CN111417546A - 安全带卷收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆安全带系统的安全带卷收器(10)，具有框架(12)和支承在框架(12)中的安全带卷轴(14)，与所述安全带卷轴连接有耦合盘(20)，所述耦合盘能够相对于安全带卷轴(14)转动预先规定的程度，其中，在耦合盘(20)上设置有可从初始位置径向偏转地设置的卡锁棘爪(24)，所述卡锁棘爪在偏转位置中嵌入固定在框架上的锁止啮合部中，以便卡锁耦合盘(20)，其中，卡锁棘爪(24)与耦合盘(20)经由两个弹簧区段(42、44)相连接，所述弹簧区段构造在至少一个弹簧元件上，其中，所述两个弹簧区段(42、44)分别具有固定在卡锁棘爪(24)上的棘爪侧的端部和固定在耦合盘(20)上的耦合盘侧的端部。

Description

安全带卷收器

技术领域

本发明涉及一种车辆安全带系统的安全带卷收器。

背景技术

在安全带卷收器的正常运行中，仅克服小的阻力便能够将安全带从其安全带卷轴中拉出。相反地，在安全带卷收器的卡锁状态中阻断了安全带拉出，以便阻止进一步的安全带输出。所述卡锁状态能够以两种方式引入：一方面是车辆敏感式引入，即如果作用至车辆上的加速力超过特定的阈值，或者是安全带敏感式引入，即如果沿着安全带拉出方向作用至安全带上的加速度超过预先给定的阈值。

在已知的安全带卷收器的情况下，所述的车辆敏感式或者安全带敏感式地引入安全带卷轴的卡锁经由耦合盘实现，该耦合盘在正常运行中与安全带卷轴共同转动，但相对于安全带卷轴是可转动的。如果耦合盘落后于安全带卷轴的转动，则通过相对转动将支承在安全带卷轴上的锁止棘爪枢转出来，该锁止棘爪嵌入安全带卷收器框架上的锁止啮合部中，安全带卷轴支承在该框架上。在正常运行中，锁止棘爪与安全带卷轴共同旋转。

为了所述车辆敏感式地引入卡锁，耦合盘设有啮合部，固定在车辆上的加速度传感器的卡锁元件能够嵌入该啮合部中，以便保持耦合盘落后于安全带卷轴的转动。为了所述安全带敏感式地激活卡锁，在耦合盘上设有惯性元件，该惯性元件基于质量惯性保持耦合盘落后于安全带卷轴的转动。

发明内容

本发明的任务在于，使安全带卷收器正常运行中产生的噪声最小化。

该任务通过具有权利要求1的特征的安全带卷收器解决。在这种类型的车辆安全带系统的安全带卷收器(其具有框架和支承在框架中的安全带卷轴，耦合盘与该安全带卷轴相连接，所述耦合盘能够相对于安全带卷轴转动预先确定的程度)的情况下，在耦合盘上设置有能够从初始位置中径向偏转地设置的卡锁棘爪，该卡锁棘爪在偏转位置中嵌入固定在框架上的锁止啮合部中，以便将耦合盘卡锁。卡锁棘爪与耦合盘经由两个弹簧区段相连接，所述两个弹簧区段构造在至少一个弹簧元件上，其中，所述弹簧区段分别具有固定在卡锁棘爪上的棘爪侧的端部和固定在耦合盘上的耦合盘侧的端部。因此，根据本发明，卡锁棘爪经由两个弹簧区段悬挂在耦合盘上并且不是如传统的那样插接到预先规定固定的转动轴线的支承销上。由此省却了通常存在的支承间隙和与此相关联产生的噪声。

为了安全带敏感式地引入安全带卷轴的卡锁，充分利用卡锁棘爪的质量惯性。如果安全带卷轴由于安全带被猛然拉出而承受转矩，则卡锁棘爪由于惯性落后于耦合盘连同安全带卷轴的转动。由此使卡锁棘爪相对于耦合盘枢转至其偏转位置中，在该偏转位置中，卡锁棘爪借助锁止的端部嵌入安全带卷收器的框架上的锁止啮合部中并且由此防止耦合盘进一步转动，使得整个耦合盘相对于安全带卷轴被约束。

