DE102014100928A1 - HVAC-Gebläse - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem (10) (HVAC-System) für ein Kraftfahrzeug (12), wobei das HVAC-System (10) eine Länge (16) größer als eine Breite (20) aufweist und mit der Länge (16) parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs (12) zwischen den Vordersitzen (22) angeordnet ist. Das HVAC-System (10) umfasst eine Gebläseanordnung (24), welche unterhalb eines Armaturenbretts (30) des Kraftfahrzeugs (12) oder innerhalb eines Motorraums (35) angeordnet ist.
Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem (HVAC) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein modulares HVAC-System mit minimalen Bauraumbedarf.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Bei der Konstruktion eines Kraftfahrzeuges werden die Form sowie die Abmessungen der Fahrzeugkarosserie definiert. Dadurch wird die maximale Größe des Bauraums, welcher für die einzubauenden Fahrzeugsysteme und Bauteile verfügbar ist, bestimmt. Das Ergebnis dieses Prozesses wird häufig als die Festlegung des Baumbedarfs bezeichnet. Der Bauraumbedarf der HVAC-Systeme, insbesondere Klimaanlagen, macht aufwendige Entwicklungsarbeiten erforderlich, da Ausstattungen dieser Art einen erheblichen Bauraum notwendig machen, welcher bis in den Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs vordringt. HVAC-Systeme umfassen typischerweise eine Vielzahl von Wärmeübertragern, einen Gebläsemotor und weitere elektrische und mechanische Bauteile, welche bei der Festlegung des Bauraumbedarfs zu berücksichtigen sind.
- Derartige Entwicklungsarbeiten konzentrieren sich auf die Minimierung der Größe des HVAC-Systems und die Positionierung des HVAC-Systems in dem Fahrzeug, so dass eine Behinderung der Fahrzeuginsassen reduziert wird. Demzufolge wird das HVAC-System häufig in dem Armaturenbrett positioniert, um den Fußraum zu maximieren, welcher dem Fahrer und dem Beifahrer zur Verfügung steht. Durch die Positionierung des HVAC-Systems in dem Armaturenbrett wird jedoch der Raum maximiert, den das Armaturenbrett an einer Vorderseite des Fahrzeugs einnimmt, wodurch der Einbauraum in Längsrichtung des Fahrzeugs vergrößert wird.
- Somit besteht ein Bedarf für ein HVAC-System, welches in dem Armaturenbrett keinen Platz beansprucht und gleichzeitig in dem Innenraum eines Fahrzeugs weniger Raum einnimmt.
- VORTEILE DER ERFINDUNG
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise ein HVAC-System entwickelt, welches in dem Armaturenbrett keinen Platz beansprucht und gleichzeitig in dem Innenraum eines Fahrzeugs einen minimierten Platzbedarf erforderlich macht.
- In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein HVAC-System für ein Kraftfahrzeug ein Gehäuse mit einer Länge größer als eine Breite, wobei das Gehäuse mit der Länge im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, und eine Gebläseanordnung, welche in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Gebläseanordnung benachbart zu einem Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist.
- In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein HVAC-System für ein Kraftfahrzeug ein Gehäuse mit einer Länge größer als eine Breite, wobei das Gehäuse mit der Länge im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs und zumindest teilweise zwischen Vordersitzen des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, und die Gebläseanordnung benachbart zu einem Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist.
