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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zwischenphasenisolationsfolie bzw. ein Zwischenisolationsblatt für eine rotierende elektrische Maschine, eine rotierende elektrische Maschine und einen elektrischen Kompressor für ein Fahrzeug.
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Die Wellenwicklung, welche ein Typ der verteilten Wicklung ist, ist als ein Verfahren für das Wickeln einer Spule auf einen Statorkern einer rotierenden elektrischen Maschine bekannt. Beispielsweise sind in einer Dreiphasen-Wechselstrom rotierenden elektrischen Maschine Spulen von drei Phasen, das heißt eine U-Phasenspule, eine V-Phasenspule und eine W-Phasenspule in einer Mehrzahl von Spalten eingeführt, welche in einem Statorkern der rotierenden elektrischen Maschine durch Wellenwicklungen ausgeformt sind. Eine jede der Spulen hat Spulenenden, welche sich aus den einander gegenüberliegenden axialen Enden des Statorkerns heraus erstrecken (das heißt das Ende der Verbindungsdrahtseite und das Ende auf der dem Verbindungsdraht gegenüberliegenden Seite). Zur Isolation der Spulen voneinander wird eine Zwischenphasenisolationsfolie bzw. ein Zwischenphasenisolationsblatt zwischen den Spulenenden von zwei verschiedenen Phasen zwischengelegt.
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Eine typische Zwischenphasenisolationsfolie bzw. ein Zwischenphasenisolationsblatt hat ein Paar von ringförmigen Abschnitten, von denen sich einer aus der Leitungsdrahtseite des Statorkerns heraus erstreckt und der andere sich aus der der Leitungsdrahtseite entgegengesetzten Seite heraus erstreckt und eine Mehrzahl von Brückenabschnitten, welche die gepaarten ringförmigen Abschnitte miteinander verbinden, wodurch eine Zwischenphasenisolationsfolie mit einer zylindrischen Form ausgebildet wird. Das Zwischenphasenisolationsblatt wird auf dem Statorkern montiert durch Einführen der U-Phasenspule in eine jede der Spalten für die U-Phase und dann Einführen der Brückenabschnitte in eine jede der Spalten für die V-Phase. Die Zwischenphasenisolationsfolie, welche in einer zylindrischen Form ausgeformt ist, widersteht der Deformation und die Spulenenden der U-Phasenspule erstrecken sich aus dem Statorkern heraus. Daher kann aufgrund ihrer Elastizität die Form der Zwischenphasenisolationsfolie gestört werden und die Zwischenphasenisolationsfolie kann sich nach Innen erstrecken von den Spalten hin zu dem Zentrum des Statorkerns, und dabei die Montage der V-Phasenspule oder der W-Phasenspule an dem Statorkern behindern. Eine derartige Störung der Form der Zwischenphasenisolationsfolie kann häufiger auftreten mit einer Zunahme der Anzahl der Polaritäten der rotierenden elektrischen Maschine.
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Beispielsweise offenbart die
japanische nicht geprüfte Gebrauchsmusteranmeldungsveröffentlichung Nummer 62-168760 eine Zwischenphasenisolationsfolie für das Isolieren von Spulenenden von verschiedenen Phasen. Die Zwischenphasenisolationsfolie weist zwei streifenförmige Isolationsabschnitte auf, welche jeweils einen linearen Schlitz aufweisen. Die in der Zwischenphasenisolationsfolie ausgeformten Schlitze können vergrößert werden und die Teile der Zwischenphasenisolationsfolie zwischen den Schlitzen können derart bewegt werden, dass sie einander überlappen, wodurch Falten in der Folie gebildet werden. Dies ermöglicht es, die Zwischenphasenisolationsfolie in einen engen Kontakt mit der gekrümmten Oberfläche der Spulenenden zu bringen.
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Die Zwischenphasenisolationsfolie für das Isolieren von Spulenenden von verschiedenen Phasen, welche in der oben genannten Veröffentlichung offenbart ist, hat die Spalten in Positionen, welche den Positionen der Spulenenden der U-Phasenspule entsprechen, welche zuerst an dem Statorkern montiert wird. Obwohl die oben genannte Vergrößerung der Spalten oder das Überlappen in der Zwischenphasenisolationsfolie einen engen Kontakt zwischen der Zwischenphasenisolationsfolie und dem Spulenende der U-Phasenspule ermöglicht, kann ein Abstand oder ein nicht-isolierender Abschnitt erzeugt werden, was in einer verschlechterten Isolationsfunktion zwischen den Spulenenden der U-Phasenspule und dem Spulenenden der V-Phasenspule resultiert.
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Die Montage der V-Phasenspulen zu dem Statorkern verringert eine große Last in der Dehnungsrichtung oder Kompressionsrichtung auf das Zwischenphasenisolationsblatt bzw. -folie auf. Es ist zu befürchten, dass das Aufbringen einer derartigen Belastung die Stärke der streifenförmigen Isolationsabschnitte bei den Schlitzen reduziert und dass die isolierenden Abschnitte bei den Schlitzen reißen. Eine derartig beschädigte Isolationsfolie kann eine weitere Behinderung der Isolationsfunktion des Zwischenphasenisolationsblattes bzw. -folie bewirken.