在安全带卷轴上通常设置有锁止棘爪，其在偏转位置中嵌入构造在框架上的另外的锁止啮合部中并且卡锁安全带卷轴，其中，安全带卷轴和锁止棘爪优选通过控制引导件耦联，当安全带卷轴相对于耦合盘转动时，经由该控制引导件使锁止棘爪运动至其偏转位置中。

在此，耦合盘上的卡锁棘爪能够嵌入其中的锁止啮合部和安全带卷轴上的锁止棘爪能够嵌入其中的锁止啮合部通常在轴向方向上彼此间隔开一小段间距。在此，卡锁棘爪不必承受高强度的力，因为用于约束安全带卷轴的锁止力由安全带卷轴上的锁止棘爪独自承受。

如果安全带的牵拉力减小，则能够以已知的方式使耦合盘通过回位弹簧的力相对于安全带卷轴回转，其中，锁止棘爪和卡锁棘爪重新枢转回到其初始位置中。

卡锁棘爪优选仅经由弹簧区段固定在耦合盘上。在可能的情况下，在卡锁棘爪的朝向耦合盘的平侧面和耦合盘之间存在间距，使得优选所述卡锁棘爪的平侧面不与耦合盘相接触。由此减小卡锁棘爪和耦合盘之间的摩擦影响，这进一步减少噪声的产生。一个另外的优点在于，通过减小的摩擦力能够改进卡锁棘爪的枢转运动的可复现性。已表明，除了所述两个弹簧区段之外，锁止棘爪不需要另外的支承件。因此也能够避免卡锁棘爪与耦合盘的其它区域的接触，这同样减少噪声的产生。

优选设置有一个唯一的弹簧元件，其具有两个弹簧区段。在此，所述弹簧区段尤其是相关联地构造，其中，弹簧元件在中间区段中固定在耦合盘上，而其两个自由端部则构成所述两个弹簧区段。

作为替选当然也可能可行的是，正好使用两个分离的弹簧元件，所述弹簧元件分别具有所述弹簧区段的其一，其中，优选所述弹簧元件的每个弹簧元件仅由该弹簧区段组成。

一般地，弹簧元件应当相对于耦合盘不可移动地固定在该耦合盘上。所述弹簧区段的耦合盘侧的两个端部也通常不可移动地固定在耦合盘上。

弹簧元件例如能够这样设置，使得至少一个弹簧区段的耦合盘侧的端部在卡锁棘爪的重心和/或(虚拟)转动点的区域中固定在耦合盘上。以这种方式能够将卡锁棘爪的虚拟转动点在其枢转运动的情况下例如大致预先规定在卡锁棘爪的中央区域中，可选的情况下预先规定在卡锁棘爪的重心附近，已表明这对于枢转运动是有利的。

在此，所述两个弹簧区段的耦合盘侧的端部能够彼此间隔开间距地固定在耦合盘上，以便例如确定处于卡锁棘爪的面上的虚拟的转动点。

在一种优选的变型方案中，弹簧区段的棘爪侧的端部分别固定在卡锁棘爪的两个自由端部的区域中。以这种方式能够在卡锁棘爪枢转的情况下实现弹簧区段的高程度偏转并且由此也实现足够的回位力以用于使卡锁棘爪运动返回至其初始位置中。

在一种其它的优选变型方案中，一个弹簧区段的棘爪侧的端部固定在卡锁棘爪的自由端部的其一的区域中，而第二区段的棘爪侧的端部则固定在卡锁棘爪的中间区域中。在这种情况下，始终仅将弹性作用施加至卡锁棘爪的一个端部上，这允许，将相关的弹簧区段具有更高扭转刚度地实施，这使得整体上在卡锁棘爪和耦合盘之间得到更稳定的连接。

一般而言，所述两个弹簧区段的棘爪侧的端部和耦合盘侧的端部在卡锁棘爪上的以及在耦合盘上的定位由本领域技术人员决定。经由各位置的变化，一般能够在很大程度上影响卡锁棘爪的虚拟转动点以及卡锁棘爪的锁止端部的控制曲线。在此，卡锁棘爪的控制运动不会由于枢转轴承而受限，因此，例如也能够实现线性的或者S形的控制曲线。这为本领域技术人员设计卡锁棘爪的锁止功能给予了极大的灵活性。