- In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein HVAC-System für ein Kraftfahrzeug ein Gehäuse mit einer Länge größer als eine Breite, wobei das Gehäuse mit der Länge im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs und zumindest teilweise zwischen Vordersitzen des Kraftfahrzeugs angeordnet ist; und eine Gebläseanordnung, welche mit einer Außenseite des Kraftfahrzeugs in Fluidverbindung steht und in dem Gehäuse angeordnet ist; wobei die Gebläseanordnung benachbart zu einem Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die vorstehenden sowie weiteren Vorteile der vorliegenden Erfindung sollen anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform im Lichte der beigefügten Zeichnungen vom Fachmann ohne Weiteres erkannt werden, wobei:
-
1 schematische Teilansicht von oben vom Inneren eines Teils eines Kraftfahrzeugs mit einem eingebauten HVAC-System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; -
2 eine Querschnittsdarstellung des HVAC-Systems und eines Teils des Inneren gemäß1 zeigt; -
3 eine Querschnittsdarstellung eines HVAC-Systems und eines Teils vom Innenraum eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und -
4 eine Querschnittsdarstellung eines HVAC-Systems und eines Teils vom Innenraum eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
- Die folgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben und zeigen verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung umsetzen und anwenden zu können, und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
- Die
1 und2 zeigen ein HVAC-System10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das HVAC-System10 ist an einer Innenseite eines Kraftfahrzeugs12 , beispielsweise einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor oder einem batteriebetriebenem Kraftfahrzeug, angeordnet. Das HVAC-System10 kann allerdings auch in jedem beliebigen anderen Fahrzeug angeordnet sein, welches ein HVAC-System erfordert. - Das HVAC-System
10 umfasst ein Gehäuse14 , eine Gebläseanordnung24 , einen ersten Wärmeübertrager26 und einen zweiten Wärmeübertrager28 . Die Abmessungen und die Form des Gehäuses spiegeln die allgemeinen Abmessungen und Formen der Bauteile des darin angeordneten HVAC-Systems10 wieder. Wie in den1 bis3 dargestellt, sind die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Bauteile des HVAC-Systems im Wesentlichen in der gleichen Ebene auf im Wesentlichen gleicher Höhe ausgerichtet. Die Bauteile können allerdings auch in Bezug auf die Gebläseanordnung24 ausgerichtet sein, welche auf einer Höhe oberhalb der Höhe entweder des einen Wärmeübertragers oder der beiden Wärmeübertrager26 ,28 angeordnet ist, oder die Wärmeübertrager26 ,28 können auf einer Höhe bzw. auf Höhen oberhalb der Höhe der Gebläseanordnung24 angeordnet sein. In ähnlicher Weise können jeweils die Gebläseanordnung24 , der erste Wärmeübertrager26 und der zweite Wärmeübertrager28 jeweils auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sein, wodurch sich ein HVAC-System10 und ein Gehäuse14 mit einer treppenstufenförmigen Querschnittsform ergeben, wie in4 gezeigt. - Wie in den
1 bis3 dargestellt, ist eine Länge16 des HVAC-Systems10 größer als eine Höhe18 des HVAC-Systems. Eine Breite20 des HVAC-Systems10 beträgt weniger als die Länge16 , kann allerdings gegebenenfalls größer oder kleiner sein als die Höhe18 des HVAC-Systems. Mit zunehmender Breite20 des HVAC-Systems10 verringert sich die Höhe18 , um den Einfluss auf den Bauraumbedarf an dem Innenraum des Fahrzeugs12 zu minimieren. Es ist wünschenswert, die Breite20 des HVAC-Systems zu minimieren, um den Fahrgastsitzraum zu maximieren. Wie in1 am deutlichsten dargestellt, ist das HVAC-System10 zwischen Vordersitzen22 des Fahrzeugs12 angeordnet, und die Länge16 des HVAC-Systems10 ist im Wesentlichen parallel zu einer Längsmittelachse des Fahrzeugs12 angeordnet. Ein Teil des HVAC-Systems10 kann zwischen den Vordersitzen22 angeordnet sein, so dass gegebenenfalls nur der Teil dazwischen angeordnet sein kann, welcher einen oder beide Wärmtauscher26 ,28 oder das gesamte HVAC-System10 enthält. - Die Gebläseanordnung