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Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine Zwischenphasenisolationsfolie für eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, welche verhindert, dass die Form der Zwischenphasenisolationsfolie gestört wird, ohne die Isolationsfunktion und die Stärke der Zwischenphasenisolationsfolie zu mindern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zwischenphasenisolationsfolie für eine rotierende elektrische Maschine bereitgestellt, welche einen ringförmigen Statorkern, eine erste Phasenspule und eine zweite Phasenspule aufweist, welche sich in ihrer Phase von der ersten Phasenspule unterscheidet. Der Statorkern weist eine Mehrzahl von Spalten auf, in welchen die zwei Phasenspulen durch Wellenwicklung eingeführt werden. Sowohl die erste Phasenspule als auch die zweite Phasenspule hat eine Mehrzahl von ersten Spulenenden, welche sich von einem ersten axialen Ende des Statorkerns hinaus erstrecken und eine Mehrzahl von zweiten Spulenenden, welche sich von einem zweiten axialen Ende des Statorkerns hinaus erstrecken. Die Zwischenphasenisolationsfolie weist einen ersten ringförmigen Abschnitt für die Bereitstellung der Isolation zwischen den ersten Spulenenden der ersten Phasenspule und der zweiten Phasenspule, einen zweiten ringförmigen Abschnitt für die Bereitstellung der Isolation zwischen den zweiten Spulenenden der ersten Phasenspule und der zweiten Phasenspule, und eine Mehrzahl von Brückenabschnitten auf, welche den ersten ringförmigen Abschnitt mit dem zweiten ringförmigen Abschnitt verbinden. Die Brückenabschnitte sind dazu ausgelegt, an den Spalten montiert zu werden. Zumindest einer von dem ersten ringförmigen Abschnitt und dem zweiten ringförmigen Abschnitt hat eine Mehrzahl von Aussparungsabschnitten, welche sich von einer inneren peripheren Oberfläche zu einer äußeren peripheren Oberfläche des ringförmigen Abschnitts erstrecken. Die Aussparungsabschnitte sind mit gleichem Abstand in Umfangsrichtung angeordnet. Die Aussparungsabschnitte sind in Positionen angeordnet, welche den Brückenabschnitten entsprechen.
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Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenschau mit den zugehörigen Figuren, welche beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darlegen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, von welchen angenommen wird, dass sie neu sind, sind Gegenstand der angehängten Ansprüche. Die Erfindung zusammen mit ihren Zielsetzungen und Vorteilen kann am Besten mit Bezug auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen zusammen mit den zugehörigen Figuren verstanden werden. Hierbei ist
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1 eine Längsschnittansicht eines elektrischen Kompressors für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Frontansicht einer rotierenden elektrischen Maschine, welche in dem elektrischen Kompressor der 1 installiert ist;
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3 eine Perspektivansicht einer ersten Zwischenphasenisolationsfolie gemäß der ersten Ausführungsform;
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4 zeigt die erste Zwischenphasenisolationsfolie der 3 in einem flachen Zustand;
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5 ist eine Frontansicht, welche das Verhältnis zwischen einer U-Phasenspule und der ersten Zwischenphasenisolationsfolie zeigt;
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6 ist eine Teilansicht, welche einen Teil einer ersten Zwischenphasenisolationsfolie gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem flachen Zustand zeigt; und
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7 ist eine Teilansicht, welche einen Teil einer ersten Zwischenphasenisolationsfolie gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem flachen Zustand zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Erste Ausführungsform
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Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Ein elektrischer Kompressor 1 für ein Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform bildet einen Teil eines Kühlmittelkreislaufs in einer Fahrzeugklimaanlage. Die vorliegende Erfindung ist in einer rotierenden elektrischen Maschine, hier 3, ausgebildet, welche einen Scroll-Verdichtermechanismus 2 des elektrischen Kompressors 1 antreibt. Es wird darauf hingewiesen, dass in 1 die linke Seite der Frontseite des elektrischen Kompressors 1 entspricht und die rechte Seite der Rückseite des elektrischen Kompressors 1 entspricht.
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Mit Bezugnahme auf 1 weist der elektrische Kompressor 1 ein Abgabegehäuse 4 und ein Motorgehäuse 5 auf, welche miteinander mit einer Mehrzahl von Bolzen 6 verbunden sind. Der Scroll-Kompressionsmechanismus 2 ist in der Vorderseite des Motorgehäuses 5 untergebracht und die rotierende elektrische Maschine 3 ist im hinteren Bereich des Motorgehäuses 5 untergebracht. Der Scroll-Kompressionsmechanismus 2 weist ein fixes Scroll-Teil 7, welches an dem Motorgehäuse 5 fixiert ist und ein bewegliches Scroll-Teil 8 auf, welches dem fixen Scroll-Teil 7 zugewandt ist. Das fixe Scroll-Teil 7 und das bewegliche Scroll-Teil 8 wirken zusammen, um zwischen sich eine Kompressionskammer 9 auszubilden.
