CN109578473B - 通风制动盘和盘式制动器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种通风制动盘和盘式制动器，所述通风制动盘包括安装盘、第一摩擦盘、第二摩擦盘和支撑架，第一和第二摩擦盘之间通过沿通风制动盘的周向间隔设置的多个加强筋组连接，每个加强筋组包括沿周向间隔设置的多个加强筋列，多个加强筋列包括多个线型加强筋列和多个雨点型加强筋列，相邻的两个线型加强筋列之间布置有至少一个雨点型加强筋列，线型加强筋列包括从内向外延伸的单个线型加强筋，雨点型加强筋列包括从内向外间隔设置的多个雨点型加强筋，相邻的两个加强筋列之间限定列通风道，相邻的两个雨点型加强筋之间限定行通风道，行通风道将相邻的两个列通风道连通。本公开所述的通风制动盘能够兼顾质量、抗热变形能力和散热能力。

Description

通风制动盘和盘式制动器

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，特别涉及一种通风制动盘和盘式制动器。

背景技术

盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，称为制动盘。制动时，在液压作用下两个摩擦元件(即制动块)分别从两侧夹紧制动盘，产生摩擦力矩而制动。在制动的过程中，摩擦使得制动盘的热量急剧增大，为防止制动盘因摩擦生热而产生膨胀变形甚至热衰退，通常采用设置有通风机构的通风型制动盘，由于汽车在行驶当中产生的离心力能使空气对流，因此空气通过通风盘上的通风机构能够达到散热的目的，从而冷却制动盘。

典型的通风型制动盘(下文中简称为通风制动盘)具有两个同心环状盘(下文中称为摩擦盘)，两个摩擦盘之间通过加强筋连接，加强筋与两个摩擦盘限定通风机构(也就是通风道的路径)。在车辆制动时，空气从制动盘内端面吸入并沿通风道向制动盘外端面流动，在流动的过程中带走制动时制动盘因摩擦而产生的热量，冷却制动盘。通风道与空气的接触面积越大，则通风制动盘的散热性能越好。也就是说，通风道的比表面积越大，空气与制动盘之间的热交换越充分，通风制动盘的散热性能将越好。

一方面，加强筋的设置可以为通风制动盘的两个摩擦盘提供刚度和强度，能够避免制动的过程中摩擦盘受热变形，有利于通风制动盘的抗热变形能力，加强筋越粗、长、密，则提供的刚度和强度则越大，越有利于通风制动盘的抗热变形能力；但另一方面，加强筋越是粗、长、密，制动盘的重量越大，通风道的比表面积越低，不利于通风制动盘的散热性能。

因此，加强筋的设置是决定通风制动盘重量、热承载能力和散热性能高低的关键。

发明内容

有鉴于此，本公开旨在提出一种通风制动盘，以兼顾重量、抗热变形能力和散热能力。

为达到上述目的，本公开的技术方案是这样实现的：

一种通风制动盘，所述通风制动盘包括安装盘、环状的摩擦盘和连接在所述安装盘和所述摩擦盘之间的支撑架，所述摩擦盘包括平行且同轴布置的第一摩擦盘和第二摩擦盘，其中，所述第一摩擦盘和所述第二摩擦盘之间通过沿所述通风制动盘的周向间隔设置的多个加强筋组连接，其中，每个加强筋组包括沿所述周向间隔设置的多个加强筋列，所述多个加强筋列包括多个线型加强筋列和多个雨点型加强筋列，相邻的两个所述线型加强筋列之间布置有至少一个所述雨点型加强筋列，所述线型加强筋列包括从内向外延伸的单个线型加强筋，所述雨点型加强筋列包括从内向外间隔设置的多个雨点型加强筋，相邻的两个所述加强筋列之间限定列通风道，相邻的两个所述雨点型加强筋之间限定行通风道，所述行通风道将相邻的两个所述列通风道连通