24 umfasst einen Lüfter, einen Motor und weitere elektrische Bauteile zum Ansaugen von Luft in das HVAC-System10 durch die Wärmeübertrager26 ,28 und in den Innenraum des Fahrzeugs12 . Die Gebläseanordnung24 steht mit einer Frischlufthaube32 über einen Kanal34 in Fluidverbindung. Der Kanal34 kann gegebenenfalls teilweise oder ganz in dem Armaturenbrett30 , unterhalb des Armaturenbretts30 oder in einem Motorraum35 des Fahrzeugs12 angeordnet sein. In der in den1 ,2 und4 gezeigten Ausführungsform ist die Gebläseanordnung24 im Innenraum des Fahrzeugs12 und unterhalb des Armaturenbretts30 angeordnet. In der Ausführungsform gemäß3 ist die Gebläseanordnung24 in dem Motorraum35 des Fahrzeugs mit einer Schutzwand36 zwischen der Gebläseanordnung24 und dem Innenraum des Fahrzeugs12 angeordnet. Die Ausführungsform gemäß3 kann in jedem beliebigen Kraftfahrzeug, bestenfalls in einem batteriebetriebenen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug ohne Verbrennungsmotor oder mit einem kleinstdimensionierten Motor, eingesetzt werden. - Der erste Wärmeübertrager
26 ist in Stromabwärtsrichtung ausgehend von der Gebläseanordnung24 und in Stromaufwärtsrichtung ausgehend von dem zweiten Wärmeübertrager28 angeordnet. Wie in den1 bis4 dargestellt, ist der erste Wärmeübertrager26 ein Verdampfer, welcher ausgelegt ist, Luft zu kühlen, welche durch das HVAC-System10 strömt. Das HVAC-System10 kann einen Kanal (nicht dargestellt) umfassen, um zwischen dem HVAC-System10 , dem ersten Wärmeübertrager26 und dem zweiten Wärmeübertrager28 oder einer Kombination davon, und zwischen einer Außenseite des Fahrzeugs12 eine Fluidverbindung herzustellen, um von dort aus die Kondensatströmung zu ermöglichen. Typischerweise steht der Kanal mit einem Abflusskanal in Verbindung, welcher einen porösen Filter aufweist, welcher in einer Bodenplatte des Fahrzeugs12 angeordnet ist, um einen effizienten Abfluss des Kondensats zu ermöglichen. Durch die Bereitstellung eines Kanals, um eine Kondensatströmung zu einer Außenseite des Fahrzeugs zu ermöglichen, wird der Kontakt zwischen dem Kondensat und den elektrischen Bauteilen des HVAC-Systems10 und dem Fahrzeug12 minimiert. Es soll erkannt werden, dass der erste Wärmeübertrager26 gegebenenfalls in Stromabwärtsrichtung ausgehend von dem zweiten Wärmeübertrager28 angeordnet sein kann. - Der zweite Wärmeübertrager
28 ist in Stromabwärtsrichtung ausgehend von dem ersten Wärmeübertrager26 angeordnet. Wie in den1 bis4 dargestellt, ist der zweite Wärmeübertrager28 ein Heizkörper zum Erwärmen der Luft, welche durch das HVAC-System10 strömt. Der zweite Wärmeübertrager28 kann jede beliebige Einrichtung sein, welche in der Lage ist, Luft wie gewünscht zu erwärmen. Der zweite Wärmeübertrager28 kann mit einem Zusatzheizer44 , beispielsweise einem PTC-Heizer, wie in den1 bis4 gezeigt, verbunden sein, oder der zweite Wärmeübertrager28 kann in dem HVAC-System10 das einzige Heizgerät sein. Es soll erkannt werden, dass der Zusatzheizer44 jede beliebige Einrichtung sein kann, welche in der Lage ist, Luft wie gewünscht zu erwärmen. - Beim Einsatz wird Frischluft von einer Außenseite des Fahrzeugs
12 durch die Frischlufthaube32 und durch den Kanal34 über die Gebläseanordnung24 in das HVAC-System10 gesaugt. Die Frischluft kann durch Umluft, welche von der Innenseite des Fahrzeugs12 durch eine Umluft-Öffnung38 durch das HVAC-System10 angesaugt wird, unterstützt oder ersetzt werden. Die Umluft-Öffnung38 ist benachbart zu dem Armaturenbrett30 angeordnet oder kann gegebenenfalls unter dem Armaturenbrett30 , vor dem Armaturenbrett oder als Teil des Armaturenbretts30 angeordnet sein. Die Luft wird durch die Gebläseanordnung24 zum Strömen durch die Wärmeübertrager26 ,28 gebracht. In einem Kühlmodus wird die Luft zum Strömen durch den ersten Wärmeübertrager26 und anschließend zum Strömen durch ein Fahrzeug-Distributionssystem (nicht dargestellt) gebracht, um eine Innenseite des Fahrzeugs12 zu kühlen. In einem Heizmodus wird die Luft zum Strömen durch den zweiten