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Eine Einlassöffnung 10 ist durchgängig durch das Motorgehäuse 5 in einem oberen Teil davon ausgebildet und ermöglicht eine Fluidkommunikation zwischen dem Inneren des Motorgehäuses 5 und einem externen Kühlmittelkreislauf (nicht gezeigt). Wenn sich der Scroll-Kompressionsmechanismus in Betrieb befindet, wird Kühlgas von geringem Druck in das Motorgehäuse 5 durch die Einlassöffnung 10 gezogen. In dem Abgabegehäuse 5 ist eine Abgabekammer 11 untergebracht, welche mit der Kompressionskammer 9 kommunizierbar ist und welche auch an einem oberen Teil davon eine Auslassöffnung 12 hat, welche eine Fluidkommunikation zwischen der Abgabekammer 11 und dem externen Kühlmittelkreislauf (nicht gezeigt) ermöglicht. Die Abgabekammer 11 befindet sich in Kommunikation mit der Abgabeöffnung 12 durch eine Kommunikationspassage 13 und Kühlgas mit hohem Druck in der Abgabekammer 11 wird an den externen Kühlmittelkreislauf durch die Kommunikationspassage 13 und die Auslassöffnung 12 geliefert.
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Das bewegliche Scroll-Teil 8 des Scroll-Kompressionsmechanismus 2 ist mit einer Rotationswelle 14 der rotierenden elektrischen Maschine 3 verbunden und wird durch den Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine 3 angetrieben. Ein Ende der Rotationswelle 14, welches nächstliegend zu dem beweglichen Scroll-Teil 8 angeordnet ist, wird durch ein Lager 16 in einem Wellenlagerungsteil 15 gelagert, welches an dem Motorgehäuse fixiert ist und das andere Ende der Rotationswelle 14 wird durch ein Lager 17 gelagert, welches in einer rückwärtigen Wand des Motorgehäuses 5 ausgebildet ist. Das Wellenlagerungsteil 15 hat durchgängig durch sich eine Saugöffnung 18, durch welche das Innere des Motorgehäuses 15 mit der Kompressionskammer 9 kommunizierbar ist bzw. kommunizieren kann. Kühlgas, welches in das Motorgehäuse durch die Einlassöffnung 10 gelangt ist, wird durch die rotierende elektrische Maschine 3 geleitet und in die Kommunikationskammer 9 durch die Saugöffnung 18 eingeführt. Eine Mehrzahl von Antirotationsstiften 19 ist an der Vorderwand des Wellenlagerungsteils 15 fixiert. Die Stifte 19 erstrecken sich in Bohrlöcher, welche in der Rückwand des beweglichen Scroll-Teils 18 ausgeformt sind, um dadurch eine Rotation des beweglichen Scroll-Teils 18 um seine eigene Achse zu verhindern.
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Die Rotationswelle 14 hat an ihrem Vorderende einen exzentrischen Stift 20, welcher sich hin zu dem beweglichen Scroll-Teil 8 erstreckt bzw. hervorsteht. Der exzentrische Stift 20 ist exzentrisch zu der Zentralachse P der Rotationswelle 14 ausgebildet. Daher rotiert der exzentrische Stift 20 um die Zentralachse P mit der Rotation der Rotationswelle 14. Der exzentrische Stift 20 ist rotierbar in ein Loch eingepasst, welches in einer Antriebsbuchse 21 ausgeformt ist, welche zwischen der Rotationswelle 14 und dem beweglichen Scroll-Teil 8 ausgebildet ist. Das bewegliche Scroll-Teil 8 ist auf der Antriebsbuchse 21 durch ein Lager 22 montiert. Daher wird, wenn die Rotationswelle 14 rotiert wird, das bewegliche Scroll-Teil 8 in eine Umlaufbewegung versetzt durch den exzentrischen Stift 20 und die Antriebsbuchse 21. Während dieser Umlaufbewegung wird durch die Stifte 19 verhindert, dass sich das bewegliche Scroll-Teil 8 um seine Achse rotiert.
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Die Umlaufbewegung des beweglichen Scroll-Teils 18 reduziert das Volumen der Kompressionskammer 9 und das in die Kompressionskammer 9 durch die Saugöffnung 18 eingeführte Kühlgas wird demgemäß komprimiert. Das komprimierte Kühlgas, welches durch eine Abgabeöffnung 23, welche durch das fixe Scroll-Teil 17 an dessen Zentrum ausgeformt ist, durchgeführt wird, öffnet ein Abgabeventil 24 und wird dadurch in die Abgabekammer 11 abgegeben.
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Das Motorgehäuse 5 hat an seinem rückwärtigen Ende ein Antriebsschaltkreisgehäuse 26, welches durch Bolzen 27 (nur ein Bolzen ist in der Zeichnung gezeigt) fixiert ist, und in welchem ein Antriebsschaltkreis 25 untergebracht ist. Der Antriebsschaltkreis 25 hat einen Inverter, welcher einen Dreiphasenwechselstrom an die rotierende elektrische Maschine 3 liefert und einen hermetischen Anschluss 28, welcher elektrisch mit dem Antriebsschaltkreis 25 verbunden ist. Weiterhin ist in dem Motorgehäuse 5 ein Speicherblock 29 auf der äußeren Peripherie der elektrischen Maschine 3 ausgebildet und elektrisch mit dem Antriebsschaltkreis 25 verbunden. Die rotierende elektrische Maschine 3 hat Verbindungsdrähte 30, welche elektrisch mit dem Speicherblock 29 verbunden sind. Daher treibt die Lieferung von Energie an die Verbindungsdrähte 30 über den hermetischen Anschluss 28 die rotierende elektrische Maschine 3 an, welche dann die Rotationswelle 14 antreibt und daher bewirkt, dass der Scroll-Kompressionsmechanismus 2 für die Kompression von Kühlmittel betrieben wird.