进一步的，所述第一摩擦盘的朝向所述第二摩擦盘的表面上设置有凸起的多个第一条形肋，所述第二摩擦盘的朝向所述第一摩擦盘的表面上设置有凸起的多个第二条形肋，所述第一条形肋与所述第二条形肋成对设置，且每对中的所述第一条形肋和所述第二条形肋相对布置，每对所述第一条形肋和第二条形肋之间沿所述通风制动盘的轴向存在间隙，成对的所述第一条形肋和所述第二条形肋设置在所述线型加强筋的内侧和/或外侧，或者设置在所述雨点型加强筋的内侧和/或外侧。

进一步的，沿所述通风制动盘的轴向，所述安装盘与所述第二摩擦盘分别位于所述第一摩擦盘的两侧，所述支撑架配置为环状结构并且包括与所述安装盘的外周缘连接的第一段、与所述第一摩擦盘的内周缘连接的第二段以及将所述第一段和第二段连接在一起的中间段，所述第一段垂直于所述安装盘的表面朝向所述第一摩擦盘延伸，所述中间段呈张开的锥体形状朝向并延伸至大致与所述第一摩擦盘对齐，所述第二段从所述中间段朝向远离所述安装盘的方向延伸，越过所述第一摩擦盘之后回弯并延伸至所述第一摩擦盘的所述内周缘并与所述内周缘连接。

进一步的，所述第一摩擦盘的厚度大于所述第二摩擦盘的厚度；每个所述加强筋组中所包括的所述多个线型加强筋列包括至少一个第一线型加强筋列和至少一个第二线型加强筋列，所述第一线型加强筋列包括单个第一线型加强筋，所述第一线型加强筋从所述摩擦盘的外周缘延伸至所述第二段并与所述第二段连接，所述第二线型加强筋列包括单个第二线型加强筋，所述第二线型加强筋从所述摩擦盘的外周缘延伸至所述摩擦盘的内周缘。

进一步的，每个所述雨点型加强筋沿垂直于所述通风制动盘的轴线方向的剖面为多边形形状，且每个所述雨点型加强筋在横向于与其相邻的所述列通风道的方向上的尺寸沿从内向外的方向由小变大再变小。

进一步的，每个所述加强筋列均朝向同一方向弯曲，弯曲的凸侧朝向所述通风制动盘旋转方向的前方。

进一步的，全部的所述加强筋列沿所述周向等间隔布置。

进一步的，多个所述加强筋组以所述第一摩擦盘或第二摩擦盘的圆心为中心点等角度间隔地环形阵列布置。

进一步的，每个所述加强筋组包括相同数量的所述线型加强筋列和所述雨点型加强筋列，沿所述周向，单个所述线型加强筋列与单个所述雨点型加强筋列交替布置。

相对于现有技术，本公开所述的通风制动盘具有以下优势：

本公开所述的通风制动盘中，通过线型加强筋(可以根据实际情况设计线型加强筋的数量、走向、沿周向的宽度尺寸等参数)，可以保证第一摩擦盘和第二摩擦盘之间足够的连接强度，保证通风制动盘的刚度和强度，提高通风制动盘的抗热变形能力，同时，线型加强筋能够对冷却空气起到一定的导流和引流的作用，避免通风道内出现紊流和涡流现象；通过雨点型加强筋(可以根据实际需要设计雨点型加强筋列的个数和每列雨点型加强筋的数量、剖面形状以及剖面面积等参数)，不仅能够平衡通风制动盘的整体质量，而且还限定出连接在相邻的两个列通风道之间的行通风道，使得两个相邻的线型加强筋列之间的通风道彼此连通交汇，冷却空气可以在不同的列通风道之间流通交换，延长了冷却空气在通风道中的流动路径，使得单位体积的冷却空气在通风道中能够吸收更多的热量；并且，雨点型加强筋的设置能够使得通风道的比表面积最大化，有利于空气与第一摩擦盘和第二摩擦盘之间的进行充分的热交换，提高了通风道的散热效率和散热能力。因此，本公开提供的通风制动盘，能够兼顾抗热变形能力和散热能力。另外，本公开提供的通风制动盘中，不完全使用线型加强筋列，还有雨点型加强筋列，因此，有益于减轻通风制动盘的重量。