Wärmeübertrager28 und zum Strömen durch ein Fahrzeug-Distributionssystem gebracht, um eine Innenseite des Fahrzeugs12 zu erwärmen. Die durch den zweiten Wärmeübertrager28 strömende Luft kann auch durch den Zusatzheizer44 erwärmt werden. Das Fahrzeug-Distributionssystem umfasst Kanäle oder Leitungen (nicht dargestellt) und Entlüftungsöffnungen (nicht dargestellt). Das HVAC-System10 kann als einzelnes HVAC-System für das Fahrzeug12 verwendet werden, oder das HVAC-System10 kann ein Standard HVAC-System, wie es im Stand der Technik bekannt ist, ergänzen. Das HVAC-System10 kann mit Fahrzeug-Distributionssystemen, umfassend Leitungen und Entlüftungsöffnungen zur Bereitstellung erwärmter oder gekühlter Luft an den vorderen Fahrgastraum, den hinteren Fahrgastraum oder sowohl an den vorderen und den hinteren Fahrgastraum des Fahrzeugs hin zu und durch die Vordersitze22 und/oder die Rücksitze40 und/oder hin zu und durch ein Lenkrad42 des Fahrzeugs, in Fluidverbindung stehen. - Da die Gebläseanordnung
24 entweder unterhalb des Armaturenbretts30 (1 ,2 und4 ) oder hinter der Schutzwand36 und in dem Motorraum (3 ) angeordnet ist, können Geräusche, Schwingungen und Rauheit (NVH = Noise Vibration Harshness), die aus dem HVAC-System10 und insbesondere aus der Gebläseanordnung24 resultieren, minimiert werden, so dass die Fahrzeuginsassen während dem Betrieb in dem Fahrzeug12 nicht gestört werden. Ein weiterer Vorteil der Positionierung der Gebläseanordnung24 besteht darin, dass der durch die Bauteile des HVAC-Systems10 in dem Armaturenbrett30 beanspruchte Raum minimiert wird, wodurch der Bauraum in dem Armaturenbrett30 für weitere Bauteile freigegeben wird, oder ein kleinstdimensioniertes Armaturenbrett30 für eine offenere Front im Innenraum des Fahrzeugs12 ermöglicht wird. Dadurch, dass die Länge16 des HVAC-Systems10 größer ist als eine Breite20 des HVAC-Systems und das HVAC-System10 parallel zu einer Längsmittelachse des Fahrzeugs12 angeordnet ist, beansprucht das HVAC-System10 in dem Fahrzeug solchen Raum, welcher typischerweise ungenutzt bleibt, beispielsweise unterhalb des Armaturenbretts30 , oder Raum, welcher als Leerraum oder Stauraum, beispielsweise eine Mittelkonsole, ungenutzt bleibt. Weiterhin, in der Ausführungsform des HVAC-Systems10 gemäß1 ,2 und4 , ist die Gebläseanordnung24 unterhalb des Armaturenbretts30 in dem Gehäuse14 angeordnet, und ist somit für Wartungszwecke und zum Austausch dazugehöriger Luftfiltereinrichtungen (nicht dargestellt) leichter zugänglich. - Aus der vorangehenden Beschreibung soll der Fachmann ohne Weiteres in die Lage versetzt sein, essentielle Merkmale der vorliegenden Erfindung zu erkennen und Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vorzunehmen, um die Erfindung an verschiedene Anwendungsgebiete und Bedingungen anzupassen, ohne dabei vom Geiste und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
- Bezugszeichenliste
-
- 10
- HVAC-System
- 12
- Kraftfahrzeug
- 14
- Gehäuse
- 16
- Länge
- 18
- Höhe
- 20
- Breite
- 22
- Vordersitz
- 24
- Gebläseanordnung
- 26, 28
- Wärmeübertrager
- 30
- Armaturenbrett
- 32
- Frischlufthaube
- 34
- Kanal
- 35
- Motorraum
- 36
- Schutzwand
- 38
- Umluft-Öffnung
- 40
- Rücksitz
- 42
- Lenkrad
- 44
- Zusatzheizer
Claims (20)
- HVAC-System (
19 ) für ein Kraftfahrzeug (12 ), umfassend: ein Gehäuse (14 ) mit einer Länge (16 ) größer als eine Breite (20 ), wobei die Länge (14 ) des Gehäuses (14 ) im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs (12 ) angeordnet ist; und eine Gebläseanordnung (24 ), welche in dem Gehäuse (14 ) angeordnet ist, und die Gebläseanordnung (24 ) benachbart zu einem Armaturenbrett (30 ) des Kraftfahrzeugs (12 ) angeordnet ist. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (14 ) zumindest teilweise zwischen Vordersitzen (22 ) des Kraftfahrzeugs (12 ) angeordnet ist. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Gebläseanordnung (24 ) unterhalb des Armaturenbretts (30 ) angeordnet ist. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Gebläseanordnung (24 ) in einem Motorraum (35 ) des Kraftfahrzeugs (12 ) angeordnet ist. