域和牵引末端区域尤其能够通过能量存储元件的从力导入点突出的轴向端部形成，能量存储元件尤其构成为弧形弹簧，其中在所述力导入点处初级质量作用在能量存储元件上。推进末端区域和牵引末端区域能够通过弧形弹簧的螺圈构成。在作用的扭矩小的情况下，在压缩弧形弹簧时，仅少量的螺圈克服静摩擦并且以滑动摩擦移位，使得推进末端区域或牵引末端区域具有沿环周方向更小的延伸，所述延伸基本上对应于滑动摩擦地运动的螺圈的延伸。在作用的扭矩高的情况下，相应地，压缩的弧形弹簧的更多的圈克服静摩擦，使得推进末端区域或牵引末端区域相应更大。由于推进末端区域中的更高的摩擦力，推进末端区域在绝大多数的运行情况下都小于牵引末端区域。通过一方面在推进末端区域中和另一方面在牵引末端区域中的可作用的摩擦力、尤其静摩擦和滑动摩擦的不同的适配，能够容易地在能量存储元件的不同的压缩方向上实现不同的摩擦减振。

优选地，对于能量存储元件而言，与在压缩的能量存储元件的能沿推进方向相对于初级质量移位的区域中相比，在压缩的能量存储元件的能沿牵引方向相对于初级质量移位的区域中，存在对于相对应的摩擦配对件的更高的摩擦系数。尤其推进末端区域和牵引末端区域中的不同的摩擦力能够单独地通过不同的摩擦系数实现，使得不需要：在能量存储元件的不同的区域中作用不同强的法向力。在此，不同的摩擦系数能够通过能量存储元件的有效的摩擦配对件的材料特性实现，由此简化安装。由此能够省去下述附加的弹簧元件，所述附加的弹簧元件用于提供附加的压紧力，以提高能量存储元件上的摩擦力。然而尽管如此，根据期望的摩擦力，能够设有至少一个附加的弹簧元件，以便能够提供相应的尤其高的摩擦力。

尤其优选地，与在压缩的能量存储元件的能沿推进方向相对于初级质量移位的区域中相比，在压缩的能量存储元件的能沿牵引方向相对于初级质量移位的区域中，能量存储元件和/或相对应的摩擦配对件具有更高的表面粗糙度。能够经由表面粗糙度设定摩擦系数进而设定可作用在能量存储元件上的摩擦力。由此尤其可行的是：在能量存储元件的在压缩能量存储元件时沿牵引方向和沿推进方向相对于初级质量移位的区域中，尤其在推进末端区域中和在牵引末端区域中，设有相同材料配对部，尤其钢/钢摩擦配对部，并且不同的可作用的摩擦力经由表面粗糙度设定。扭转减振器的制造由此被简化并且是便宜的。

特别地，能量存储元件在径向外部在滑动壳上能相对运动地、存在摩擦地引导，其中滑动壳为了提供作用在能量存储元件上的不同的摩擦力具有在环周方向上不同的表面特性。优选地，唯一地，仅滑动壳具有不同的表面特性，而能量存储元件具有连续相同的表面特性。滑动壳能够作为单独的构件容易地制造有在环周方向上不同的表面特性，并且安装在扭转减振器中。由此能够容易地实现在能量存储元件的不同的压缩方向上的不同的摩擦减振。

优选地，能量存储元件具有与滑动壳直接接触的至少一个滑块。由此可行的是：避免弧形弹簧的螺圈在滑动壳上的摩擦接触，所述弧形弹簧是能量存储元件的一部分。能量存储元件和滑动壳之间的摩擦接触尤其仅经由滑块进行。通过滑块能够容易地激活弧形弹簧的不同的部段。在作用的扭矩小的情况下，能够例如仅一个滑块克服静摩擦，使得仅第一滑块和不克服静摩擦的下一滑块之间的螺圈对于振动衰减是有效的。在作用的扭矩更大的情况下，相应地更多的滑块能够克服静摩擦，使得弧形弹簧的相应更多的螺圈对于振动衰减是有效的。特别地，能够经由相应的滑块和滑动壳之间的摩擦副对于每个摩擦副经由相应的在那里有效的摩擦系数设定不同的可作用的摩擦力。

尤其优选地，在压缩的能量存储元件的和/或对应的摩擦配对件的能沿牵引方向相对于初级质量移位的区域中，存在提高摩擦的、切削的表面加工部，并且在压缩的能量存储元件的和/或对应的摩擦配对件的能沿推进方向相对于初级质量移位的区域中，存在降低摩擦的、切削的表面加工部。经由切削加工，能够容易地优选在推进末端区域中和在牵引末端区域中设定表面品质，尤其表面粗糙度。由此能够容易地实现沿能量存储元件的不同的压缩方向的不同的摩擦减振。