对于本领域技术人员而言，一个另外的自由度在于调整所述两个弹簧区段的弹簧常数。各弹簧常数能够不同地选择，这同样能够实现对控制曲线的影响，但是当然也会影响作用至卡锁棘爪上的回位力。然而也可能有利的是，将所述两个弹簧区段的弹簧常数选择为相同的。

所述两个弹簧区段优选大致彼此间成90°角度延伸。已表明，该布置是有利于获取卡锁棘爪的扭矩的。卡锁棘爪能够具有弯曲的形状，其中，其在径向上处于内部的侧面能够围成约90°的角度，这能够使弹簧区段彼此间的90°的角度的实现简化。

所述至少一个弹簧元件优选构成为板簧。除了能够成本有利和节省空间地设置的优点之外，板簧也具有高的扭转刚度。因此能够简单地实现卡锁棘爪的可靠的轴向停止。此外，板簧能够简单地预成型，使得弹簧元件在耦合盘上的安装耗费能够保持为小的。当然也可以考虑，例如仅弹簧区段构成为板簧，而弹簧元件的中间区段以其它方式实现。

所述至少一个弹簧元件优选这样设置，使其提供回位力，该回位力将卡锁棘爪力加载到初始位置中。由此防止卡锁棘爪的意外的偏转并且在安全带侧的锁止条件减小的情况下使卡锁棘爪再次运动返回其正常位置中。

耦合盘有利地具有一个或者多个止动部，卡锁棘爪在其初始位置中或者在其偏转位置中贴靠在所述止动部上。因此能够以简单的方式限制卡锁棘爪的运动间隙空间。在初始位置中，能够通过弹簧元件的回位力将卡锁棘爪保持压到所述止动部的其一上，这防止卡锁棘爪的意外的运动并且由此进一步减少噪声的产生。在偏转位置中，卡锁棘爪在至少一个另外的止动部上的贴靠辅助至耦合盘的负荷传递，使得卡锁棘爪在其偏转位置中在止动部和锁止啮合部之间锁定。

所述止动部例如能够构成为耦合盘中的轴向突出的凸起部并且能够与耦合盘一件式地制造。

可行的是，将止动部构造为消声的，例如通过合适的弹性材料，使得卡锁棘爪在止动部上的贴靠不会产生噪声。

附图说明

下面根据多个实施例参考附图更详细地描述本发明。附图如下：

-图1示出根据本发明的、根据第一实施方式的安全带卷收器的示意性透视图，其中，安全带卷收器的锁止侧露出；

-图2示出图1中的安全带卷收器的示意性侧视图；

-图3示出图1中的安全带卷收器在卡锁棘爪的锁止啮合部的高度上的剖视图，其中，卡锁棘爪在其初始位置中；

-图4示出图3中的安全带卷收器，其中，卡锁棘爪在其偏转位置中；

-图5示出图3中的安全带卷收器的细节图；

-图6示出图4中的安全带卷收器的细节图；

-图7示出根据本发明的、根据第二实施方式的安全带卷收器的耦合盘的示意图，其中，不仅示出处于其初始位置中的而且也示出处于其偏转位置中的卡锁棘爪；以及

-图8示出根据本发明的、根据第三实施方式的安全带卷收器的耦合盘的示意图，其中，不仅示出了处于其初始位置中的而且也示出了处于其偏转位置中的卡锁棘爪。

具体实施方式

图1示出根据第一实施方式的、未详细示出的车辆安全带系统的安全带卷收器10。该安全带卷收器10具有框架12，安全带卷轴14可转动地支承在该框架中，在安全带卷轴上缠绕有安全带(未示出)，该安全带卷绕在安全带卷轴14上并且能够沿着安全带拉出方向R从安全带卷轴上拉出。

在安全带卷收器10的锁止侧16上(图1中右侧示出)，安全带卷轴14具有未示出的锁止棘爪，其在偏转位置中嵌入第一锁止啮合部18中，该第一锁止啮合部直接构造在框架12上并且因此将安全带卷轴14卡锁。

