DE102007032143A1 - Motor vehicle door, has inner panel and reinforcement brackets integrally formed, and frame-shaped component comprising reinforcement regions, where frame shaped component is hot-formed from high-strength steel plate - Google Patents

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Abstract

The door has an inner panel (2) and reinforcement brackets (3, 4) integrally formed, and a frame-shaped component (5) comprising reinforcement regions, where the frame-shaped component is hot-formed from high-strength steel plate. A plate-shaped bracket (6) for mount and fitting aggregate is fixed over supporting frames (7) at the inner panel. The plate-shaped bracket for mount and fitting aggregate, and the receiving frames are formed as a single-piece component. The receiving frames consist of flexible deep drawing steel, aluminum, plastic and/or a hybrid structure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tür eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Außenblech, ein Innenblech, einen auf der Türinnenseite angeordneten plattenförmigen Träger für verschiedene An- und Einbauaggregate sowie Verstärkungsbereiche für Türfunktionselemente und einen eingebauten Versteifungsträger als Seitenaufprallschutz.The The invention relates to a door of a motor vehicle, comprising an outer panel, an inner panel, one on the inside of the door arranged plate-shaped carrier for various attachment and installation units as well as reinforcement areas for door function elements and a built-in Stiffening support as side impact protection.

Türen dieser oder ähnlicher Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Solche Türen müssen für die Fahrzeuginsassen einen guten Schutz bei einem Seitenaufprall bieten. Darüber hinaus müssen sie die Möglichkeit bieten, in ihnen verschiedene Aggregate, wie Fensterhebermechanik, Lautsprecher und dgl., unterzubringen.doors this or similar type are in different versions known. Such doors must be for the Provide vehicle occupants with good protection in the event of a side impact. In addition, they have the opportunity offer, in them various units, such as window regulator mechanism, speakers and the like., To accommodate.

Bei einer aus der Praxis bekannten Tür der eingangs genannten Art umfasst das tiefgezogene Innenblech den Träger für verschiedene An- und Einbauaggregate. Damit sich für diese Aggregate eine genügende Einbautiefe ergibt, muss das Innenblech aus gut tiefziehfähigem Stahl bestehen. Ein solcher Stahl trägt allerdings zur Versteifung der Tür nur wenig bei. Deshalb ist als Seitenaufprallschutz an dem Türinnenblech ein eigenständiger Versteifungsträger aus hochfestem Stahlblech angebracht. Darüber hinaus sind in den Verstärkungsbereichen für die Türfunktionselemente, wie Scharniere und Schloss, Profilelemente aus hochfestem Stahl angebracht. Eine solche Tür ist wegen der Vielzahl der zusammenzubauenden Einzelelemente aufwendig zu fertigen. Auch ist ihr Verhältnis von Steifigkeit und Gewicht nicht optimal.at a known from practice door of the aforementioned Art includes the deep-drawn inner sheet the carrier for various attachment and installation units. Thus, for this Aggregates results in a sufficient installation depth, the inner panel must good deep-drawing steel. Such a steel carries but only a little to stiffen the door. Therefore is as a side impact protection on the inner door panel a separate Stiffening beams made of high-strength sheet steel attached. In addition, in the reinforcement areas for the door function elements, such as hinges and Lock, profile elements made of high-strength steel attached. Such Door is because of the large number of individual elements to be assembled expensive to manufacture. Also, their ratio of stiffness and weight not optimal.