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Die rotierende elektrische Maschine 3 weist einen Rotor 31 auf, welcher einen Dreiphasen-Wechselstrommotor aufweist und welcher an der Rotationswelle 14 fixiert ist und einen Stator 32, welcher radial außenseitig von dem Rotor 31 angeordnet ist und an der inneren Wand des Motorgehäuses 5 fixiert ist. Der Stator 32 hat den Statorkern 35, an welchem eine U-Phasenspule 36 als die erste Phasenspule, eine V-Phasenspule 37 als die zweite Phasenspule und eine W-Phasenspule 38 als die dritte Phasenspule der vorliegenden Erfindung montiert sind (siehe 2).
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Mit Bezug auf 1, erstrecken sich die Spulenende 39 der U-Phasenspule 36, die Spulenenden 40 der V-Phasenspule 37 und die Spulenenden 41 der W-Phasenspule 38 nach außen von den einander entgegengesetzten Enden des Statorkerns 35 in der Axialrichtung (die Verbindungsdrahtseite und die Seite, welche der Verbindungsdrahtseite entgegengesetzt ist, das heißt die linke Seite und die rechte Seite jeweils in 1). Die Verbindungsdrähte 30 werden aus den jeweiligen Spulenenden 39, 40 und 41 auf der Verbindungsdrahtseite des Statorkerns 35 herausgezogen und mit dem Speicherblock 29 verbunden.
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Die detaillierte Konfiguration des Stators 32 wird nun mit Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die rotierende elektrische Maschine 3 ist ein Dreiphasen-Wechselstrommotor, welcher den Rotor 31 umfasst, welcher zehn Pole hat.
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Der Statorkern 35 ist in einer ringförmigen Form ausgeformt und hat eine Mehrzahl von Spalten 42, welche in Richtung hin zu dem Rotor 31 geöffnet sind. Im Speziellen hat der Statorkern 35 dreißig Spalten 42. Die U-Phasenspule 36, die V-Phasenspule 37 und die W-Phasenspule 38 sind in die Spalten 42 durch Wellenwicklung eingeführt und an dem Statorkern 35 montiert.
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Die Spulenenden 39 der U-Phasenspule 36 auf der Verbindungsdrahtseite hat fünf Vorsprünge in Bogenform entlang des äußeren Umfangs des Statorkerns 35 (für eine einfache Erklärung werden die Vorsprünge jeweils durch die Bezugszeichen 39a, 39b, 39c, 39d, und 39e in 2 bezeichnet). Die Spulenenden der V-Phasenspule 37 auf derselben Verbindungsdrahtseite haben fünf Vorsprünge 40a, 40b, 40c, 40d, und 40e entlang des Umfangs des Statorkerns 35, welcher radial innenseitig von den Spulenenden 39 der U-Phasenspule 36 liegen. Diesem ähnlich hat das Spulenende 41 der W-Phasenspule 38 fünf Vorsprünge 41a, 41b, 41c, 41d und 41e entlang eines Umfangs des Statorkerns 35, welcher radial innenseitig liegend von den Spulenende 40 der V-Phasenspule 37 (das heißt der innerste Umfang der drei Phasen). Obwohl dies nicht in den Figuren gezeigt ist, stehen die Spulenenden 39, 40 und 41 der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase jeweils auf der Seite hervor, welche der Verbindungsdrahtseite entgegengesetzt ist und jedes Spulenende hat fünf Vorsprünge, welche winkelig phasenverschoben sind um einen Winkel, welcher drei Spalten 42 mit Bezug auf die jeweils entsprechenden Spulenenden auf der Verbindungsdrahtseite entspricht.
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Eine erste Zwischenphasenisolationsfolie 43, welche aus einem synthetischen Harz gefertigt ist, ist zwischen den Spulenenden 39 der U-Phasenspule 36 und den Spulenenden 40 der V-Phasenspule 37 in der gesamten Umfangsrichtung des Statorkerns 35 angeordnet, um dadurch die Spulenenden 39 und die Spulenenden 40 voneinander auf der Verbindungsdrahtseite des Statorkerns 35 zu isolieren. Eine zweite Zwischenphasenisolationsfolie 44, welche auch aus einem synthetischem Harz hergestellt ist, ist zwischen den Spulenenden 40 der V-Phasenspule 37 an den Spulenenden 41 der W-Phasenspule 38 in der gesamten Umfangsrichtung des Statorkerns 35 angeordnet, um dadurch die Spulenenden 40 und die Spulenenden 41 voneinander auf der Verbindungsdrahtseite des Statorkerns 35 zu isolieren. Obwohl dies nicht in der Zeichnung gezeigt ist, sind die erste und zweite Zwischenphasenisolationsfolie 43, 44 auf dieselbe Weise in der gesamten Umfangsrichtung auf der Seite angeordnet, welche der Verbindungsdrahtseite entgegengesetzt ist, um die Spulenenden 39 der U-Phasenspule 36, die Spulenenden 40 der V-Phasenspule 37 und die Spulenenden 41 der W-Phasenspule 38 voneinander zu isolieren. Die detaillierte Konfiguration der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 43 wird nun mit Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. Wie in 3 gezeigt, weist die erste Zwischenphasenisolationsfolie 43 ein Paar ringförmiger Abschnitte 45, 46 und eine Mehrzahl von Brückenabschnitten 47, oder zehn Stücke der Brückenabschnitte in der illustrierten Ausführungsform, auf, welche die ringförmigen Abschnitte 45 und 46 miteinander verbinden und dadurch eine im Wesentlichen zylindrische Form bilden. Jeder Brückenabschnitt 47 hat eine solche Länge, dass sich die ringförmigen Abschnitte 45, 46 von den entgegengesetzten Enden des Statorkerns 35 aus erstrecken, wenn die erste Zwischenphasenisolationsfolie 43 an dem Statorkern 35 montiert wird.
