DE102006030565A1 - Self-energizing brake i.e. wheel brake, operating method for motor vehicle, involves triggering emergency releasing device by safety system e.g. anti-block- and/or electronic stability program-system, during operation-opening of brake - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremse mit einer Notlösevorrichtung sowie eine entsprechende Bremse gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt.The The present invention relates to a method for operating a Brake with an emergency release device and a corresponding brake according to the preambles of the independent claims. The The present invention further relates to a computer program as well a computer program product.
Stand der TechnikState of the art
Obwohl im folgenden im wesentlichen auf selbstverstärkende elektromechanische Bremsen in Fahrzeugen Bezug genommen wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Sie betrifft gleichermaßen alle Bremsen, bei denen eine hohe Lösedynamik erwünscht ist.Even though in the following essentially self-reinforcing electromechanical brakes in vehicles, the invention is not thereon limited. It affects everyone equally Brakes, where a high release dynamics he wishes is.
Selbstverstärkende elektromechanische Bremsen
umfassen üblicherweise
einen elektrisch betätigten
Aktuator (Bremsaktuator), meist einen Elektromotor, der ein erstes
Bremselement oder Reibglied mit einem Reibbelag gegen ein abzubremsendes
zweites Element wie z.B. eine Bremsscheibe drückt bzw. davon löst. Bei
einer Bremsbetätigung wird
das Reibglied durch die kinetische Energie des abzubremsenden Elements
mitgenommen und verstärkt
die Bremswirkung selbsttätig
(Selbstverstärkung).
Eine als Keilbremsen ausgebildete selbstverstärkende elektromechanische Bremse
ist z.B. in der
Kommt beispielsweise das Rad eines Fahrzeuges während einer Vollbremsung mit maximalem Bremsmoment plötzlich von einer Straßenoberfläche hohen Reibwerts (z.B. trockener Asphalt, N = 1,2) auf eine Oberfläche sehr niedrigen Reibwerts (z.B. Glatteis, N = 0,15), blockiert das Rad innerhalb weniger Millisekunden. Das Blockieren des Rads führt zu einem instabilen, kritischen Fahrzeugzustand und muss deshalb schnellst möglich aufgehoben werden. Dafür sind in einem Fahrzeug üblicherweise Sicherheitssysteme wie ABS oder ESP vorgesehen. Fahrdynamikberechnungen gehen von einer maximalen Blockierzeit von 40 ms aus, um eine Instabilität oder ein Schleudern des Fahrzeugs zu vermeiden. Innerhalb dieser Zeit sollte die Radbremse, meist von ABS- oder ESP-Systemen gesteuert, lösen.comes For example, the wheel of a vehicle during a full braking with maximum braking torque suddenly high from a road surface Coefficient of friction (e.g., dry asphalt, N = 1.2) on a surface very much low coefficient of friction (e.g., black ice, N = 0.15) blocks the wheel within a few milliseconds. The blocking of the wheel leads to a unstable, critical vehicle condition and must therefore be lifted as soon as possible become. Therefore are common in a vehicle Security systems such as ABS or ESP provided. driving dynamics calculations assume a maximum blocking time of 40 ms to indicate an instability or a To avoid skidding of the vehicle. Within this time should the wheel brake, usually controlled by ABS or ESP systems solve.
Aktuelle hydraulische und in der Entwicklung befindliche elektrische Bremsanlagen oder -systeme sind höchstens in der Lage, eine Lösedynamik von ca. 80 ms bei voller Zuspannkraft bereitzustellen. Bei der Entwicklung elektrischer Bremsanlagen erfordert die hohe Lösedynamikanforderung auf der einen Seite große elektrische Antriebe mit hoher Leistungsaufnahme und kleiner Getriebeübersetzung, wohingegen auf der anderen Seite die Forderung nach kleinem Batteriestrom und geringer Masse des Aktuators nach kleinen elektrischen Motoren mit großer Getriebeübersetzung verlangt, was zu einer deutlich reduzierten Bremsdynamik führt. Aus diesem Grund können bei elektrischen Bremsanlagen kaum Lösedynamiken oberhalb der von hydraulischen Bremsanlagen erreicht werden. Statt dessen ist eine elektrische Bremsanlage bei hohen Sattelkräften tendenziell einer hydraulischen unterlegen. Bisherige Ansätze zur Lösung dieses Problems im 12 Volt-Bereich sind nicht bekannt. Bei 42 Volt-Systemen werden große Motoren mit großer Leistungsaufnahme verwendet.current Hydraulic and under development electric brake systems or systems are at most capable of a release dynamics of about 80 ms at full application force. In the development electric brake systems requires the high release dynamics requirement on the one page big Electric drives with high power consumption and low gear ratios, whereas on the other hand, the demand for small battery power and low mass of the actuator after small electric motors with large gear ratio demands, which leads to a significantly reduced braking dynamics. Out this reason can in electric brake systems hardly release dynamics above that of hydraulic brake systems are achieved. Instead, one is electric brake system at high saddle forces tends to be a hydraulic inferior. Previous approaches to solution this problem in the 12 volt range are not known. For 42 volt systems be big engines with big ones Power consumption used.