Bei einer anderen, aus der Patentliteratur bekannten Tür eines Kraftfahrzeuges ( DE 10 2005 009 179 A1 ) ist der als Seitenaufprallschutz dienende Versteifungsträger am Außenblech der Tür angebracht. Der plattenförmige Träger für die verschiedenen An- und Einbauaggregate besteht aus Kunststoff und ist als Hybridbauteil mit einem metallischen Rahmen geformt. Der metallische Rahmen gibt diesem Hybridbauteil die für die An- und Einbauaggregate benötigte Bautiefe und umfasst die Verstärkungsbereiche für Türfunktionselemente. Dieses Hybridbauteil ist mit dem Türaußenblech bevorzugt durch Verschraubung fest verbunden und soll einen wesentlichen Beitrag zur Türsteifigkeit leisten.In another, known from the patent literature door of a motor vehicle ( DE 10 2005 009 179 A1 ) serving as a side impact protection stiffening support is attached to the outer panel of the door. The plate-shaped support for the various attachment and installation units is made of plastic and is molded as a hybrid component with a metallic frame. The metallic frame gives this hybrid component the required depth for the attachment and installation units and includes the reinforcement areas for door function elements. This hybrid component is preferably firmly connected to the door outer panel by screwing and should make a significant contribution to the door stiffness.

Bei einer anderen aus der Patentliteratur bekannten Tür eines Kraftfahrzeuges ( DE 10 2005 030 507 A1 ) bildet ein rahmenförmiges Verstärkungselement mit dem Außenblech und Innenblech eine Türstruktur. Dafür ist dieses Element mit dem Außen- und Innenblech durch Fügeverbindungen, wie Punktschweißen, fest verbunden. Das Verstärkungselement besteht aus hochfestem Stahl und kann durch Warmumformung hergestellt sein. An ihm sind integral die Verstärkungsbereiche für Scharniere und Schloss ausgebildet. Ein Versteifungsträger als Seitenaufprallschutz verläuft diagonal durch den Rahmen und ist integraler Bestandteil des Rahmens. Zusätzlich zu diesem zwischen dem Außen- und Innenblech angeordneten Verstärkungselement kann ein Träger für verschiedene An- und Einbauaggregate in die Tür eingebaut werden. Aus dem Stand der Technik ergibt sich allerdings nicht, wie ein solcher Träger ausgebildet ist.In another known from the patent literature door of a motor vehicle ( DE 10 2005 030 507 A1 ) forms a frame-shaped reinforcing element with the outer panel and inner panel a door structure. For this element is firmly connected to the outer and inner plate by joining joints, such as spot welding. The reinforcing element is made of high strength steel and can be made by hot working. The reinforcing areas for hinges and lock are integrally formed on it. A stiffening beam as a side impact protector runs diagonally through the frame and is an integral part of the frame. In addition to this arranged between the outer and inner panel reinforcing element, a support for various attachment and installation units can be installed in the door. However, it does not follow from the prior art how such a carrier is formed.

Schließlich ist aus der Patentliteratur ( DE 10 2005 005 684 A1 ) ein zum Verstärkungselement der vorbeschriebenen Tür sehr ähnliches rahmenförmiges Verstärkungselement bekannt, das ebenfalls aus hochfestem Stahlblech durch Warmumformen hergestellt ist. Dieses Verstärkungselement weist ebenfalls als integrale Bestandteile Verstärkungsbereiche für das Türschloss und die Türscharniere sowie als Seitenaufprallschutz einen diagonal durch den Rahmen verlaufenden Versteifungsträger auf. Ein solches Verstärkungselement ist zwischen dem Außenblech und dem Innenblech der Kraftfahrzeugtür angeordnet. Mit der Unterbringung von An- und Einbauaggregaten beschäftigt sich dieser Stand der Technik nicht.Finally, from the patent literature ( DE 10 2005 005 684 A1 ) Known a reinforcing element of the above door very similar frame-shaped reinforcing element, which is also made of high-strength steel sheet by hot forming. This reinforcing element also has reinforcing regions for the door lock and the door hinges as integral components as well as a stiffening support extending diagonally through the frame as side impact protection. Such a reinforcing element is arranged between the outer panel and the inner panel of the motor vehicle door. With the accommodation of attachment and installation units, this state of the art is not concerned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tür für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die eine hohe Eigensteifigkeit mit Seitenaufprallschutz aufweist und bei der bei geringem Fertigungsaufwand An- und Einbauaggregate untergebracht werden können.Of the Invention is based on the object, a door for to create a motor vehicle that has a high inherent rigidity Has side impact protection and in the case of and installation units can be accommodated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Tür der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Innenblech und der Versteifungsträger als ein integrales, rahmenförmiges, die Versteifungsbereiche umfassendes Bauteil aus hoch- bis höchstfestem Stahlblech ausgebildet und warmumgeformt sind, und dass der Träger für die An- und Einbauaggregate über einen Aufnahmerahmen an dem Innenblech befestigt ist.These Task is according to the invention in a door of the type mentioned solved in that the inner panel and the stiffening support as an integral, frame-shaped, the stiffening areas comprehensive component of high to ultra high strength Steel sheet is formed and hot formed, and that the carrier for the attachment and installation units via a mounting frame is attached to the inner panel.