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Der ringförmige Abschnitt 45 hat eine innere periphere Oberfläche, eine äußere periphere Oberfläche und fünf Aussparungsabschnitte 48 jeweils in der Form eines runden Loches insbesondere von einer elliptischen Form, welche durchgängig durch und entlang dem ringförmigen Abschnitt 45 ausgeformt sind. Die Aussparungsabschnitte 48 erstrecken sich von der inneren peripheren Oberfläche zu der äußeren peripheren Oberfläche. Die Aussparungsabschnitte 48 sind mit einer gleichen Distanz bzw. gleichem Abstand in Umfangsrichtung des ringförmigen Abschnitts 45 in Positionen bzw. Abschnitten angeordnet, welche den Brückenabschnitten des ringförmigen Abschnitts 45 entsprechen. Unter Bezugnahme auf 4, welche die erste Zwischenphasenisolationsfolie 45 in einem flachen Zustand zeigt, sind die Aussparungsabschnitte 48 in dem ringförmigen Abschnitt 45 in Intervallen von einem Brückenabschnitt 47 angeordnet. Im Spezifischen ist ein jeder Aussparungsabschnitt 48 im Wesentlichen in dem Zentrum des ringförmigen Abschnitts 45 in der Weitenrichtung davon ausgeformt und fluchtet mit der Erstreckung 49 des Brückenabschnittes 47, welche durch gestrichelte Linien in 4 gezeigt ist. Der ringförmige Abschnitt 46 hat eine innere periphere Oberfläche, eine äußere periphere Oberfläche und fünf Aussparungsabschnitte 50 in der Form von runden Löchern, insbesondere von einer elliptischen Form, welche durchgängig durch den und entlang dem Ringabschnitt 45 geformt sind. Die Aussparungsabschnitte 50 erstrecken sich von der inneren peripheren Oberfläche zu der äußeren peripheren Oberfläche. Die Aussparungsabschnitte 50 sind in dem ringförmigen Abschnitt 46 in Abschnitten angeordnet, welche den Brückenabschnitten 47 des ringförmigen Abschnitts 46 entsprechen in Intervallen von einem Brückenabschnitt 47. Ein jeder Aussparungsabschnitt 50 ist derart ausgeformt, dass er mit der Erstreckung 51 des Brückenabschnittes 47 fluchtet. Die erste Zwischenphasenisolationsfolie 43 ist derart ausgestaltet, dass die Aussparungsabschnitte 48 des ringförmigen Abschnitts 45 und die Aussparungsabschnitte 50 des ringförmigen Abschnitts 56 derart angeordnet sind, dass sie relativ zueinander verschoben sind. Diese Anordnung der Aussparungsabschnitte 48, 50 entspricht der Phasenverschiebung zwischen den Spulenenden 39a, 39b, 39c, 39d und 39e, welche sich aus der Verbindungsdrahtseite des Statorkerns 35 heraus erstrecken und den Spulenenden 39a, 39b, 39c, 39d und 39e, welche sich aus der der Verbindungsdrahtseite entgegengesetzten Seite erstrecken. Die Aussparungsabschnitte 48, 50 von elliptischer Form haben eine bogenförmige innere Wand, welche es verhindert, dass sich Stress leicht in den ringförmigen Abschnitten 45, 46 konzentriert.
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Im Folgenden wird beschrieben, wie die erste Zwischenphasenisolationsfolie 43 an dem Statorkern 35 montiert wird. Mit Bezugnahme auf 5 wird die U-Phasenspule 36 in zehn der Spalten 42 in Intervallen von zwei Spalten 42 durch Wellenwicklung eingeführt. Demgemäß werden die Enden 39a, 39b, 39c, 39d und 39e in Positionen, welche radial außenseitig von dem Statorkern 35 liegen, gedehnt und die Form der Spulenenden 39a, 39b, 39c, 39d und 39e wird angepasst. Daraufhin werden zehn Brückenabschnitte 47 der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 43 in zehn der Spalten 42 für die V-Phasenspule 37 eingeführt, welche neben den Spalten 42 liegen, in welchen die U-Phasenspule 36 montiert ist (siehe 2). Die ringförmigen Abschnitte 45, 46 der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 43 erstrecken sich jeweils aus den entgegengesetzten Enden der Verbindungsdrahtseite und der der Verbindungsdrahtseite entgegengesetzten Seite des Statorkerns 35 heraus (nicht gezeigt).