Es stellt sich daher die Aufgabe, die Lösedynamik einer Bremse zu verbessern. Erfindungsgemäß werden ein Verfahren, eine Bremse, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.It Therefore, the task is to improve the release dynamics of a brake. According to the invention a method, a brake, a computer program and a computer program product with the characteristics of the independent Claims presented. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Erfindungsgemäß wird die Lösedynamik durch Verwenden einer Notlösevorrichtung erhöht. Bei einer Bremse, insbesondere selbstverstärkend und/oder für ein Kraftfahrzeug, mit einer auslösbaren Notlösevorrichtung zum Notöffnen der Bremse, bei dem die Notlösevorrichtung von einer Betriebsbremsposition in eine Notlöseposition übergeht bzw. wechselt, wird die Notlösevorrichtung während eines Betriebsöffnens ausgelöst. Betriebsöffnen wird im Sinne dieser Erfindung als Abgrenzung und Gegensatz zum herkömmlichen Notöffnen verstanden. Die Bremse befindet sich bei einem Betriebsöffnen in einem Normalbetrieb bzw. -zustand. Ein Betriebsöffnen ist daher insbesondere geplant und gewollt.According to the invention Release dynamics through Using an emergency release device elevated. at a brake, in particular self-reinforcing and / or for a motor vehicle, with a triggerable emergency release device for emergency opening the brake, in which the emergency release device from a service brake position to an emergency release position transitions or is the emergency release device while a business opening triggered. operation Open becomes in the sense of this invention as demarcation and contrary to usual Emergency opening Understood. The brake is at a service opening in a normal operation or state. A company opening is therefore particularly planned and wanted.
Durch diese Maßnahme wird die Lösedynamik einer Bremse vorteilhaft erhöht. Diese Erhöhung ist üblicherweise nur bei Betriebsbremsungen, die von einem Sicherheitssystem, bspw. ABS- oder ESP-System, in kritischen oder gefährlichen Situationen ausgelöst werden, erwünscht oder notwendig, kann aber auch ganz allgemein bei allen Betriebsbremsungen verwendet werden. Die Erfindung ist bei allen Bremsen mit einer Notlösevorrichtung oder einer Vorrichtung, die entsprechend einer Notlösevorrichtung verwendbar ist, insbesondere in Fahrzeugen, verwendbar.By This measure becomes the release dynamics a brake advantageously increased. This increase is common only with service braking, by a security system, eg. ABS or ESP system, in critical or dangerous Triggered situations be desired or necessary, but can also be quite general for all service braking be used. The invention is in all brakes with a emergency release or a device corresponding to an emergency release device is usable, especially in vehicles, usable.
Aus dem Stand der Technik bekannte Notlösevorrichtungen sind dazu vorgesehen, bei einem schwerwiegenden Fehlverhalten wie z. B. einem Stromausfall oder einem mechanischen Defekt die Zuspannkraft der Bremse vollständig abzubauen. Sie werden bei Betriebsbremsungen nicht verwendet. Eine Notlösevorrichtung hält beispielsweise mittels eines vorgesehen Notlöseaktuators bzw. Elektromotors eine bestimmte Betriebsbremsposition ein. Im Fehlerfall geht sie meist automatisch beispielsweise unter Krafteinwirkung in eine Notlöseposition über, in der die Bremse vollständig geöffnet ist. Nach einer Notauslösung ist die Bremse nicht mehr verwendbar, bis die Notlösevorrichtung vom Fahrer bzw. Benutzer manuell oder in einer Werkstatt wieder in die Betriebsbremsposition gebracht wird. Es versteht sich, dass eine Vorrichtung immer dann als Notlösevorrichtung aufzufassen ist, wenn sie im Sinne dieser Erfindung dazu geeignet ist, ein schnelles Abbauen der Zuspannkraft zu bewirken, insbesondere durch eine Längenveränderung, insbesondere Verkürzung, kraftbeaufschlagter Komponenten im Kraftfluss. Insbesondere ist es zur Verwirklichung der Erfindung nicht notwendig, dass die Notlösevorrichtung auch zum Notlösen der Bremse vorgesehen ist oder tatsächlich dazu verwendet wird.Emergency release devices known from the prior art are intended to be used in the event of serious misconduct, such as, for example, an accident. As a power failure or a mechanical defect completely reduce the clamping force of the brake. They are not used during service braking. An emergency release device, for example, by means of a provided Notlöseaktuators or electric motor a certain service brake position. In the event of a fault, it usually automatically transitions into an emergency release position, for example, under the action of force the brake is fully open. After an emergency release, the brake is no longer usable until the emergency release device by the driver or user manually or in a workshop is brought back to the service brake position. It is understood that a device is always to be regarded as emergency release device, if it is in the sense of this invention to effect a rapid reduction of the clamping force, in particular by a change in length, in particular shortening, kraftbeaufschlagter components in the power flow. In particular, it is not necessary for the realization of the invention that the emergency release device is also provided for emergency release of the brake or actually used for this purpose.