Die erfindungsgemäße Tür lässt sich mit vergleichsweise geringem Aufwand fertigen, weil das Innenblech und der dem Seitenaufprallschutz dienende Versteifungsträger einstückig, d. h. als integrales Bauteil ausgebildet sind und aus hochfestem bis höchstfestem Stahlblech bestehen. Wegen der Warmumformung lässt sich auch die gewünschte Profiltiefe des Bauteils erreichen. Das bedeutet, dass dieses integrale Bauteil der Tür nicht nur die gewünschte Eigensteifigkeit sondern auch den gewünschten Schutz bei einem Seitenaufprall gibt. Darüber hinaus können wegen des Einsatzes des hoch- bis höchstfesten Stahlbleches auch Türscharniere und dergleichen unmittelbar oder mittelbar an diesem Stahlblech angebracht werden. Separate Verstärkungselemente für Türscharniere oder dgl. sind nicht erforderlich. Der gewünschte Umformgrad des hoch- bis höchstfesten Stahlbleches lässt sich in einem oder zwei Schritten erreichen. Bei einem einstufigen Umformen wird das Stahlblech auf Austenitisierungstemperatur erwärmt, warmumgeformt und gehärtet, insbesondere pressgehärtet. Bei einem zweistufigen Verfahren erfolgt zunächst eine Kaltumformung, wobei insbesondere der maximal mögliche Umformgrad möglicht ausgeschöpft werden sollte, und dann nach Erwärmung bis auf Austenitisierungstemperatur eine Warmumformung ggf. mit abschließender Härtung, insbesondere Presshärtung. Entsprechend der später im Betrieb zu erwartenden unterschiedlichen Beanspruchungen in einzelnen Bereichen des Bauteils können durch bereichsweise unterschiedliche Wärmebehandlungen des Bauteils unterschiedliche Härtezonen im Bauteil eingestellt werden. So kann das Innenblech in hochbelasteten Bereichen, insbesondere in Bereichen für Türfunktionselemente, partiell unterschiedliche Festigkeiten und Bruchdehnungen gegenüber den anderen Bereichen des Bauteils aufweisen. Durch den Einsatz eines von einem Aufnahmerahmen getragenen Trägers kann dieser ohne Rücksicht auf die wichtigen Anforderungen an die Tür hinsichtlich Steifigkeit und Seitenaufprallschutz ausschließlich nach den Anforderungen für die An- und Einbauaggregate gestaltet sein.The door according to the invention can be finished with comparatively little effort, because the inner panel and the lateral impact protection serving stiffening support in one piece, ie formed as an integral component and consist of high-strength to ultra-high strength steel sheet. Because of the hot forming can also achieve the desired profile depth of the component. This means that this integral component gives the door not only the desired inherent rigidity but also the desired protection in the event of a side impact. In addition, because of the use of high to ultra high strength steel sheet and door hinges and the like can be attached directly or indirectly to this steel sheet. Separate reinforcement elements for door hinges or the like are not required. The desired degree of deformation of the high to highest strength Steel sheet can be reached in one or two steps. In a single stage forming, the steel sheet is heated to austenitizing temperature, hot worked and cured, especially press hardened. In a two-stage process, first a cold forming, in particular the maximum possible degree of deformation should be exploited as possible, and then after heating to Austenitisierungstemperatur a hot forming optionally with final curing, in particular press hardening. In accordance with the different stresses to be expected later in the operation in individual regions of the component, it is possible to set different hardness zones in the component by way of different heat treatments of the component in certain regions. Thus, the inner panel in highly loaded areas, especially in areas for door function elements, partially different strengths and elongation at break relative to the other areas of the component. Through the use of a supported by a support frame carrier this can be designed without regard to the important requirements for the door in terms of stiffness and side impact protection exclusively to the requirements for the attachment and installation units.