在安全带卷轴14的轴向方向A上朝外紧接着安全带卷轴14设置有耦合盘20，该耦合盘这样与安全带卷轴14相连接，使其能够相对于安全带卷轴14转动预先确定的程度。未示出的回位弹簧将耦合盘20与安全带卷轴14连接并且朝耦合盘的初始位置的方向对耦合盘20进行加载。

在耦合盘20的外周上构造有锁止啮合部22，经由该锁止啮合部，耦合盘20通过车辆敏感式的卡锁单元停止其转动并且因此能够相对于安全带卷轴14被约束，安全带卷轴能够以已知的方式构造并且在这里未详细示出。

在耦合盘20的背离安全带卷轴14的一侧上设置有卡锁棘爪24，其具有两个自由端部26、28。这两个自由端部26、28的其一(在这里即端部26)构成为锁止端部并且在卡锁棘爪24从其初始位置(见图3)枢转运动到其偏转位置(见图4)中的情况下嵌入第二锁止啮合部30中。

锁止啮合部30沿着圆周方向包围耦合盘20并且在轴向方向A上设置在第一锁止啮合部18附近，其中，锁止啮合部30构造在与安全带卷轴器10的框架12相连接的构件32上。

卡锁棘爪24用作惯性元件。如果由于沿着安全带拉出方向R猛然牵拉安全带而有突然的转矩作用至安全带卷轴14上，则卡锁棘爪24落后于仍与安全带卷轴14一同转动的耦合盘20。在卡锁棘爪24和耦合盘20之间的这一相对转动导致卡锁棘爪24枢转出来进入偏转位置中，在该偏转位置中，其锁止端部嵌入第二锁止啮合部30中。由于卡锁棘爪24固定在耦合盘20上，现在也防止了耦合盘20的进一步旋转。

耦合盘20和安全带卷轴14经由控制引导件(Einsteuerführung)34相互耦联，该控制引导件在这里通过耦合盘中的滑槽引导件36以及在滑槽引导件36中引导的、与安全带卷轴14的锁止棘爪相连接的引导销38实现。如果此时将耦合盘20保留在第二锁止啮合部30上(该时间点在图4中示出)，则在下一步骤中安全带卷轴14相对于耦合盘20转动，其中，使引导销38在滑槽引导件36中运动，这导致锁止棘爪枢转出来并且导致其嵌入第一锁止啮合部18中。从这一时间点起，安全带卷轴14已卡锁。

卡锁棘爪24仅经由弹簧元件40的两个弹簧区段42、44固定在耦合盘20上。在本示例中，弹簧元件40构成为唯一的、常见的板簧，其两个自由端部构成弹簧区段42、44。在中间区段46中(见图5和图6)，弹簧元件40固定地与耦合盘20相连接。在本示例中，所述中间区段46用耦合盘20的材料注塑包封。

所述两个弹簧区段42、44的弹簧常数能够选择为不同的或者相同的。

所述两个弹簧区段42、44的每个弹簧区段具有棘爪侧的端部48a、48b，所述端部分别紧固在卡锁棘爪24上。此外，每个弹簧区段42、44具有耦合盘侧的端部50a、50b，所述端部紧固在耦合盘20上并且所述端部在本示例中分别过渡到弹簧元件40的中间区段46中。经由中间区段46的固定宽度确定各耦合盘侧的端部50a、50b的精确位置及其间距。

通过悬挂在所述两个弹簧区段42、44上，在耦合盘20的面上的转动点的位置以及重心的位置也能够在卡锁棘爪24从初始位置运动到偏转位置中期间移动。

弹簧元件40的和尤其是弹簧区段42、44的扭转刚度这样选择，使得卡锁棘爪24的朝向耦合盘20的平侧面(Flachseite)至少在初始位置中与耦合盘20的面保持小的轴向间距，使得该平侧面基本上不与耦合盘20相接触。

卡锁棘爪24在本示例中具有弯曲的形状，其中，其径向位于内部的侧面52、54大致围成90°的角度。在初始位置中，所述两个弹簧区段42、44大致平行于侧面52、54，使得弹簧区段42、44也大致彼此间成90°的角度定向。