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Gebläseanordnung (24 ) mit einer Außenseite des Kraftfahrzeugs (12 ) in Fluidverbindung steht. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Frischlufthaube (32 ), welche mit der Gebläseanordnung (24 ) in Fluidverbindung steht und zwischen der Außenseite und der Gebläseanordnung (24 ) eine Fluidverbindung bereitstellt, um einen Frischluftstrom durch das HVAC-System zu ermöglichen. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 6, ferner umfassend einen Kanal (34 ), welcher zwischen der Frischlufthaube (32 ) und der Gebläseanordnung (24 ) eine Fluidverbindung bereitstellt. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Umluft-Öffnung (38 ), welche in dem Gehäuse (14 ) ausgebildet ist und zwischen einer Innenseite des Kraftfahrzeugs (12 ) und der Gebläseanordnung (24 ) eine Fluidverbindung bereitstellt. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Gebläseanordnung (24 ) zumindest mit einem der Vordersitze des Kraftfahrzeugs (12 ), einem der Rücksitze (40 ) des Fahrzeugs (12 ) und einem Lenkrad (42 ) des Fahrzeugs (12 ) in Fluidverbindung steht. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (14 ) eine treppenstufenförmige Querschnittsform aufweist. - HVAC-System (
10 ) für ein Kraftfahrzeug (12 ), umfassend: ein Gehäuse (14 ) mit einer Länge (16 ) größer als eine Breite (20 ), wobei die Länge (16 ) des Gehäuses im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs (12 ) und zumindest teilweise zwischen den Vordersitzen (22 ) des Kraftfahrzeugs (12 ) angeordnet ist; und eine Gebläseanordnung (24 ), welche in dem Gehäuse (14 ) angeordnet ist, und die Gebläseanordnung (24 ) benachbart zu einem Armaturenbrett (30 ) des Fahrzeugs (12 ) angeordnet ist. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 11, wobei die Gebläseanordnung (24 ) unterhalb des Armaturenbretts (30 ) angeordnet ist. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 11, wobei die Gebläseanordnung (24 ) in einem Motorraum (35 ) des Kraftfahrzeugs (12 ) angeordnet ist. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 11, wobei die Gebläseanordnung (24 ) mit einer Außenseite des Kraftfahrzeugs (12 ) in Fluidverbindung steht. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 14, ferner umfassend eine Frischlufthaube (32 ), welche mit der Gebläseanordnung (24 ) in Fluidverbindung steht und zwischen der Außenseite und der Gebläseanordnung (24 ) eine Fluidverbindung bereitstellt, um einen Frischluftstrom durch das HVAC-System (10 ) zu ermöglichen. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 15, ferner umfassend einen Kanal (34 ), welcher zwischen der Frischlufthaube (32 ) und der Gebläseanordnung (24 ) eine Fluidverbindung bereitstellt. - HVAC-System (
19 ) nach Anspruch 11, ferner umfassend eine Umluft-Öffnung (38 ), welche in dem Gehäuse (14 ) ausgebildet ist und zwischen einer Innenseite des Kraftfahrzeugs (12 ) und der Gebläseanordnung (24 ) eine Fluidverbindung bereitstellt. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 11, wobei die Gebläseanordnung (24 ) zumindest mit einem der Vordersitze (22 ) des Kraftfahrzeugs (12 ), einem der Rücksitze (40 ) des Kraftfahrzeugs (12 ) und einem Lenkrad des Kraftfahrzeugs (12 ) in Fluidverbindung steht. - HVAC-System (
10 ) nach Anspruch 11, wobei das Gehäuse (14 ) eine treppenstufenförmige Querschnittsform aufweist. - HVAC-System (
10 ) für ein Kraftfahrzeug (12 ), umfassend: ein Gehäuse (14 ) mit einer Länge (16 ) größer als eine Breite (20 ), wobei die Länge (16 ) des Gehäuses (14 ) im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs (12 ) und zumindest teilweise zwischen den Vordersitzen (22 ) des Kraftfahrzeugs (12 ) angeordnet ist; und eine Gebläseanordnung (24 ), welche mit einer Außenseite des Kraftfahrzeugs (12 ) in Fluidverbindung steht und in dem Gehäuse (14 ) angeordnet ist, und die Gebläseanordnung (24 ) benachbart zu einem Armaturenbrett (30 ) des Kraftfahrzeugs (12 ) angeordnet ist.
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