DE102012006499A1 - electric motor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (2), insbesondere eines Verstellantriebs (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einem elektrisch leitfähigen Motorgehäuse (5) und mit einem Bürstenträger (6), der eine Aufnahmetasche (12) für eine bestückte Leiterplatte (25) aufweist, die mittels an Kontaktstellen (30) federnd anliegenden Kontaktzungen (29) klemmfixiert ist. Ein Massekontakt (32) zur Kontaktierung mit dem Motorgehäuse (5) ist zur innenwandseitigen Kontaktierung mit dem Motorgehäuse (5) als U-förmiger Federkontakt oder als leitfähiger, flexibler Kunststoff ausgeführt, der von der Plattenrückseite (25b) auf die Plattenvorderseite (25a) der Leiterplatte (25) durchkontaktiert ist.The invention relates to an electric motor (2), in particular an adjusting drive (1) of a motor vehicle, having an electrically conductive motor housing (5) and having a brush holder (6) which has a receiving pocket (12) for a populated printed circuit board (25) is clamped by means of contact points (30) resiliently abutting contact tongues (29). A ground contact (32) for contacting the motor housing (5) is designed for the inside wall-side contact with the motor housing (5) as a U-shaped spring contact or as a conductive, flexible plastic from the back of the plate (25 b) on the front plate (25 a) Printed circuit board (25) is plated through.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere einen Verstellantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem elektrisch leitfähigen Motorgehäuse und mit einem Bürstenträger, der im Bereich einer Gehäuseöffnung in das Motorgehäuse unter gleichzeitiger Durchführung der Motorwelle einsetzbar oder eingesetzt ist, wobei der Bürstenträger eine Aufnahmetasche für eine mit Entstörelementen und mit Kontaktstellen eines Motoranschlusses bestückte Leiterplatte aufweist, die in der Aufnahmetasche mittels an den Kontaktstellen federnd anliegenden Kontaktzungen klemmfixiert ist, und wobei ein Massekontakt zur Kontaktierung mit dem Motorgehäuse vorgesehen ist.The invention relates to an electric motor, in particular an adjusting drive of a motor vehicle, with an electrically conductive motor housing and with a brush holder which is inserted or used in the region of a housing opening in the motor housing with simultaneous implementation of the motor shaft, wherein the brush holder a receiving pocket for a with suppression elements and comprising printed circuit boards equipped with contact points of a motor terminal, which is clamp-fixed in the receiving pocket by means of contact points resiliently abutting the reeds, and wherein a ground contact is provided for contacting with the motor housing.
Ein derartiger Elektromotor weist ein auch als Poltopf bezeichnetes, üblicherweise elektrisch leitfähiges Motorgehäuse auf, das einen Stator in Form von im Poltopf in zwei- oder mehrpoliger Anordnung gehaltenen Dauermagneten und einen auf einer Motorwelle sitzenden, im Poltopf drehbar gelagerten Rotor sowie einen von einem Bürstensystem beschliffenen Kommutator umschließt. Die Motorwelle ist einseitig über eine Gehäuseöffnung aus dem Motorgehäuse bzw. Poltopf herausgeführt.Such an electric motor has a so-called pole pot, usually electrically conductive motor housing having a stator in the form of Poltopf in two- or multi-pole arrangement held permanent magnet and a seated on a motor shaft, rotatably mounted in the pole pot rotor and ground by a brush system Commutator encloses. The motor shaft is led out on one side via a housing opening out of the motor housing or pole pot.