So können nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Träger für die An- und Einbauaggregate und der Aufnahmerahmen als einteiliges Bauteil ausgebildet sein. Der Träger und/oder der Aufnahmerahmen können aus Stahlblech, Kunststoff oder einer Hybridstruktur (Metall/Kunststoff) bestehen. Da die Einbautiefe für die Aggregate praktisch allein durch den Aufnahmerahmen realisiert wird, sollte dieser entweder aus weichem Tiefziehstahl, Aluminium, Kunststoff oder einer Hybridstruktur bestehen.So can according to an embodiment of the invention, the carrier for the attachment and installation units and the mounting frame be formed as a one-piece component. The carrier and / or The mounting frame can be made of sheet steel, plastic or a hybrid structure (metal / plastic) exist. Because the installation depth for the aggregates practically alone by the mounting frame if it is made of either soft deep-drawn steel, Aluminum, plastic or a hybrid structure exist.

Die Befestigung zwischen Innenblech und Aufnahmerahmen kann eine Punktschweiß- und/oder Schraub- und/oder Niet- und/oder Laserschweiß- und/oder Klebeverbindung sein.The Attachment between inner panel and mounting frame may be a spot welding and / or Screw and / or rivet and / or laser welding and / or Be adhesive bond.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:in the The invention is based on an embodiment illustrative drawing explained in more detail. In detail demonstrate:

1 eine vordere linke Seitentür eines Kraftfahrzeuges bei überwiegend weggebrochenem Außenblech in Seitenansicht von außen, 1 a front left side door of a motor vehicle with predominantly broken outer panel in side view from the outside,

2 ein Innenblech der Tür gemäß 1 in Ansicht von innen, 2 an inner panel of the door according to 1 in view from inside,

3 einen Aufnahmerahmen für einen Träger für An- und Einbauaggregate der Tür gemäß 1 in Seitenansicht von innen, 3 a receiving frame for a support for attachment and installation of the door according to 1 in side view from the inside,

4 das Innenblech der 2 mit angebautem Aufnahmerahmen gemäß 3 in Seitenansicht von innen, und 4 the inner panel of the 2 with attached mounting frame according to 3 in side view from the inside, and

5 das Innenblech gemäß 2 mit Aufnahmerahmen und zugehörigem Träger für An- und Einbaugeräte in Seitenansicht von innen. 5 the inner panel according to 2 with mounting frame and associated support for built-in and built-in appliances in side view from the inside.

Die in 1 dargestellte Tür eines Kraftfahrzeuges umfasst ein Außenblech 1, ein aus einem rahmenförmigen Innenblech 2 und einem diagonal und quer dazu verlaufenden Versteifungsträger 3, 4 bestehendes Bauteil 5, einen Träger 6 für An- und Einbauaggregate sowie einen Rahmen 7 für den Träger 6. Der Rahmen des Innenbleches 2 ist im Bereich der Fensteröffnung 8 mit Blendleisten 9, 10, 11 verkleidet. In diesem Bereich trägt das Innenblech 2 auch einen Außenspiegel 12.In the 1 shown door of a motor vehicle comprises an outer panel 1 , one of a frame-shaped inner panel 2 and a diagonally and transversely extending stiffening beam 3 . 4 existing component 5 , a carrier 6 for attachment and installation units as well as a frame 7 for the wearer 6 , The frame of the inner panel 2 is in the area of the window opening 8th with cover strips 9 . 10 . 11 dressed. In this area carries the inner panel 2 also an exterior mirror 12 ,