特别地，在压缩的能量存储元件的能沿牵引方向相对于初级质量移位的区域中和在压缩的能量存储元件的能沿推进方向相对于初级质量移位的区域中，通过不同的切削加工方向和/或不同大小的切削加工工具和/或在切削时的不一样高的加工压力和/或不一样长的加工持续时间和/或数量大小不同的所施加的摩擦颗粒产生不同的表面加工部。由此能够容易地在完成能量存储元件上的摩擦配对件期间实现沿能量存储元件的不同压缩方向的不同摩擦减振。

优选地，能在环周方向上作用于能量存储元件上的摩擦力连续地和/或突变地改变。可沿环周方向作用的摩擦力的连续的改变能够降低能量存储元件相对于初级质量的突然的相对运动，使得实现高的行驶舒适度。通过对沿环周方向不同的限定的部段进行不同加工的方式，可沿环周方向作用的摩擦力的突然的改变能够尤其低成本地完成。特别地，沿环周方向限定具有具体延伸的尤其多的部段，所述部段分别容易地不同地被加工，从而得到可作用的摩擦力沿环周方向的准连续的变化。

尤其优选地，初级质量能够在能量存储元件上作用于沿环周方向居中地处于能量存储元件中的中心上。初级质量例如能够与弧形弹簧的两个螺圈之间的突出的凸肩接合，使得能量存储元件的轴向端部能够分别作用在次级质量的法兰止挡件处，其中所述弧形弹簧是能量存储元件的一部分。由此保持构件数量小。

附图说明

下面，参考所附的附图根据优选的实施例示例性地阐述本发明，其中下面示出的特征能够分别单独地和组合地为本发明的一个方面。附图示出：

图1示出扭转减振器的示意俯视图，

图2示出用于图1的扭转减振器的滑动壳的一部分的示意展开图；和

图3示出图2的滑动壳的另一部分的示意展开图。

具体实施方式

图1中示出的构成为双质量飞轮的扭转减振器10具有初级质量12，所述初级质量可与机动车发动机的驱动轴、尤其曲轴耦联，次级质量14可相对于所述初级质量受限制地相对转动地构成。由机动车发动机在牵引运行时导入的扭矩能够由初级质量12经由构成为弧形弹簧的能量存储元件16传递到次级质量14上。对此，初级质量12例如能够具有突出的凸肩，所述凸肩居中地接合到能量存储元件16中，而能量存储元件16的轴向端部分别能够作用于次级质量14的法兰凸肩18上。初级质量12构成容纳空间，能量存储元件16设置在所述容纳空间中并且在径向外部能够有摩擦地贴靠滑动壳20。次级质量14的法兰凸肩18从径向内部起伸入到由初级质量12限界的容纳空间中。次级质量14尤其能够经由分离式离合器与机动车变速器耦联，所述机动车变速器能够在牵引运行中驱动机动车的驱动轮。

扭转减振器10能够以驱动轴的额定转速沿驱动轴的转动方向22旋转。如果在转速波动的情况下，尤其在以整数多倍的车钟指令(Motorordnung)的频率波动的情况下初级质量12超过次级质量14，那么能量存储元件16的沿转动方向22设置在初级质量12和次级质量14之间的部分被至少部分地压缩。在此，构成为弧形弹簧的能量存储元件16的在牵引末端区域24中的螺圈能够克服滑动壳20上的静摩擦，并且以滑动摩擦相对于初级质量12沿相反于转动方向22的推进方向运动。如果在转速波动的情况下次级质量14超过初级质量12，那么能量存储元件16的相反于转动方向22设置在初级质量12和次级质量14之间的部分能够至少部分地被压缩。在此，构成为弧形弹簧的能量存储元件16的在推进末端区域26中的螺圈能够克服滑动壳20上的静摩擦，并且以滑动摩擦相对于初级质量12沿相应于转动方向22的牵引方向运动。

如在图2中示出，滑动壳20在对应于推进末端区域26的部分中例如能够通过借助粗磨机构横向于环周方向磨削而进行切削加工。通过横向于环周方向得到的凹槽，滑动壳20作为用于能量存储元件16的摩擦配对件在推进末端区域26的区域中具有高的摩擦系数，所述摩擦系数引起可作用于能量存储元件16上的高的摩擦力。能量存储元件16相对于初级质量12的滑动壳20的相对运动由此抵抗相应更高的摩擦阻力。必须克服更高的静摩擦，据此设有更高的滑动摩擦。