Ein solcher, auch als Gleichstrommotor bezeichneter Elektromotor, wird in Kraftfahrzeugen häufig zusammen mit einem Getriebe und einer Elektronik zur Ansteuerung des Elektromotors als elektromotorischer Verstellantrieb eingesetzt. Die aus dem Poltopf herausragende Motorwelle ist über einen Bürstenträger mit einem Trägergehäuse in ein Getriebegehäuse mit einem Schneckengetriebe geführt. An das Getriebegehäuse kann ein Elektronikmodul mit einer Leiterplatte schnittstellenartig ansetzbar sein. Hierbei erfolgt üblicherweise sowohl eine mechanische Verbindung des Elektronikmoduls mit dem Getriebegehäuse als auch eine elektrische Kontaktierung der Leiterplatte mit Motorkontakten, die ihrerseits mit Kohlebürsten des herkömmlicherweise als Kommutatormotor ausgebildeten Elektromotors verbunden sind.Such, also referred to as a DC motor electric motor is often used in motor vehicles together with a transmission and electronics for controlling the electric motor as an electric motor adjustment. The protruding from the pole pot motor shaft is guided via a brush holder with a carrier housing in a gear housing with a worm gear. To the gear housing, an electronic module with a circuit board can be attached interface-like. In this case, usually both a mechanical connection of the electronic module with the gear housing and an electrical contacting of the circuit board with motor contacts, which are in turn connected to carbon brushes of the electric motor conventionally designed as a commutator motor.
Der mechanische Kommutator des Elektromotors weist rotorseitige Kommutatorlamellen auf, die mit den Ankerwicklungen des Rotors verbunden sind und mit Bürsten eines Bürstensystems einen Schleifkontakt herstellen. Der Kommutator bzw. dessen Lamellen sind mit der Motorwelle drehfest verbunden, so dass infolge einer Rotation der Motorwelle die Ankerwicklungen phasenrichtig über das beschliffene Bürstensystem mit der Spannungsquelle verbunden werden. Infolge der elektromechanischen Kommutierung entstehen vom Elektromotor erzeugte und in die Umgebung abgestrahlte elektromagnetische Wellen im hochfrequenten Bereich. Dies führt zu Störungen (Funkstörungen) technischer Geräte in der Umgebung des Elektromotors, was der Forderung nach der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) widerspricht, solche elektromagnetischen Störungen zu unterbinden.The mechanical commutator of the electric motor has rotor-side commutator blades, which are connected to the armature windings of the rotor and produce a sliding contact with brushes of a brush system. The commutator or its fins are rotatably connected to the motor shaft, so that due to rotation of the motor shaft, the armature windings are connected in the correct phase on the ground brush system with the voltage source. As a result of electromechanical commutation produced by the electric motor and radiated into the environment electromagnetic waves in the high-frequency range. This leads to disturbances (radio interference) of technical devices in the vicinity of the electric motor, which contradicts the requirement for electromagnetic compatibility (EMC) to prevent such electromagnetic interference.
Um die EMV eines solchen Elektromotors herzustellen, ist es beispielsweise aus der
Eine raumsparende Unterbringung einer derartigen Entstörelektronik ist auch aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor anzugeben, bei dem bei gleichzeitig zuverlässiger Kontaktierung der mit Entstörbauteilen bestückten Leiterplatte ein möglichst raumsparender Aufbau ermöglicht ist.The invention has for its object to provide an electric motor in which at the same time reliable contacting of the circuit board equipped with suppression components a possible space-saving design is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1 und des Anspruchs 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features of claim 1 and
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist der Massekontakt als U-förmiger Federkontakt zwei über einen Federschenkel oder Kontaktsteg verbundenen Klemmschenkeln. Ein erster Klemmschenkel ist dazu vorgesehen und eingerichtet, die mit Entstörelementen oder -bauteilen, vorzugsweise in SMD-Technik, bestückte Leiterplatte auf der den Kontaktzungen zugewandten Plattenvorderseite zu übergreifen und dort Klemmkontakt mit einer Massekontaktstelle bilden. Ein zweiter Klemmschenkel ist dazu vorgesehen und eingerichtet, die Leiterplatte auf der der Plattenvorderseite abgewandten Plattenrückseite zu übergreifen und eine innenwandseitigen Kontaktierung mit dem Motorgehäuse herzustellen.According to a first variant of the invention, the ground contact as a U-shaped spring contact two connected via a spring leg or contact web clamping legs. A first clamping leg is provided and arranged to overlap with the interference suppression elements or components, preferably in SMD technology, equipped printed circuit board on the contact tongues facing the front plate and form there clamping contact with a ground contact point. A second clamping leg is provided and arranged to overlap the printed circuit board on the plate rear side facing away from the plate rear side and to produce an inner wall-side contact with the motor housing.