Das in 2 als Einzelheit gezeigte einteilige (integrale) Bauteil 5 aus Innenblech 2 und Versteifungsträger 3, 4 ist aus hoch- bis höchstfestem Stahlblech, insbesondere 900 bis 1800 N/mm2, geformt. Die Formgebung erfolgt durch Warmumformen, insbesondere bei Austenitisierungstemperatur, wobei dem Warmumformen eine Kaltumformung mit möglichst großem Verformungsgrad vorgeschaltet sein kann. Anschließend findet eine Härtung, insbesondere Presshärtung statt. Unter Presshärtung ist eine Härtung durch indirekte Kühlung zu verstehen, die in geschlossenen Formwerkzeugen erfolgt. Im Rahmen der Härtung können bereichsweise unterschiedliche Härtegrade eingestellt werden. Aufgrund des ausgewählten Stahlbleches und der bei der Warmumformung erzielten Profilierung mit anschließender Härtung erhält man ein Bauteil 5 mit hoher Eigensteifigkeit und Widerstandskraft bei einem Seitenaufprall. Das Innenblech 2 weist im oberen Bereich einen Fensterrahmen 13 und im unteren Bereich einen Rahmen 14 mit dem diagonal und quer verlaufenden Versteifungsträger 3, 4 auf, der als Seitenaufprallschutz dient. Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann in einer alternativen Ausführung der Erfindung die Tür und damit auch das Innenblech 2 ohne Fensterrahmen ausgebildet sein. Die Vorteile der Erfindung bleiben erhalten.This in 2 as a detail shown one-piece (integral) component 5 from inner sheet 2 and stiffening beams 3 . 4 is formed of high-strength to very high-strength steel sheet, in particular 900 to 1800 N / mm 2 . The shaping takes place by hot forming, in particular at Austenitisierungstemperatur, the hot forming a cold working with the greatest possible degree of deformation can be upstream. Subsequently, a hardening, in particular press hardening takes place. Press hardening is to be understood as curing by indirect cooling, which takes place in closed molds. As part of the curing different degrees of hardness can be adjusted in some areas. Due to the selected steel sheet and the profiling achieved during the hot forming with subsequent hardening, a component is obtained 5 with high inherent rigidity and resistance in a side impact. The inner sheet 2 has a window frame in the upper area 13 and at the bottom of a frame 14 with the diagonal and transverse stiffening support 3 . 4 on, which serves as a side impact protection. Notwithstanding the illustrated embodiment, in an alternative embodiment of the invention, the door and thus also the inner panel 2 be designed without window frame. The advantages of the invention are retained.

An dem Innenblech 2 sind im vorderen Bereich Verstärkungsbereiche 15, 16 für Türscharniere und im hinteren Bereich ein Verstärkungsbereich 17 für ein Türschloss als integrale Bestandteile des Innenbleches 2 ausgebildet. An dem unteren Bereich des Innenbleches 2 ist der Rahmen 7 (vgl. 3) insbesondere aus tiefgezogenem Stahlblech oder Kunststoff oder einer Hybridstruktur (Metall/Kunststoff) durch Punktschweißen und/oder Schrauben und/oder Nieten und/oder Laserschweißen und/oder Kleben befestigt. Auf diesem wiederum ist der plattenförmige Träger 6 für verschiedene An- und Einbauaggregate befestigt, z. B. angeschraubt (vgl. 4). In 1 und 5 sind verschiedene Ausnehmungen für solche Aggregate bzw. die Aggregate selbst angedeutet. Als An- und Einbauaggregate kommen Bedienelemente 18 für ein Türschloss, für Fensterheber, ein Fensterheberantrieb, Führungsschienen 19, 20 für die Fenster, Lautsprecher, u. dgl. in Betracht. Da der Träger 6 plattenförmig gestaltet ist, die An- und Einbauaggregate zum Teil aber eine erhebliche Einbautiefe benötigen, baut der Aufnahmerahmen 7 entsprechend hoch bzw. tief. Als Alternative zu der zweiteiligen Bauweise aus Träger 6 und offenem Rahmen 7 können beide Teile auch einteilig ausgebildet sein. Sie können aus tiefziehfähigem Stahl, Aluminium, Kunststoff oder einer Hybridstruktur (Metall/Kunststoff) hergestellt sein.On the inner panel 2 are in the front area gain areas 15 . 16 for door hinges and in the rear area a reinforcement area 17 for a door lock as integral components of the inner panel 2 educated. At the bottom of the inner panel 2 is the frame 7 (see. 3 ) in particular made of deep-drawn steel or plastic or a hybrid structure (metal / plastic) by spot welding and / or screws and / or rivets and / or laser welding and / or gluing. On this turn, the plate-shaped carrier 6 attached for various attachment and installation units, z. B. screwed (see. 4 ). In 1 and 5 are different recesses for such aggregates or aggregates itself indicated. As attachment and installation units come controls 18 for a door lock, for window regulators, a window regulator drive, guide rails 19 . 20 for the windows, speakers, u. Like. Into consideration. As the carrier 6 is designed plate-shaped, the attachment and installation units but in part require a considerable installation depth, builds the mounting frame 7 correspondingly high or low. As an alternative to the two-piece construction of beams 6 and open frame 7 both parts can also be integrally formed. They can be made of deep-drawable steel, aluminum, plastic or a hybrid structure (metal / plastic).