本公开的另一目的在于提出一种盘式制动器，以兼顾重量、抗热变形能力和散热能力。

为达到上述目的，本公开的技术方案是这样实现的：

一种盘式制动器，所述盘式制动器设置有上述的通风制动盘。

所述盘式制动器与上述通风制动盘相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开实施例所述的通风制动盘的轴测视图；

图2为本公开实施例所述的通风制动盘从一侧看的轴测视图，其中，为了看到第一摩擦盘与第二摩擦盘之间的加强筋列，去除了第一摩擦盘的一部分；

图3为本公开实施例所述的通风制动盘从另一侧看的轴测视图，其中，为了看到第一摩擦盘与第二摩擦盘之间的加强筋列，去除了第二摩擦盘的一部分；

图4为本公开实施例所述的通风制动盘沿轴向剖切的剖视图；

图5为本公开实施例所述的通风制动盘在第一摩擦盘和第二摩擦盘之间横向于轴线剖切的剖视图。

附图标记说明：

1-安装盘，11-中心孔，12-轮毂螺栓安装孔，21-第一摩擦盘，22-第二摩擦盘，3-支撑架，31-第一段，32-第二段，33-中间段，41-第一线型加强筋，42-第二线型加强筋，43-雨点型加强筋，51-第一条形肋，52-第二条形肋。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本公开的实施例中所提到的方位词“内、外”，是指相对于部件本身轮廓而言的内、外。本领域技术人员能够理解的是，上述方位词仅用于解释和说明本公开，并不用于限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

根据本公开的具体实施方式，提供一种通风制动盘，图1示出了本公开提供的通风制动盘的一种具体实施方式。参考图1中所示，所述通风制动盘包括安装盘1、环状的摩擦盘和连接在所述安装盘1和所述摩擦盘之间的支撑架3，参考图1和图5中所示，安装盘1的中心设置有供轴穿过的中心孔11，绕该中心孔11的周向等间隔设置有多个轮毂螺栓安装孔12，以将通风制动盘安装到轮毂上。所述摩擦盘包括平行且同轴布置的第一摩擦盘21和第二摩擦盘22，其中，所述第一摩擦盘21和所述第二摩擦盘22之间通过沿所述通风制动盘的周向间隔设置的多个加强筋组连接，其中，每个加强筋组包括沿所述周向间隔设置的多个加强筋列，所述多个加强筋列包括多个线型加强筋列和多个雨点型加强筋列，相邻的两个所述线型加强筋列之间布置有至少一个所述雨点型加强筋列，所述线型加强筋列包括从内向外延伸的单个线型加强筋(可以参考图1中的41和42所标示的结构)，所述雨点型加强筋列包括从内向外间隔设置的多个雨点型加强筋43，相邻的两个所述加强筋列之间限定列通风道，相邻的两个所述雨点型加强筋43之间限定行通风道，所述行通风道将相邻的两个所述列通风道连通。

在本公开提供的通风制动盘中，通过线型加强筋(可以根据实际情况设计线型加强筋的数量、走向、沿周向的宽度尺寸等参数)，可以保证第一摩擦盘21和第二摩擦盘22之间足够的连接强度，保证通风制动盘的刚度和强度，提高通风制动盘的抗热变形能力，同时，线型加强筋能够对冷却空气起到一定的导流和引流的作用，避免通风道内出现紊流和涡流现象；通过雨点型加强筋(可以根据实际需要设计雨点型加强筋列的个数和每列雨点型加强筋的数量、剖面形状以及剖面面积等参数)，不仅能够平衡通风制动盘的整体质量，而且还限定出连接在相邻的两个列通风道之间的行通风道，使得两个相邻的线型加强筋列之间的通风道彼此连通交汇，冷却空气可以在不同的列通风道之间流通交换，延长了冷却空气在通风道中的流动路径，使得单位体积的冷却空气在通风道中能够吸收更多的热量；并且，雨点型加强筋的设置能够使得通风道的比表面积最大化，有利于空气与第一摩擦盘21和第二摩擦盘22之间的进行充分的热交换，提高了通风道的散热效率和散热能力。因此，本公开提供的通风制动盘，能够兼顾抗热变形能力和散热能力。另外，本公开提供的通风制动盘中，不完全使用线型加强筋列，还有雨点型加强筋列，因此，有益于减轻通风制动盘的重量。