In vorteilhafter Ausgestaltung dieser Variante ist der U-förmige Massekontakt als Stanz-Biegeteil ausgeführt. Ein aus dem plattenrückseitigen zweiten Klemmschenkel ist geeigneterweise eine Federzunge ausgestanzt und aufgebogenen. Diese erstreckt sich unter Anbindung im Bereich des die beiden Klemmschenkel verbindenden Federschenkels – bezogen auf die Motorwelle – axial.In an advantageous embodiment of this variant, the U-shaped ground contact is designed as a stamped and bent part. One of the plate back side second clamping leg is suitably punched out and bent a spring tongue. This extends under connection in the region of the spring leg connecting the two clamping legs - with respect to the motor shaft - axially.
Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist der Massekontakt als ein leitfähiger, flexibler Kunststoff ausgeführt, der von der Plattenrückseite auf die Plattenvorderseite der Leiterplatte durchkontaktiert ist. Der Massekontakt ist im Querschnitt vorzugsweise T-förmig und bildet einen Kontaktkopf mit einer dem horizontalen Querstrich der T-Form entsprechenden, an der Leiterplatte plattenrückseitig anliegenden Basisfläche aus. Dem vertikalen Querstrich der T-Form entspricht ein plattenrückseitig erhabener, flexibler Anlagesteg zur Kontaktierung an der Innenwand des Motorgehäuses bzw. Poltopfes. An den Kontaktkopf ist mindestens ein aus der Basisplatte vorzugsweise senkrecht austretender, nachfolgend als Kontaktierungsschaft bezeichneter Durchkontaktierungsschaft angeformt, der die Leiterplatte zur Plattenvorderseite hin durchsetzt. Vorzugsweise sind zwei beabstandete Kontaktierungsschäfte vorgesehen, die geeigneterweise plattenvorderseitig gegen eine Massekontaktstelle pilzartig verstemmt sind. According to a second variant of the invention, the ground contact is designed as a conductive, flexible plastic, which is plated through from the back of the plate on the front plate side of the circuit board. The ground contact is preferably T-shaped in cross-section and forms a contact head with a horizontal cross-section of the T-shape corresponding, on the circuit board plate back-fitting base surface. The vertical cross-section of the T-shape corresponds to a plate-back raised, flexible contact web for contacting on the inner wall of the motor housing or pole pot. At least one from the base plate preferably perpendicular emerging, hereinafter referred to as Kontaktierungsschaft through-contact shaft is formed on the contact head, which passes through the circuit board to the front plate side. Preferably, two spaced Kontaktierungsschäfte are provided, which are suitably caulked plate front side against a ground pad mushroom-like.
In besonders vorteilhafter Ausführungsform verläuft die Einsteckrichtung der Leiterplatte in die Aufnahmetasche des Bürstenträgers – bezogen auf die Motorwelle – axial. Auch verlaufen die Kontaktzungen bezogen auf die Motorwelle axial. Durch diese Orientierung ist ein besonders raumsparender Aufbau des Bürstenträgers und damit des Elektromotors ermöglicht. Die Kontaktzungen sind hierbei zweckmäßigerweise als Stanz-Biegeteil ausgeführt. Dieses besteht zusätzlich zu den Kontaktzungen aus zu diesen durch entsprechende Abwinklung oder Abbiegung quer und somit im Einbau- oder Montagezustand radial verlaufenden Kontaktstegen und sich daran anschließenden Steckanschlüssen, die wiederrum durch Abkröpfung oder Abbiegung parallel zu den Kontaktzungen und daher im Einbau- bzw. Montagezustand ebenfalls axial verlaufen.In a particularly advantageous embodiment, the insertion of the circuit board in the receiving pocket of the brush holder - relative to the motor shaft - axially. Also, the tongues extend axially with respect to the motor shaft. This orientation allows a particularly space-saving construction of the brush holder and thus of the electric motor. The contact tongues are expediently designed as a stamped and bent part. This is in addition to the contact tongues to these by appropriate bending or bending transversely and thus in the installation or mounting state radially extending contact webs and adjoining plug-in connections, in turn by bending or bending parallel to the contact tongues and therefore in the installation or mounting state also run axially.