Bei der vorliegenden Erfindung wird statt dessen die Notlösevorrichtung im Fall einer hohen geforderten Lösedynamik zusammen mit oder alternativ zum Hauptantrieb betätigt bzw. ausgelöst. Dies führt zu einer stark verkürzten Lösezeit. Das Auslösen kann insbesondere mittels eines elektrischen Signals erfolgen.at instead of the present invention, the emergency release device in the case of high required release dynamics together with or operated alternatively to the main drive or triggered. this leads to to a much shortened Release time. The triggering can be done in particular by means of an electrical signal.
Nach bzw. während des Auslösens der Notlösevorrichtung öffnet der Hauptantrieb die Bremse und die Notlösevorrichtung, welche reversibel ausgeführt ist, kann wieder in die Betriebsbremsposition zurückgefahren werden. Die Rückstellung benötigt etwa 50-100 ms, währenddessen kein Bremsen des betroffenen Rads möglich ist. Dies ist aber unter Sicherheitsaspekten weniger kritisch zu beurteilen als ein schleuderndes Fahrzeug, zumal in der Regel während dieser Zeit mindest zwei weitere Radbremsen im Eingriff sind.To or during of triggering the emergency release device opens the Main drive the brake and the emergency release, which reversible accomplished is, can be returned to the service brake position become. The default needed about 50-100 ms, meanwhile no braking of the affected wheel is possible. But this is under Safety issues less critically than a hurling Vehicle, especially as a rule during this time at least two more wheel brakes are engaged.
Es ist zweckmäßig, wenn die Notlösevorrichtung von einem Sicherheitssystem, insbesondere ABS und/oder ESP, ausgelöst wird. Es versteht sich, dass ebenso andere Systeme oder Steuervorrichtungen auslösend vorgesehen sein können.It is appropriate if the emergency release device is triggered by a security system, in particular ABS and / or ESP. It is understood that as well other systems or control devices Tripping can be provided.
Vorteilhafterweise wird die Notlösevorrichtung bei Überschreiten wenigstens eines vorgebbaren Schwellwerts ausgelöst. Es bietet sich an, einen Schwellwert für eine Soll-Ist-Differenz der Zuspannkraft der Bremse vorzugeben, wobei dann erst bei Überschreiten des Differenzschwellwerts und, wenn erwünscht, zusätzlich bei einer vorbestimmten Anforderung an die Lösedynamik die Notlösevorrichtung ausgelöst wird.advantageously, becomes the emergency release device when crossing triggered at least a predetermined threshold. It lends itself to a threshold for one Target-difference specify the brake application of the brake, in which case only when exceeded of the difference threshold and, if desired, additionally at a predetermined one Demands on the release dynamics the emergency release device is triggered.
Es bietet sich an, dass die Notlösevorrichtung von einem bremseninternen System ausgelöst wird. Dieses System kann von anderen Fahrzeugkomponenten bzw. -systemen die Anforderung erhalten, eine bestimmte Zuspannkraft innerhalb einer bestimmten Zeitspanne bereitzustellen. Das System entscheidet aufgrund der erhaltenen Parameter und Daten, bspw. aktuelle Zuspannkraft, Reibwert usw., ob zur Erfüllung der Anforderung die Notlösevorrichtung ausgelöst werden soll oder nicht.It lends itself to that the emergency release device is triggered by an internal brake system. This system can receive the request from other vehicle components or systems, a certain clamping force within a certain period of time provide. The system decides on the basis of the received Parameters and data, eg. Current clamping force, friction coefficient, etc., whether to fulfillment the request the emergency release device triggered should or should not be.