如图3中示出，滑动壳20在对应于牵引末端区域24的部分中例如能通过借助精磨机构沿着环周方向磨削而进行切削加工。通过沿着环周方向得到的凹槽，只要存在完全可识别的凹槽，滑动壳20就作为能量存储元件16的摩擦配对件在牵引末端区域24的区域中具有低的摩擦系数，所述摩擦系数引起可作用于能量存储元件16上的低的摩擦力。能量存储元件16相对于初级质量12的滑动壳20的相对运动由此抵抗相应更低的摩擦阻力。必须克服更低的静摩擦，据此设有更低的滑动摩擦。由此，与在压缩能量存储元件16时可沿推进方向移位的牵引末端区域24上相比，在压缩能量存储元件16时可沿牵引方向移位的推进末端区域26上可作用有更高的摩擦力。

附图标记列表

10 扭转减振器

12 初级质量

14 次级质量

16 能量存储元件

18 法兰凸肩

20 滑动壳

22 转动方向

24 牵引末端区域

26 推进末端区域

Claims (9)

1.一种扭转减振器，所述扭转减振器用于在机动车发动机的驱动轴和机动车变速器的变速器输入轴之间进行扭转减振，所述扭转减振器具有：

初级质量(12)，所述初级质量用于在牵引运行中导入能由所述机动车发动机产生的扭矩；

相对于所述初级质量(12)能有限地转动的次级质量(14)，所述次级质量用于导出所述扭矩；和

能作用于所述初级质量(12)和作用于所述次级质量(14)上的能量存储元件(16)，所述能量存储元件构成为弧形弹簧，所述能量存储元件用于在所述初级质量(12)和所述次级质量(14)之间传递扭矩，

其中与在压缩的所述能量存储元件(16)的至少一部分从中立位置中沿推进方向相对于所述初级质量(12)相对运动时相比，在压缩的所述能量存储元件(16)的至少一部分从中立位置中沿牵引方向相对于所述初级质量(12)相对运动时，更高的摩擦力能够作用在所述能量存储元件(16)上，其中，所述推进方向相反于所述扭转减振器(10)在牵引运行中的转动方向定向，所述牵引方向对应于所述扭转减振器(10)在牵引运行时的转动方向，所述能量存储元件(16)在径向外部在滑动壳(20)处能相对运动地、存在摩擦地引导，其中所述滑动壳(20)具有在环周方向上不同的表面特性，以便提供作用在所述能量存储元件(16)上的不同的摩擦力。

2.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，所述能量存储元件(16)具有在推进方向上能止挡在所述次级质量(14)上的推进末端区域(26)和在牵引方向上能止挡在所述次级质量(14)上的牵引末端区域(24)，其中在所述推进末端区域(26)上与在所述牵引末端区域(24)上相比作用有更高的摩擦力。

3.根据权利要求1或2所述的扭转减振器，其特征在于，对于所述能量存储元件(16)而言，与在压缩的所述能量存储元件(16)的能沿推进方向相对于所述初级质量(12)移位的区域中相比，在压缩的所述能量存储元件(16)的能沿牵引方向相对于所述初级质量(12)移位的区域中，存在对于相对应的摩擦配对件更高的摩擦系数。

4.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，与在压缩的所述能量存储元件(16)的能沿推进方向相对于所述初级质量(12)移位的区域中相比，在压缩的所述能量存储元件(16)的能沿牵引方向相对于所述初级质量(12)移位的区域中，所述能量存储元件(16)和/或相对应的摩擦配对件具有更高的表面粗糙度。

5.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，所述能量存储元件(16)具有与所述滑动壳(20)直接接触的至少一个滑块。

6.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，在压缩的所述能量存储元件(16)的和/或对应的摩擦配对件的能沿牵引方向相对于所述初级质量(12)移位的区域中，存在提高摩擦的、切削的表面加工部，并且在压缩的所述能量存储元件(16)的和/或对应的摩擦配对件的能沿推进方向相对于所述初级质量(12)移位的区域中，存在降低摩擦的、切削的表面加工部。

7.根据权利要求6所述的扭转减振器，其特征在于，在压缩的所述能量存储元件(16)的能沿牵引方向相对于所述初级质量(12)移位的区域中和在压缩的所述能量存储元件(16)的能沿推进方向相对于所述初级质量(12)移位的区域中，通过不同的切削加工方向和/或不同大小的切削加工工具和/或在切削时不一样高的加工压力和/或不一样长的加工持续时间和/或数量大小不同的所施加的摩擦颗粒产生不同的表面加工部。

8.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，能作用于所述能量存储元件(16)上的摩擦力在环周方向上连续地和/或突变地改变。

9.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，所述初级质量(12)能够在所述能量存储元件(16)上作用于沿环周方向居中地处于所述能量存储元件(16)中的中心上。

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