Das Stanz-Biegeteil ist geeigneterweise mit einem Trennsteg ausgeführt, so dass in einem Vormontage- und/oder Herstellungsschritt die beiden Kontaktzungen inkl. der Kontaktstege und Steckanschlüsse zunächst ein Bauteil bilden. In einem geeigneten Montage- oder Vormontagezustand wird dann dieser Trennsteg aufgetrennt, vorzugsweise wenn die Kontaktzungen inkl. deren Kontaktstege und Steckanschlüsse im Bürstenträger bereits montiert oder darin eingelegt sind. Der Trennsteg befindet sich zweckmäßigerweise im Bereich bzw. entlang der Kontaktstege.The stamped and bent part is suitably designed with a separating web, so that in a pre-assembly and / or production step, the two contact tongues including the contact webs and plug-in connections first form a component. In a suitable assembly or pre-assembly state of this divider is then separated, preferably when the contact tongues incl. Their contact webs and plug connections are already mounted or inserted in the brush holder. The separating web is expediently in the region or along the contact webs.
Die Steckanschlüsse sind in ein Anschluss- oder Steckanschlussgehäuse des oder zur Bildung des Motoranschlusses geführt. Das Anschlussgehäuse ist geeigneterweise topfartig und vorzugsweise an den Bürstenträger angeformt und bildet somit mit diesem ein integrales Gehäusebauteil.The plug-in connections are routed into a connection or plug connection housing of the or to the formation of the motor connection. The terminal housing is suitably pot-shaped and preferably formed on the brush holder and thus forms with this an integral housing component.
Die Kontaktzungen weisen jeweils einen durch zweifache Abkröpfung gebildeten Anlageabschnitt auf, der eine besonders zuverlässige, federelastische Kontaktierung mit den Kontaktstellen der Leiterplatte sowie deren Klemmung in der Aufnahmetasche bzw. im Bürstenträger sicherstellt.The contact tongues each have a contact section formed by double bending, which ensures a particularly reliable, resilient contact with the contact points of the circuit board and their clamping in the receiving pocket or in the brush holder.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Bürstenträgers sieht ein manschettenartiges Gehäuse bzw. eine manschettenartige Gehäusewandung vor, deren Außenkontur an die Innenkontur des Motorgehäuses bzw. Poltopfes angepasst ist. Mit dieser Gehäusemanschette ragt der Bürstenträger in das Motorgehäuse von deren zur Durchführung der Motorwelle vorgesehenen Gehäuseöffnung hinein. In die Gehäusemanschette sind umlaufend eine Anzahl von Zentrierschlitzen vorgesehen, die sich vorzugsweise – bezogen auf die Motorwelle – axial erstrecken.A particularly advantageous embodiment of the brush holder provides a sleeve-like housing or a sleeve-like housing wall whose outer contour is adapted to the inner contour of the motor housing or pole pot. With this housing collar of the brush holder protrudes into the motor housing of their provided for carrying the motor shaft housing opening. In the housing sleeve, a number of centering slots are provided circumferentially, which preferably - with respect to the motor shaft - extend axially.