Eine erfindungsgemäße Bremse weist eine Notlösevorrichtung und Mittel auf, um eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Bremse ist insbesondere selbst verstärkend ausgebildet und/oder für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und weist ein erstes Bremselement, ein zweites Bremselement, einen Aktuator zum Drücken des ersten Bremselements an das zweite Bremselement und zum Lösen davon sowie eine auslösbare Notlösevorrichtung zum Notöffnen der Bremse, bei dem die Notlösevorrichtung von einer Betriebsbremsposition in eine Notlöseposition übergeht bzw. wechselt, auf, sowie ein Auslösesystem zum Auslösen der Notlösevorrichtung während eines Betriebsöffnens.A brake according to the invention has an emergency release device and means on to an embodiment to carry out the process of the invention. The Brake is particularly self-reinforcing trained and / or for a Motor vehicle provided and has a first brake element, a second brake element, an actuator for pressing the first brake element to the second brake element and for releasing it and a releasable emergency release device for emergency opening the brake, in which the emergency release device transitions from a service brake position to an emergency release position, as well as a trigger system for Trigger the emergency release device while a business opening.
Vorteilhafterweise weist die Notlösevorrichtung eine veränderbare Ausdehnung auf, wobei eine Veränderung der Ausdehnung eine Veränderung der Zuspannkraft bewirkt.advantageously, has the emergency release device a changeable one Expansion, with a change the expansion a change the application force causes.
Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogramm enthält Programmcodemittel, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einem Steuergerät in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Auslösesystem zum Auslösen der Notlösevorrichtung, ausgeführt wird.One Computer computer according to the invention or microprocessor program contains Program code means for carrying out a method according to the invention, when the computer program on a computer or equivalent Arithmetic unit, in particular a control unit in a motor vehicle, in particular a trigger system to trigger the emergency release device, accomplished becomes.
Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogrammprodukt beinhaltet Programmcodemittel, die auf einem maschinen- bzw. computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder auf einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einem Steuergerät in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Auslösesystem zum Auslösen der Notlösevorrichtung, ausgeführt wird. Geeignete Datenträger sind insbesondere Disketten, Festplatten, ROM, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) und Fahrzeugnetze (Body-Bus, Infotainment-Bus etc.) oder Luftschnittstellen (Mobilfunk) ist möglich.One Computer computer according to the invention or microprocessor program product includes program code means, stored on a machine or computer readable medium are to a method according to the invention to perform, if the program product on a computer, a microprocessor or on a corresponding computing unit, in particular a control unit in one Motor vehicle, in particular a triggering system for triggering the emergency release, accomplished becomes. Suitable media In particular, floppy disks, hard disks, ROM, flash memory, EEPROMs, CD-ROMs, u.a.m. Also a download of a program via computer networks (Internet, intranet, etc.) and vehicle networks (body bus, infotainment bus etc.) or air interfaces (mobile) is possible.
Wie bereits eingangs dargelegt, ist eine Anwendung nicht nur für selbstverstärkende Bremsen möglich, sondern auch für beliebige elektrische Bremsen, die aufgrund eines Fehlers nicht mehr selbständig öffnen oder aufgrund von in der Bremse oder im Fahrzeug gespeicherter Energie selbst schließen können. Ein Beispiel für letztere Gruppe ist eine Bremse mit einem abzubremsenden Glied, wenigstens einem Reibbelag zum reibschlüssigen Eingriff mit dem abzubremsenden Glied, und einem elektrischen Aktuator zum Bewegen des Reibbelages in reibschlüssigen Eingriff mit dem abzubremsenden Glied. Weiterhin ist ein betriebsmäßig mit dem elektrischen Aktuator gekoppelter, reversibler Kraftspeicher vorgesehen, der so mit einer Kraftübersetzungseinrichtung zusammenwirkt, dass bei einer mittels des Aktuators erfolgenden Betätigung der Bremse die im Kraftspeicher gespeicherte Kraft mit zunehmendem Betätigungsweg des Aktuators sukzessive an die Kraftübersetzungseinrichtung abgegeben und von dieser in ein Betätigungsmoment umgesetzt wird, das mittelbar oder unmittelbar auf den Reibbelag übertragen wird, wobei das Betätigungsmoment mit zunehmendem Betätigungsweg des Aktuators auf vorgegebene Weise ansteigt, und dass bei einem Lösen der Bremse eine über den Reibbelag auf die Kraftübersetzungseinrichtung zurückwirkende, bremseninhärente Rückstellkraft den Kraftspeicher wieder auflädt. Auch auf eine solche Bremse als Bremse, die selbst aufgrund im Fahrzeug gespeicherter Energie schließen kann, ist das in der Anmeldung vorgeschlagene Konzept anwendbar.As already stated above, an application is not only possible for self-energizing brakes, but also for any electric brakes that can not open independently due to a fault or close yourself due to stored in the brake or in the vehicle energy. An example of the latter group is a brake with a member to be braked, at least one friction lining for frictional engagement handle with the member to be braked, and an electric actuator for moving the friction lining in frictional engagement with the member to be braked. Furthermore, a reversible power storage operatively coupled to the electrical actuator is provided which cooperates with a force translation device such that upon actuation of the brake by means of the actuator, the force stored in the force accumulator is successively delivered to the force translating means with increasing actuation travel of the actuator and from thereinto an actuating torque is implemented, which is transmitted directly or indirectly to the friction lining, wherein the actuating torque increases with increasing actuating travel of the actuator in a predetermined manner, and that upon release of the brake on the friction lining on the force transmission means retroactive, braking inherent restoring force recharges the energy storage , Even on such a brake as a brake, which can close even due to energy stored in the vehicle, the concept proposed in the application is applicable.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the Description and attached drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The Invention is based on an embodiment schematically shown in the drawing and is below under Referring to the drawings described in detail.