在其径向内部的端部上，所述两个侧面52、54过渡至卡锁棘爪24中的凹部56中。在该区域中，弹簧元件40的中间区段46固定在耦合盘20上，其中，该中间区段在本示例中大致处在卡锁棘爪24在其初始位置中的重心区域中。

所述两个弹簧区段42、44的棘爪侧的端部48a、48b在本实施方式中直接固定在自由端部26、28上，更确切地说是固定在卡锁棘爪24的内侧面52、54的径向外部的端部上。

不仅弹簧区段42、44的棘爪侧的端部48a、48b而且耦合盘侧的端部50a、50b的固定这样实现，使得各端部既不能够相对于卡锁棘爪24也不能够相对于耦合盘20移动。

一般地，卡锁棘爪24的控制运动在所描述的所有实施方式中均能够通过在另外的框架中设置所述弹簧区段42、44的棘爪侧的端部48a、48b的以及离合器侧的端部50a、50b的固定点以及所述弹簧区段42、44的弹簧常数来限定。由此，卡锁棘爪24的控制曲线也能够非常灵活地调节，在此也能够实现卡锁棘爪24的锁止侧的自由端部26的线性的或者S形的控制曲线。

在耦合盘20的朝卡锁棘爪24定向的面上设有在轴向方向A上突出的多个止动部58、60、62，所述止动部用于，防止处于初始位置中的或者处于偏转位置中的卡锁棘爪24进一步旋转。

止动部58在这里这样设置，使得当卡锁棘爪24在其初始位置中时，该止动部在内侧面52的自由端部上处在弹簧区段42的棘爪侧端部48a的固定区域中。在初始位置中，卡锁棘爪24在通过弹簧元件40的预紧力下贴靠在该止动部58上。在本示例中，卡锁棘爪24在初始位置中不与止动部60、62接触。

在偏转位置中将卡锁棘爪24在负荷方向上保持在止动部60、62之间，所述止动部分别定位在卡锁棘爪24的自由端部26、28的区域中(在卡锁棘爪的偏转位置中)。如果耦合盘20相对于安全带卷轴14转动并且由此不必承受该负荷的一部分，则以这种方式使弹簧区段42、44不承受负荷。

如在图3至图6中可清楚看到的那样，如果卡锁棘爪24枢转到偏转位置中，则将弹簧区段42、44弯曲。由此产生回位力，该回位力朝卡锁棘爪24的初始位置的方向作用并且该回位力在安全带上的牵拉应力减小的情况下引起卡锁棘爪24回位到初始位置中。

卡锁棘爪24在本示例中仅经由所述两个弹簧区段42、44以及所述止动部58或者60、62与耦合盘20接触。

止动部58、60、62的接触面能够构造成消声的，例如通过具有消声材料的涂层或者通过如下方式：即止动部完全地或者部分地由这种材料构成。

图7示出第二实施方式，在该实施方式的情况下，相对于第一实施方式仅改变了卡锁棘爪124的形状以及弹簧区段142、144在耦合盘20上的布置。安全带卷收器10的所有其它部件与第一实施方式的这些部件是相同的并且在这里不再示出和说明。

在图7中不仅示出在初始位置中(细线)的而且也示出在偏转位置中(实线)的卡锁棘爪124以及弹簧区段142、144。在此分别仅设有一个唯一的卡锁棘爪124以及分别设有弹簧区段142和弹簧区段144。

在本示例中，各弹簧区段142、144作为独立的弹簧元件示出，但是它们也能够如在第一实施方式中那样连接在耦合盘侧的端部150a、150b上。

如在第一实施方式中那样，所述两个弹簧区段142、144的棘爪侧的端部148a、148b固定在卡锁棘爪124的内侧面152、154的在径向上处于外部的端部上，而耦合盘侧的端部150a、150b则在卡锁棘爪24的重心区域中与耦合盘20相连接。卡锁棘爪124的虚拟的转动点也处在该区域内。