Ein an die Gehäusemanschette angeformter Anlagekragen überragt die Gehäusemanschette radial, vorzugsweise vollumfänglich. Mit diesem Anlagekragen liegt der Bürstenträger im Einbauzustand am Öffnungsrand des Motorgehäuses auf. Zumindest der Anlagekragen, vorzugsweise jedoch auch eine Basisplatte des Bürstenträgers ist unter Freilassung einer Durchführungsöffnung für die Motorwelle mit einem flexiblen Dichtungsmaterial umspritzt. Dieses Dichtungsmaterial erstreckt sich geeigneterweise in die Zentrierschlitze zumindest teilweise hinein. Dadurch gebildete Zentrierstege aus dem Dichtungsmaterial überragen die Gehäusemanschette außenseitig vorzugsweise zumindest geringfügig radial.An integrally formed on the housing collar plant collar projects beyond the housing sleeve radially, preferably fully. With this plant collar of the brush holder is in the installed state at the opening edge of the motor housing. At least the bearing collar, but preferably also a base plate of the brush holder is encapsulated with the release of a passage opening for the motor shaft with a flexible sealing material. This sealing material suitably extends at least partially into the centering slots. As a result, formed centering webs of the sealing material extend beyond the housing sleeve preferably at least slightly radially on the outside.
Anstelle einer Umspritzung kann der Bürstenträger auch aus einem Zwei-Komponenten-Werkstoff, insbesondere Zwei-Komponenten-Kunststoff, mit einer vergleichsweise harten Komponente für die Gehäusemanschette und einer vergleichsweise weichen Komponente für den Anlagekragen und die Zentrierstege bestehen.Instead of an encapsulation, the brush holder can also consist of a two-component material, in particular two-component plastic, with a comparatively hard component for the housing sleeve and a comparatively soft component for the bearing collar and the centering webs.
Auf diese Weise ist eine elastische, flexible Anbindung des Bürstenträgers bzw. der Gehäusemanschette an die Gehäuseinnenwand des Motorgehäuses über die aus dem Dichtungsmaterial bestehenden Zentrierstege in Form von linienförmigen Anlagestellen hergestellt. Die Zentrierstege sind vorzugsweise an mehreren Stellen am Umfang der Gehäusemanschette verteilt angeordnet. Mit dieser elastischen Anbindung des Bürstenträgers an das Motorgehäuse bzw. dessen Innenwandung werden infolge der Drehbewegung des Rotors entstehende Schwingungen (Resonanzen), die über das Bürstensystem zum Motorgehäuse hin übertragen werden können, unterbunden oder zumindest gedämpft. Dadurch wird unerwünschter Körperschall vermieden, indem aufgrund der aus dem flexiblen Dichtungsmaterial bestehenden Zentrierstege eine Entkopplung zwischen dem Motorgehäuse und dem Bürstenträger hergestellt ist. Die flexiblen Zentrierstege dienen zudem zur Zentrierung des Bürstenträgers im Motorgehäuse.In this way, an elastic, flexible connection of the brush holder or the housing sleeve is made to the housing inner wall of the motor housing on the centering webs consisting of the sealing material in the form of linear contact points. The centering webs are preferably arranged distributed at several points on the circumference of the housing sleeve. With this elastic connection of the brush holder to the motor housing or its inner wall resulting vibrations due to the rotational movement of the rotor (resonances), which can be transmitted via the brush system to the motor housing out, suppressed or at least damped. As a result, unwanted structure-borne noise is avoided by a decoupling due to the centering webs consisting of the flexible sealing material is made between the motor housing and the brush holder. The flexible centering webs also serve to center the brush holder in the motor housing.