Figurenbeschreibungfigure description
Die
bewegliche Keilplatte
Bei
einer Betätigung
der Bremse
Die
dargestellte Keilbremse ist mit einer Nacheinstelleinrichtung und
einer Notlösevorrichtung ausgestattet,
die hier jeweils als Ganzes mit den Bezugszeichen
Die
Nachstelleinrichtung
Die
Keil-Anordnung dient auch dazu, einen Teil der Zuspannkraft FZ quer zur Zuspannkraft FZ umzulenken.
Die abgeleitete Kraft FQ wird durch die Spindel
Die
Notlösevorrichtung
Die
beiden Kurvenscheiben
Die
Kurvenscheiben
Um
zu verhindern, dass sich die nicht angetriebene Kurvenscheibe
Zum
Aktivieren der Parkbremsfunktion wird die linke Kurvenscheibe
Der
Antrieb der Kurvenscheibe
Bei
der Anforderung einer erhöhten
Lösedynamik
während
eines Betriebsbremsens wird zum Auslösen der Notlösevorrichtung
Das
Reinitialisieren der Notlösevorrichtung
Im
Normalbetrieb sind die Wälzkörper bzw. das
Wälzlager
Um
von der Betriebsbremsposition
In
der Parkbremsposition
Auf
die Betriebsbremsposition
Beim
Auslösen
der Notlösevorrichtung
gibt der Elektromagnet
Die
Es versteht sich, dass die gezeigte Bremse und Notlösevorrichtung nur beispielhaft und nicht begrenzend verstanden werden soll. Ebenso können anders ausgestaltete Bremsen oder Notlösevorrichtungen mit oder ohne Nachstellmechanismus, die auch direkt im Kraftfluss angeordnet sein können, verwendet werden.It is understood that the brake and emergency release device shown only by way of example and not intended to be limiting. Likewise, can be different designed brakes or emergency release devices with or without adjusting mechanism, which also directly in the power flow can be arranged become.
- 11
- Bremsbelagbrake lining
- 22
- Keilplattewedge plate
- 33
- Bremsscheibebrake disc
- 44
- Wälzlagerroller bearing
- 55
- Keilflächewedge surface
- 66
- Druckplatteprinting plate
- 77
- NacheinstelleinrichtungNacheinstelleinrichtung
- 88th
- Keilwedge
- 99
- Spindelspindle
- 1010
- Widerlager-ElementsAbutment element
- 1111
- Bremssattelcaliper
- 1212
- Notlösevorrichtungemergency release
- 13, 1413 14
- Kurvenscheibencams
- 1515
- Wälzkörperrolling elements
- 1616
- Antriebdrive
- 1717
- Widerlagerabutment
- 1818
- Bremsebrake
- 1919
- Kurvenflächencurved surfaces
- 20-2520-25
- Segmentesegments
- 2626
- Keilflächewedge surface
- 2727
- Keilflächewedge surface
- 2828
- Rastnasenlocking lugs
- 2929
- Keilflächenwedge surfaces
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Claims (12)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8333267B2 (en) | 2008-03-07 | 2012-12-18 | Mando Corporation | Vehicle disk brake |
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- 2006-07-03 DE DE200610030565 patent/DE102006030565A1/en not_active Withdrawn
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