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Der ringförmige Abschnitt 45, welcher sich von dem Statorkern 35 erstreckt, hat Abschnitte, welche sich mit den Spulenenden 39a, 39b, 39c, 39d und 39e in Kontakt befinden und Abschnitte 45a, 45b, 45c, 45d und 45e, welche auf eine abwechselnde Weise mit den Spulenenden 39a, 39b, 39c, 39d, und 39e angeordnet sind. Ein jeder Aussparungsabschnitt 48 des ringförmigen Abschnitts 45 ist derart ausgeformt, dass er mit der Erstreckung 49 der Brückenabschnitte 47 fluchtet, welche in den Abschnitten 45a, 45b, 45c, 45d und 45e des ringförmigen Abschnitts 45 jeweils angeordnet sind.
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Daher hat der ringförmige Abschnitt 45 die Tendenz, sich in den Positionen der Aussparungsabschnitte 48 radial nach außen zu verbiegen durch den Druck der Spulenenden 39a, 39b, 39c, 39d, 39e, welche radial nach innen auf den Statorkern 35 wirken, was zu einer Dehnung bzw. Erstreckung der Abschnitte 45a, 45b, 45c, 45d und 45e nach radial außen von dem Statorkern 35 resultiert. Dies ist auch anwendbar auf den ringförmigen Abschnitt 46, welcher sich nach außen von der der Verbindungsdrahtseite entgegengesetzten Seite des Statorkerns 35 erstreckt aufgrund der in dem ringförmige Abschnitt 46 ausgeformten Aussparungsabschnitte 50. Daher werden die ringförmige Abschnitte 45, 46 der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 43 derart gedehnt, dass sie die Form einer allgemeinen Pentagon- bzw. Fünfeckform bilden, ohne dass sie radial nach innen zu dem Statorkern gebogen werden.
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Daraufhin wird die V-Phasenspule 37 an dem Statorkern 35 montiert durch Wellenwicklung durch Einführen der V-Phasenspule 37 in die Spalten 42, in welchen die Brückenabschnitte 47 eingeführt sind. Die Montage der V-Phasenspule 37 kann problemlos durchgeführt werden, ohne eine Beeinträchtigung mit der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 37, weil die erste Zwischenphasenisolationsfolie 73 allgemein als Pentagon geformt ist. Wie in 2 gezeigt, sind die Aussparungsabschnitte 48 in derartigen Positionen ausgeformt, welche keine Isolation zwischen den Spulenenden 39a, 39b, 39c, 39d und 39e der U-Phasenspule 36 und den Spulenenden 40a, 40b, 40c, 40d und 40e der V-Phasenspule 37 benötigen und daher ist die Isolationsfunktion der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 43 nicht behindert. Weiterhin sind die Aussparungsabschnitte 48, 50 derart ausgeformt, dass sie mit den Erstreckungen 49, 51 der Brückenabschnitte 47 jeweils fluchten und daher wird die Stärke der ringförmigen Abschnitte 45, 46 nicht verringert.
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Nachdem die V-Phasenspule 37 in die Spalten 42 durch Wellenwicklung eingeführt worden ist und die Formen der Spulenenden 40a, 40b, 40c, 40d und 40e angepasst worden sind, werden die Brückenabschnitte (nicht gezeigt) der zweiten Zwischenphasenisolationsfolie 44 in zehn der Spalten 42 eingeführt, welche neben den Spalten 42 liegen, durch welche die V-Phasenspule 37 eingeführt wird. Die zweite Zwischenphasenisolationsfolie 44 hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie die erste Zwischenphasenisolationsfolie 43, welche in den 3 und 4 gezeigt ist. In der zweiten Zwischenphasenisolationsfolie 44 sind jedoch Aussparungsabschnitte 53 durch ein Paar von ringförmigen Abschnitten 52 ausgeformt (nur der ringförmige Abschnitt auf der Verbindungsdrahtseite hiervon ist in 2 gezeigt), welche sich jeweils aus der Verbindungsdrahtseite und der der Verbindungsdrahtseite entgegengesetzten Seite des Statorkerns 35 heraus erstrecken. Die Aussparungsabschnitte 53 sind zwischen zwei beliebigen der Spulenenden 40a, 40b, 40c, 40d und 40e in der Umfangsrichtung angeordnet und mit der Erstreckung der Brückenabschnitte ausgerichtet, welche die gepaarten ringförmigen Abschnitte 52 der zweiten Zwischenphasenisolationsfolie 44 verbinden, welche mit den ringförmigen Abschnitten 45, 46 der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 43 überlappt.
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Daher wird der ringförmige Abschnitt 52 der zweiten Zwischenphasenisolationsfolie 44 im Wesentlichen in eine Pentagonform gedehnt auf die gleiche Weise wie die erste Zwischenphasenisolationsfolie 43. Die Isolationsfunktion und die Stärke der zweiten Zwischenphasenisolationsfolie 44 werden nicht verringert. Als Letztes wird die W-Phasenspule 38 durch Wellenwicklung in zehn der Spalten 42, eingeführt, in welchen die Brückenabschnitte der zweiten Zwischenphasenisolationsfolie 44 eingeführt sind. Die Montage der drei Phasenspulen an dem Statorkern 45 wird vollendet durch Dehnen der Spulenenden 41a, 41b, 41c, 41d und 41e der W-Phasenspule 38 nach radial außen von dem Statorkern 35 und dann Anpassen der Form der Spulenenden 41a, 41b, 41c, 41d und 41e.