Die Ausführungsform des zumindest teilweise mit einem flexiblen Dichtungsmaterial umspritzten oder dieses beispielsweise nach Art eines Zwei-Komponenten-Werkstoffs enthaltenden Bürstenträgers sowie der dadurch gebildeten flexiblen Zentrierstegen zur Schwingungsentkopplung und/oder zur Übernahme einer Zentrierfunktion wird als eigenständige Erfindung angesehen.The embodiment of the at least partially encapsulated with a flexible sealing material or this example, in the manner of a two-component material containing brush holder and the thus formed flexible Zentrierstegen for vibration decoupling and / or to take over a centering function is considered as an independent invention.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Ein an die Gehäusemanschette
Im Montagezustand gemäß
Die
Die Leiterplatte
Die Leiterplatte
Auf der der Einsteckschmalseite
Der U-förmige Massefederkontakt ist ein Stanz-Biegeteil mit am plattenrückseitigen zweiten, vergleichsweise langen Klemmschenkel
Die Kontaktzungen
Hierzu sind die Kontaktzungen
Die Kontaktzungen
In den
Die
Im Gegensatz zur Ausführungsform nach den
Wie aus den
Im Montagezustand liegt der Kontaktkopf
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Des Weiteren sind alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist ferner die Ausgestaltung des Bürstenträgers
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verstellantriebadjustment
- 22
- Elektromotorelectric motor
- 33
- Elektronikmodulelectronic module
- 44
- Getriebe/-modulTransmission / module
- 55
- Motorgehäuse/PoltopfMotor Housing / pole pot
- 66
- Bürstenträgerbrush carrier
- 77
- Getriebegehäusegearbox
- 88th
- Flanschverbindungflange
- 99
- Schraubescrew
- 1010
- Anschlussgehäuseconnection housing
- 1111
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 1212
- Aufnahmetaschereceiving pocket
- 13a, b13a, b
- Schmalseitenarrow side
- 1414
- Gehäusemanschettehousing collar
- 15a, b15a, b
- SeitenwandSide wall
- 16, 1716, 17
- AufnahmekonturUp Silhouette
- 1818
- SpuleKitchen sink
- 1919
- Kondensator/VaristorCondenser / Varistor
- 2020
- ÜbergangsstegInterface web
- 2121
- Anlagekragensupporting flange
- 2222
- Dichtungsmaterialsealing material
- 2323
- Zentrierschlitzcentering
- 2424
- Zentrierstegcentering
- 2525
- Leiterplattecircuit board
- 25a25a
- PlattenvorderseitePlate front
- 25b25b
- PlattenrückseitePlate back
- 2626
- Entstörbauteilinterference suppression component
- 2727
- Kontakt-/LeiterbahnContact / conductor track
- 2828
- Stützkontursupport contour
- 28a28a
- Gehäusesteghousing web
- 2929
- Kontaktzungecontact tongue
- 29a29a
- Kontaktstegcontact web
- 29b29b
- Steckanschlussplug-in connection
- 29c29c
- Anlageabschnittcontact section
- 29d29d
- Trennstegdivider
- 3030
- Kontaktstellecontact point
- 31a31a
- EinsteckschmalseiteEinsteckschmalseite
- 31b31b
- PlattenschmalseitePlate narrow side
- 3232
- Massekontaktmass contact
- 32a32a
- erster Klemmschenkelfirst clamping leg
- 32b32b
- zweiter Klemmschenkelsecond clamping leg
- 32c32c
- Federschenkelspring leg
- 32d32d
- Federzungespring tongue
- 3333
- MassekontaktstelleMass contact point
- 3434
- Bürstebrush
- 3535
- Massekontaktmass contact
- 35a35a
- Kontaktkopfcontact head
- 35b35b
- Basisflächefootprint
- 35c35c
- KontaktierungsschaftKontaktierungsschaft
- 35d35d
- T-QuerschenkelT-cross arm
- 35e35e
- T-LängsschenkelT-longitudinal leg
- 3636
- MassekontaktstelleMass contact point
- AA
- Axialrichtungaxially
- RR
- Radialrichtungradial direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 10318734 A1 [0006] DE 10318734 A1 [0006]
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PCT/EP2013/000966 WO2013143711A2 (en) | 2012-03-29 | 2013-03-27 | Electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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