可选择地，每个所述雨点型加强筋43沿垂直于所述通风制动盘的轴线方向的剖面可以为多边形形状，以增大表面积(即与冷却空气的热交换面积)。还可以选择的是，每个所述雨点型加强筋43在横向于与其相邻的所述列通风道的方向上的尺寸沿从内向外的方向由小变大再变小，降低冷却空气经过雨点型加强筋43的阻力，同时还能够改变相邻的列通风道的横向尺寸，使得冷却空气能够通过行通风道按照既定路线在相邻的列通风道之间自由流通交换。参考图2、图3和图5中所示，每一个雨点型加强筋列包括三个雨点型加强筋43，内侧的两个雨点型加强筋43沿垂直于所述通风制动盘的轴线方向的剖面为四边形，外侧的一个雨点型加强筋43沿垂直于所述通风制动盘的轴线方向的剖面为三角形。

可选择地，可以参考图5中所示，每个所述加强筋列均朝向同一方向弯曲，弯曲的凸侧朝向所述通风制动盘旋转方向的前方。这种设计可以改善冷却空气在通风道内流动的平顺性。当然，在本公开提供的其它实施方式中，每个加强筋列可以沿直径方向直线延伸。

可选择地，为了使得通风制动盘沿周向具有均匀的散热效果，第一摩擦盘21和第二摩擦盘22之间全部的加强筋列沿周向可以等间隔布置，使得列通风道的的横向尺寸基本上一致。

还可以选择的是，第一摩擦盘21和第二摩擦盘之间的多个所述加强筋组以第一摩擦盘21或第二摩擦盘22的圆心为中心点等角度间隔地环形阵列布置，这种设计能够使通风制动盘整体质量分布均匀，降低通风制动盘旋转的动不平衡量和制动异响以及及制动抖动等NVH问题发生的机率。参考图5中所示，第一摩擦盘21和第二摩擦盘之间有五组加强筋组，每个加强筋组对应的圆心角α为72°。

此外，在本公开提供的具体实施方式中，每个所述加强筋组可以包括相同数量的所述线型加强筋列和所述雨点型加强筋列，沿所述周向，单个所述线型加强筋列与单个所述雨点型加强筋列交替布置。参考图5所示，每个加强筋组包括三个线型加强筋列(参考附图标记41和42)和三个雨点型加强筋列(参考附图标记43)，线型加强筋列与雨点型加强筋列沿周向交错布置。

此外，在本公开提供的具体实施方式中，可以将列通风道的进风口(位于第一摩擦盘21和第二摩擦盘22的内侧)的口径尺寸设计为不大于，例如小于，出风口(位于第一摩擦盘21和第二摩擦盘22的外侧)的口径尺寸，这种设计有利于提高列通风道的出风口处的风压，使得气流顺畅流动。

在本公开提供的具体实施方式中，所述第一摩擦盘21的朝向所述第二摩擦盘22的表面上设置有凸起的多个第一条形肋51，所述第二摩擦盘22的朝向所述第一摩擦盘21的表面上设置有凸起的多个第二条形肋52，所述第一条形肋51与所述第二条形肋52成对设置，且每对中的所述第一条形肋51和所述第二条形肋52相对布置，每对所述第一条形肋51和第二条形肋52之间沿所述通风制动盘的轴向存在间隙，通过调整所述间隙的大小可以调整通风制动盘的模态，并且，第一条形肋51和第二条形肋52的设置还能够增大通风道的比表面积，提高散热效率，为此，第一条形肋51和第二条形肋52沿所述周向的剖面可以为三角形、圆形、方形等形状。另外，成对的所述第一条形肋51和所述第二条形肋52可以设置在所述线型加强筋的内侧和/或外侧，或者设置在所述雨点型加强筋43的内侧和/或外侧，以改善因雨点加强筋43的设置而导致的第一摩擦盘21和第二摩擦盘22发生局部热量分布不均匀的现象从而降低通风制动盘热承载能力的问题。在图1至图5所示的具体实施方式中，具体参考图2至图5中所示，在每一个包括三个雨点加强筋43的雨点加强筋列中，在中间的雨点加强筋43的内侧和外侧，第一摩擦盘21均设置有第一条形肋51，相应地，第二摩擦盘22均设置有第二条形肋51。当然在本公开提供的其它实施方式中，条形肋可以设置在其它雨点加强筋43，例如最内侧的雨点加强筋43或最外侧的雨点加强筋43的内侧和/或外侧，或者线型加强筋(参考附图标记41)的外侧，或者线型加强筋(参考附图标记41和42)的内侧。