图8示出第三实施方式。如在图7中那样，在这里也不仅示出初始位置中(虚线)的、而且也示出偏转位置中(实线)的卡锁棘爪224。

不同于上面的两种实施方式，弹簧元件244的棘爪侧的端部248b不是固定在卡锁棘爪224的自由端部228上，而是固定在内侧面254的在径向上处于内部的端部的区域中。弹簧区段242的固定点在这里处于卡锁棘爪224上的凹部256的区域中。

弹簧区段242的棘爪侧的端部248a则如前述的实施方式中一样固定在卡锁棘爪224的内侧面252上的自由的锁止端部226的区域中。

这种布置导致，基本上分别仅使一个弹簧区段242、244在卡锁棘爪224枢转的情况下偏转，即卡锁棘爪224的锁止侧的自由端部226上的弹簧区段。这允许，所述两个弹簧区段242、244相比于在前述的实施方式的情况下设计得更具有连接刚度。

Claims (12)

1.车辆安全带系统的安全带卷收器(10)，所述安全带卷收器具有框架(12)和支承在框架(12)中的安全带卷轴(14)，所述安全带卷轴与耦合盘(20)连接，所述耦合盘能够相对于安全带卷轴(14)转动预先规定的程度，其中，在耦合盘(20)上设置有能从初始位置径向偏转地设置的卡锁棘爪(24；124；224)，所述卡锁棘爪在偏转位置中嵌入固定在框架上的锁止啮合部(30)中，以便将耦合盘(20)卡锁，其中，卡锁棘爪(24；124；224)与耦合盘(20)经由两个弹簧区段(42、44；142、144；242、244)相连接，这两个弹簧区段构造在至少一个弹簧元件(40)上，其中，所述两个弹簧区段(42、44；142、144；242、244)各具有固定在卡锁棘爪(24；124；224)上的棘爪侧的端部(48a、48b；148a、148b；248a、248b)和固定在耦合盘(20)上的耦合盘侧的端部(50a、50b；150a、150b；250a、250b)。

2.根据权利要求1所述的安全带卷收器，其特征在于，在安全带卷轴(14)上设置有锁止棘爪，所述锁止棘爪在偏转位置中嵌入构成在框架(12)上的锁止啮合部(18)中并且将安全带卷轴(14)卡锁，其中，耦合盘(20)和锁止棘爪通过控制引导件(34)耦联，当安全带卷轴(14)相对于耦合盘(20)转动时，经由所述控制引导件使锁止棘爪运动到其偏转位置中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述卡锁棘爪(24；124；224)仅经由弹簧区段(42、44；142、144；242、244)固定在耦合盘(20)上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，于，设置有一个唯一的弹簧元件(40)，该弹簧元件具有两个弹簧区段(42、44；142、144；242、244)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，至少一个弹簧区段(42、44；142、144；242、244)的耦合盘侧的端部(50a、50b；150a、150b；250a、250b)在卡锁棘爪(24；124；224)的重心和/或虚拟转动点的区域中固定在耦合盘(20)上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述卡锁棘爪(24；124)具有两个自由端部(26、28；126、128)并且在每个所述自由端部(26、28；126、128)的区域中固定有一个弹簧区段(42、44；142、144)的棘爪侧的端部(48a、48b；148a、148b)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述卡锁棘爪(224)具有两个自由端部(226、228)并且在其中一个自由端部(226)的区域中固定有一个弹簧区段(224)的棘爪侧的端部(248b)，而第二弹簧区段(242)的棘爪侧的端部(248a)则固定在卡锁棘爪(224)的中间区域中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述两个弹簧区段(42、44；142、144；242、244)的弹簧常数是不同的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述两个弹簧区段(42、44；142、144；242、244)大致彼此间成90°角度延伸。

10.根据前述权利要求中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述至少一个弹簧元件(40)是板簧并且尤其是所述弹簧区段(42、44；142、144；242、244)构成为板簧。

11.根据前述权利要求中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述至少一个弹簧元件(40)、尤其是所述弹簧区段(42、44；142、144；242、244)中的至少一个弹簧区段设置成，使得其提供回位力，所述回位力将卡锁棘爪(24；124；224)加载到初始位置中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述耦合盘(20)具有一个或者多个止动部(58、60、62)，锁止棘爪(24、124、224)在其初始位置中或者在其偏转位置中贴靠在所述止动部上。

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