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (5)

Tür eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Außenblech (1), ein Innenblech (2), einen auf der Türinnenseite angeordneten plattenförmigen Träger (6) für verschiedene An- und Einbauaggregate sowie Verstärkungsbereiche (15, 16, 17) für Türfunktionselemente und einen eingebauten Versteifungsträger (3, 4) als Seitenaufprallschutz, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenblech (2) und der Versteifungsträger (3, 4) als ein integrales, rahmenförmiges, die Verstärkungsbereiche (15, 16, 17) umfassendes Bauteil (5) aus hoch- bis höchstfestem Stahlblech ausgebildet und warmumgeformt sind, und dass der Träger (6) für die An- und Einbauaggregate über einen Aufnahmerahmen (7) an dem Innenblech (2) befestigt ist.Door of a motor vehicle, comprising an outer panel ( 1 ), an inner panel ( 2 ), a arranged on the inside of the door plate-shaped carrier ( 6 ) for various attachment and installation units as well as reinforcement areas ( 15 . 16 . 17 ) for door function elements and a built-in stiffening support ( 3 . 4 ) as side impact protection, characterized in that the inner panel ( 2 ) and the stiffening carrier ( 3 . 4 ) as an integral, frame-shaped, the gain areas ( 15 . 16 . 17 ) comprehensive component ( 5 ) are formed from high-strength to ultra-high-strength steel sheet and hot-formed, and that the support ( 6 ) for the attachment and installation units via a mounting frame ( 7 ) on the inner panel ( 2 ) is attached. Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) für die An- und Einbauaggregate und dessen Aufnahmerahmen (7) als einteiliges Bauteil ausgebildet sind.Door according to claim 1, characterized in that the support ( 6 ) for the attachment and installation units and its mounting frame ( 7 ) are formed as a one-piece component. Tür nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung zwischen Innenblech (2) und Aufnahmerahmen (7) eine Punktschweiß- und/oder Schraub- und/oder Niet- und/oder Laserschweiß- und/oder Klebeverbindung ist.Door according to claim 1 or 2, characterized in that the attachment between the inner panel ( 2 ) and frames ( 7 ) is a Punktschweiß- and / or screw and / or rivet and / or laser welding and / or adhesive connection. Tür nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmerahmen (7) aus einem aus weichem Tiefziehstahl, Aluminium, Kunststoff oder einer Hybridstruktur besteht.Door according to one of claims 1 to 3, characterized in that the receiving frame ( 7 ) consists of a soft deep drawn steel, aluminum, plastic or a hybrid structure. Tür nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenblech (2) in hochbelasteten Bereichen, insbesondere in Bereichen (15, 16, 17) für Türfunktionselemente, partiell unterschiedliche Festigkeiten und Bruchdehnungen aufweist.Door according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inner panel ( 2 ) in highly stressed areas, especially in areas ( 15 . 16 . 17 ) has for door function elements, partially different strengths and elongations at break.
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