此外，在本公开提供的具体实施方式中，沿所述通风制动盘的轴向，所述安装盘1与所述第二摩擦盘22分别位于所述第一摩擦盘21的两侧，所述支撑架3配置为环状结构并且包括与所述安装盘1的外周缘连接的第一段31、与所述第一摩擦盘21的内周缘连接的第二段32以及将所述第一段31和第二段32连接在一起的中间段33，所述第一段31垂直于所述安装盘1的表面朝向所述第一摩擦盘21延伸，所述中间段33呈张开的锥体形状朝向并延伸至大致与所述第一摩擦盘21对齐，所述第二段32从所述中间段33朝向远离所述安装盘1的方向延伸，越过所述第一摩擦盘21之后回弯并延伸至所述第一摩擦盘21的所述内周缘并与所述内周缘连接。支撑架3的这种沿轴向先垂直、再成一定角度、再垂直并回弯延伸的结构，能够增大通风制动盘的强度和刚度，抑制因热胀冷缩导致的通风制动盘热翘曲变形。在保证通风制动盘所需的强度和刚度的基础上，具有这种结构的支撑架所需的质量更小。

其中，在不增大摩擦盘厚度(即第一摩擦盘21的外表面和第二摩擦盘22的外表面之间的距离)的情况下，所述第一摩擦盘21的厚度可以大于所述第二摩擦盘22的厚度，这不仅能够有效地增大通风制动盘的强度和刚度，而且还能够有效抑制因热胀冷缩导致的通风制动盘热翘曲变形。

此外，每个所述加强筋组中所包括的所述多个线型加强筋列包括至少一个第一线型加强筋列和至少一个第二线型加强筋列，所述第一线型加强筋列包括单个第一线型加强筋41，所述第一线型加强筋41从所述摩擦盘的外周缘延伸至所述第二段32并与所述第二段32连接，可以参考图5中所示，所述第二线型加强筋列包括单个第二线型加强筋42，所述第二线型加强筋42从所述摩擦盘的外周缘延伸至所述摩擦盘的内周缘。其中，第一线型加强筋41沿所述周向的尺寸与第二线型加强筋42沿所述周向的尺寸不同，可以是大于，也可以是小于。图1至图5所示的具体实施方式中，每个加强筋组中，设置有单个第一线型加强筋41，并且单个第一线型加强筋41的沿所述周向的尺寸大于第二线型加强筋42沿所述周向的尺寸。在本公开提供的其它实施方式中，每个加强筋组中可以设置有两个第一线型加强筋41，分别位于该加强筋组的两侧的加强筋列中。当然，在本公告开提供的另外的实施方式中，每个加强筋组中可以设置有单个第一线型加强筋，并且该第一线型加强筋位于本加强筋组中所有加强筋列的中间加强筋列中。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种盘式制动器，所述盘式制动器设置有上述的通风制动盘。由于本公开提供的盘式制动器包括了上述通风制动盘，因此同样具有上述特点，为了避免赘述，在此不再重复。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种通风制动盘，所述通风制动盘包括安装盘(1)、环状的摩擦盘和连接在所述安装盘(1)和所述摩擦盘之间的支撑架(3)，所述摩擦盘包括平行且同轴布置的第一摩擦盘(21)和第二摩擦盘(22)，其特征在于，所述第一摩擦盘(21)和所述第二摩擦盘(22)之间通过沿所述通风制动盘的周向间隔设置的多个加强筋组连接，其中，每个加强筋组包括沿所述周向间隔设置的多个加强筋列，所述多个加强筋列包括多个线型加强筋列和多个雨点型加强筋列，相邻的两个所述线型加强筋列之间布置有至少一个所述雨点型加强筋列，所述线型加强筋列包括从内向外延伸的单个线型加强筋，所述雨点型加强筋列包括从内向外间隔设置的多个雨点型加强筋(43)，相邻的两个所述加强筋列之间限定列通风道，相邻的两个所述雨点型加强筋(43)之间限定行通风道，所述行通风道将相邻的两个所述列通风道连通；