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Gemäß der ersten Ausführungsform können die ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44, welche die Aussparungsabschnitte 48, 50, 53 in gleichbeabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung der Isolationsfolien 43, 44 haben, natürlich und akkurat gebogen werden. Daher muss nicht befürchtet werden, dass die ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 sich aus den Spalten 42 des Statorkerns 35 heraus erstrecken und die Form der ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 gestört wird. Weiterhin wird, in einer Konfiguration, in welcher ein jeder der Aussparungsabschnitte 48, 50, 53 derart ausgeformt ist, dass er mit der Erstreckung der Brückenabschnitte 47 fluchtet, eine jede Verschlechterung in der Stärke der ringförmigen Abschnitte 45, 46, 52, welche von der Ausformung der Aussparungsabschnitte 48, 50, 53 resultieren kann, verhindert, Beschädigungen der ringförmigen Abschnitte 45, 46, 52 werden verhindert und eine Verschlechterung der Isolationsfunktion der ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44, welche von den beschädigten ringförmigen Abschnitten 45, 46, 52 herrühren kann, wird verhindert.
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Gemäß der ersten Ausführungsform, in welcher die Aussparungsabschnitte 48, 50, 53 runde Löcher ohne Ecken sind, wird ein Brechen der ringförmigen Abschnitte 45, 46, 52, welches von der Ausformung der Aussparungsabschnitte 48, 50, 53 resultieren kann, verhindert. Weiterhin sind die Aussparungsabschnitte 48, 50, 53 in derartigen Positionen ausgeformt, welche keine Isolation benötigen, so dass die Isolationsfunktion zwischen den Spulenenden 39, 40, 41 durch die ringförmigen Abschnitte 45, 46 nicht behindert wird. Weiterhin wird die rotierende elektrische Maschine 3 des elektrischen Kompressors 1 für ein Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform einer starken Belastung aufgrund der Vibration und dem durch die rotierende elektrische Maschine 3 fließenden Kühlgas ausgesetzt. Weil jedoch die Aussparungsabschnitte 48, 50, 53 der ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 durch die Brückenabschnitte 47 verstärkt sind und daher ein Brechen oder ähnliche Probleme nicht bei den ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 auftreten, wird ein stabiler Betrieb in dem elektrischen Kompressor 1 ermöglicht. In dem elektrischen Kompressor 1 fließt Kühlgas, welches durch die rotierende elektrische Maschine 3 fließt, auch durch die Aussparungsabschnitte 48, 50, 53, was eine effiziente Ableitung von von der U-Phasenspule 36, der V-Phasenspule 37 und der W-Phasenspule 38 an die ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 transferierte Hitze durch das Kühlgas ermöglicht.
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Zweite Ausführungsform
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6 ist eine Teilansicht, welche einen Teil der ersten Zwischenphasenisolationsfolie gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In diesen Zeichnungen sind die Komponenten der Zwischenphasenisolationsfolie der zweiten Ausführungsform, welche dieselbe Konfiguration haben, wie die in der ersten Ausführungsform, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und die detaillierte Beschreibung hiervon wird weggelassen. In der zweiten Ausführungsform sind die Aussparungsabschnitte 54, 55 in dem Paar der ringförmigen Abschnitte 45, 46 der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 43 ausgeformt.
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Die Aussparungsabschnitte 54 des ringförmigen Abschnittes 45 sind U-förmige Aussparungen, welche von dem Ende des ringförmigen Abschnittes 45 zurückweichen, welches auf der Seite angeordnet ist, welche der Seite gegenüberliegt, mit welcher die Brückenabschnitte 47 verbunden sind. Die Aussparungsabschnitte 54 sind in dem ringförmigen Abschnitt 45 in Abschnitten angeordnet, welche den Brückenabschnitten 43 in dem ringförmigen Abschnitt 45 entsprechen und fluchten mit der Erstreckung 49 der Brückenabschnitte 47. Die Aussparungsabschnitte 55 des ringförmigen Abschnitts 46 sind U-förmige Aussparungen, welche zurückweichen von einem Ende des ringförmigen Abschnitts 46, welcher auf der Seite ist, welche entgegengesetzt ist zu der Seite, mit welcher die Brückenabschnitte 47 verbunden sind. Die Aussparungsabschnitte 55 sind in dem ringförmigen Abschnitt 46 in Abschnitten angeordnet, welche den Brückenabschnitten 47 in dem ringförmigen Abschnitt 46 entsprechen und fluchten mit der Erstreckung 51 der Brückenabschnitte 47, welche abwechselnd mit den Brückenabschnitten 47 in dem ringförmigen Abschnitt 45, welcher die Aussparungsabschnitte 54 aufweist, angeordnet sind. Obwohl dies nicht in der Figur gezeigt ist, hat die zweite Zwischenphasenisolationsfolie 44 der zweiten Ausführungsform Aussparungsabschnitte, welche dieselbe Konfiguration haben wie die Aussparungsabschnitte 54, 55. Die innere Wand der Aussparungsabschnitte 54, 55 ist in einer Bogenform ausgeformt, so dass keine Stresskonzentration in den ringförmigen Abschnitten 45, 46 auftritt.
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Die Aussparungsabschnitte 54, 55 der ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 gemäß der zweiten Ausführungsform verhindern, dass die Form der ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 gestört wird bzw. in Unordnung gebracht wird und dass die Isolationsfunktion und die Stärke der ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 behindert wird und daher werden im Wesentlichen die gleichen Effekte wie durch die erste Ausführungsform erreicht.