所述第一摩擦盘(21)的朝向所述第二摩擦盘(22)的表面上设置有凸起的多个第一条形肋(51)，所述第二摩擦盘(22)的朝向所述第一摩擦盘(21)的表面上设置有凸起的多个第二条形肋(52)，所述第一条形肋(51)与所述第二条形肋(52)成对设置，且每对中的所述第一条形肋(51)和所述第二条形肋(52)相对布置，每对所述第一条形肋(51)和第二条形肋(52)之间沿所述通风制动盘的轴向存在间隙；其中，

成对的所述第一条形肋(51)和所述第二条形肋(52)设置在所述线型加强筋的内侧和/或外侧，或者，设置在所述雨点型加强筋(43)的内侧和/或外侧，并且与对应的所述雨点型加强筋(43)连续；

其中，沿径向方向，靠近摩擦盘中心的一侧为内侧，远离摩擦盘中心的一侧为外侧。

2.根据权利要求1所述的通风制动盘，其特征在于，沿所述通风制动盘的轴向，所述安装盘(1)与所述第二摩擦盘(22)分别位于所述第一摩擦盘(21)的两侧，所述支撑架(3)配置为环状结构并且包括与所述安装盘(1)的外周缘连接的第一段(31)、与所述第一摩擦盘(21)的内周缘连接的第二段(32)以及将所述第一段(31)和第二段(32)连接在一起的中间段(33)，所述第一段(31)垂直于所述安装盘(1)的表面朝向所述第一摩擦盘(21)延伸，所述中间段(33)呈张开的锥体形状朝向并延伸至大致与所述第一摩擦盘(21)对齐，所述第二段(32)从所述中间段(33)朝向远离所述安装盘(1)的方向延伸，越过所述第一摩擦盘(21)之后回弯并延伸至所述第一摩擦盘(21)的所述内周缘并与所述内周缘连接。

3.根据权利要求2所述的通风制动盘，其特征在于，所述第一摩擦盘(21)的厚度大于所述第二摩擦盘(22)的厚度；

每个所述加强筋组中所包括的所述多个线型加强筋列包括至少一个第一线型加强筋列和至少一个第二线型加强筋列，所述第一线型加强筋列包括单个第一线型加强筋(41)，所述第一线型加强筋(41)从所述摩擦盘的外周缘延伸至所述第二段(32)并与所述第二段(32)连接，所述第二线型加强筋列包括单个第二线型加强筋(42)，所述第二线型加强筋(42)从所述摩擦盘的外周缘延伸至所述摩擦盘的内周缘。

4.根据权利要求1所述的通风制动盘，其特征在于，每个所述雨点型加强筋(43)沿垂直于所述通风制动盘的轴线方向的剖面为多边形形状，且每个所述雨点型加强筋(43)在横向于与其相邻的所述列通风道的方向上的尺寸沿从内向外的方向由小变大再变小。

5.根据权利要求1所述的通风制动盘，其特征在于，每个所述加强筋列均朝向同一方向弯曲，弯曲的凸侧朝向所述通风制动盘旋转方向的前方。

6.根据权利要求1所述的通风制动盘，其特征在于，全部的所述加强筋列沿所述周向等间隔布置。

7.根据权利要求1所述的通风制动盘，其特征在于，多个所述加强筋组以所述第一摩擦盘(21)或第二摩擦盘(22)的圆心为中心点等角度间隔地环形阵列布置。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的通风制动盘，其特征在于，每个所述加强筋组包括相同数量的所述线型加强筋列和所述雨点型加强筋列，沿所述周向，单个所述线型加强筋列与单个所述雨点型加强筋列交替布置。

9.一种盘式制动器，其特征在于，所述盘式制动器设置有根据权利要求1-8中任意一项所述的通风制动盘。

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