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Dritte Ausführungsform
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7 ist eine Teilansicht, welche einen Teil einer Zwischenphasenisolationsfolie gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Die Komponenten der Zwischenphasenisolationsfolie der dritten Ausführungsform, welche dieselbe Konfiguration haben wie entsprechende Teile der ersten Ausführungsform, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung hiervon wird weggelassen. In der dritten Ausführungsform sind Aussparungsabschnitte 46, 57, welche den Aussparungsabschnitten 54, 55 in der zweiten Ausführung ähnlich sind, und welche auf der inneren Seite des ringförmigen Abschnittes 54, 46 geöffnet sind, in dem Paar von ringförmigen Abschnitten 45, 46 der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 43 jeweils ausgeformt.
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Die Aussparungsabschnitte 56 des ringförmigen Abschnittes 45 sind U-förmige Aussparungen, welche von einem Ende des ringförmigen Abschnittes 45, welches auf der Seite ist, mit welcher die Brückenabschnitte 47 verbunden sind, derart zurückweicht, dass sie hin zu dem Ringabschnitt 46 geöffnet sind. Die Aussparungsabschnitte 56 sind in Paaren auf entgegengesetzten Seiten der Erstreckung 49 der Brückenabschnitte 47 in dem ringförmigen Abschnitt 45 derart angeordnet, so dass ein jeder Aussparungsabschnitt 56 mit der Erstreckung 49 ausgerichtet ist. Die Aussparungsabschnitte 57 des ringförmigen Abschnittes 46 sind U-förmige Aussparungen, welche von dem Ende des ringförmigen Abschnitts 46, welches auf der Seite ist, mit der die Brückenabschnitte 47 verbunden sind, derart zurückweichen, dass hin zu dem ringförmigen Abschnitt 45 sie geöffnet sind. Die ringförmigen Abschnitte 57 sind in dem ringförmigen Abschnitt 46 in Paaren auf entgegengesetzten Seiten der Erstreckung 51 des Brückenabschnitts 47 angeordnet, welche den Aussparungsabschnitten 56 in dem ringförmigen Abschnitt 45 entsprechen. Jeder Aussparungsabschnitt 57 ist derart ausgeformt, dass er mit der Erstreckung 51 der Brücke 47 ausgerichtet ist. Obwohl dies nicht in den Figuren gezeigt ist, hat die zweite Zwischenphasenisolationsfolie 44 der dritten Ausführungsform Aussparungsabschnitte, welche dieselbe Konfiguration haben wie die Aussparungsabschnitte 56, 57 in der ersten Zwischenphasenisolationsfolie 43. Die innere Wand der Aussparungen, das heißt der Aussparungsabschnitte 56, 57, ist bogenförmig, so dass keine Stresskonzentration in den ringförmigen Abschnitten 45, 46 auftritt.
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Die Aussparungsabschnitte 56, 57 gemäß der dritten Ausführungsform verhindern, dass die Form der ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolie 43, 44 gestört wird und die Isolationsfunktion und die Stärke der ersten und zweiten Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 gemindert werden, so dass auch hier die Effekte der ersten Ausführungsform erreicht werden.
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Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen, sondern kann auch auf verschiedene Weise abgewandelt werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie unten beispielhaft beschrieben.
- (1) In der ersten bis dritten Ausführungsform kann die zweite Zwischenphasenisolationsfolie 44 keine Aussparungsabschnitte 53 haben.
- (2) In der ersten Ausführungsform ist die Form der Aussparungsabschnitte 48, 50 nicht auf eine elliptische Form beschränkt, und das Loch kann von einer jeden Form sein inklusive einer ovalen, einer runden und einer rechteckigen Form bzw. quadratischen Form.
- (3) In den ersten bis dritten Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass die Aussparungsabschnitte die Form von Löchern oder Aussparungen wie 48, 50, 54, 55, 56 und 57 haben, allerdings kann ein solches Loch oder eine solche Aussparung durch einen linearen Schlitz ersetzt werden.
- (4) In den ersten bis dritten Ausführungsformen können die Aussparungsabschnitte 48, 50, 53, 54, 55, 56 und 57 in einer jeden der Ausführungsformen in einer jeden Kombination von verschiedenen Formen ausgeformt sein.
- (5) In den ersten bis dritten Ausführungsformen beschränkt sich die erste Zwischenphasenisolationsfolie 43 der rotierenden elektrischen Maschine 3, welche die Phasenisolationsfolie gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, nicht auf einen Dreiphasen-Wechselstrom-Elektromotor, welcher zehn Pole hat, sondern die rotierende elektrische Maschine 3 kann ein Dreiphasen-Wechselstrom-Elektromotor sein, welcher weniger als zehn Pole hat oder ein Dreiphasen-Wechselstrom-Elektromotor sein, welcher mehr als zehn Pole hat.
- (6) Das Material für die erste und zweite Zwischenphasenisolationsfolien 43, 44 beschränkt sich nicht auf ein synthetisches Harz, sondern kann auch ein isolierendes Papier oder ein anderes beliebiges isolierendes Material sein.
- (7) Obwohl die oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen in dem Kontext der rotierenden elektrischen Maschine des elektrischen Kompressors 1 für ein Fahrzeug beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung auch auf eine rotierende elektrische Maschine anwendbar, welche für andere mögliche Vorrichtungen oder Mechanismen verwendet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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