DE102020116561A1 - Fixed seating of bearings in paddocks - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung (7) zur Lagerung von Fahrwerksteilen in einer KFZ Karosserie, umfassend ein elastomeres Buchsenlager (8), welches eine Innenhülse (1), zumindest einen die Innenhülse (1) radial umschließenden und an die Innenhülse (1) anvulkanisierten Elastomerkörper (2) und eine den Elastomerkörper (2) radial umschließende und an diesen anvulkanisierte Außenhülse (3) aufweist, sowie einen Lagerträger (7), umfassend eine dem elastomeren Buchsenlager (8) zugeordnete und dieses aufnehmende Lageraufnahme (5), wobei das Buchsenlager (8) mittels einer Presspassung in die Aufnahme des Lagerträgers kraftschlüssig verpresst ist. Die erfindungsgemäße Lageranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das zumindest eine elastomere Buchsenlager (8) stoffschlüssig mittels einer Verschweißung mit zumindest einem, die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers verbunden ist.The present invention relates to a bearing arrangement (7) for mounting chassis parts in a motor vehicle body, comprising an elastomeric bush bearing (8) which has an inner sleeve (1), at least one radially enclosing the inner sleeve (1) and is vulcanized onto the inner sleeve (1). elastomeric body (2) and an outer sleeve (3) radially enclosing the elastomeric body (2) and vulcanized onto it, and a bearing support (7) comprising a bearing receptacle (5) assigned to and accommodating the elastomeric bush bearing (8), the bush bearing (8) is force-fitted into the mount of the bearing bracket by means of a press fit. The bearing arrangement according to the invention is characterized in that the at least one elastomeric bush bearing (8) is connected to at least one section of the bearing support that defines the bearing mount by means of a material bond by means of a weld.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur gedämpften und elastischen Lagerung von Fahrwerksteilen, Karosserieteilen oder einer Radaufhängung in einem KFZ, umfassend einen Lagerträger wie eine Lenkerstange oder eine Koppelstange, wobei der Lagerträger mindestens eine Lageraufnahme und ein der jeweiligen Lageraufnahme zugeordnetes und in dieses eingesetztes elastomeres Buchsenlager aufweist, welches eine Innenhülse, zumindest einen die Innenhülse radial umschließenden und an die Innenhülse anvulkanisierten Elastomerkörper und eine den Elastomerkörper radial umgreifende und an diesen anvulkanisierte Außenhülse umfasst. Derartige Lageranordnungen werden auf dem Gebiet auch als Koppel oder Lenker bezeichnet.The present invention relates to a bearing arrangement for damped and elastic mounting of chassis parts, body parts or a wheel suspension in a motor vehicle, comprising a bearing support such as a handlebar or a coupling rod, the bearing support having at least one bearing receptacle and an elastomeric bushing bearing assigned to and inserted into the respective bearing receptacle which comprises an inner sleeve, at least one elastomer body radially surrounding the inner sleeve and vulcanized onto the inner sleeve, and an outer sleeve radially encompassing the elastomer body and vulcanized onto it. Such bearing arrangements are also referred to as couplers or links in the field.
Solche Lageranordnungen werden verwendet, um beispielsweise Teile des Fahrwerks, der Karosserie oder Radaufhängungen gedämpft zu lagern und somit Vibrationen von der Fahrgastzelle fernzuhalten. In einer Ausführung kann die Lageranordnung an dem Fahrwerk eines KFZ befestigt und über einen sich in Einbaulage durch die Innenhülse des elastomeren Buchsenlagers erstreckenden Schraubbolzen mit der Karosserie des KFZ verbunden sein.Such bearing arrangements are used, for example, to mount parts of the chassis, the body or wheel suspensions in a damped manner and thus keep vibrations away from the passenger compartment. In one embodiment, the bearing arrangement can be attached to the chassis of a motor vehicle and connected to the body of the motor vehicle via a screw bolt that extends through the inner sleeve of the elastomer bushing bearing in the installed position.
Damit das elastomere Buchsenlager einen festen Sitz in der Lageraufnahme des Lagerträgers aufweist, ist das elastomere Buchsenlager bei den meisten handelsüblichen Lageranordnungen über eine Presspassung mit der diesem zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers verbunden. Die Presspassung des elastomeren Buchsenlagers erzeugt dabei eine zusätzliche Vorspannung des Elastomerkörpers. Eine alleinige Presspassung des Buchsenlagers in das Lagerauge ist gängige Praxis und beispielsweise durch die
Ein Nachteil einer reinen Presspassung zwischen Lageraufnahme und Außenhülse des Buchsenlagers besteht insbesondere darin, dass bei betriebsbedingt hohen Torsionskräften eine unerwünschte Rotationsbewegung der Außenhülse des elastomeren Buchsenlagers relativ zur Lageraufnahme und somit zum Lagerträger auftreten kann, sodass ein Festsitz des Buchsenlagers bei hohen torsionalen Betriebskräften nicht gewährleistet ist. Auch kann mit zunehmendem Alter des Elastomers und daraus resultierender Elastomer-Versprödung die Gefahr einer Torsionsbewegung des elastomeren Buchsenlagers in der Lageraufnahme zunehmen, da der Festsitz der Presspassung aufgrund der verminderten Rückstellkraft des Elastomers abnimmt.A disadvantage of a pure interference fit between the bearing seat and the outer sleeve of the bushing bearing is in particular that with operationally high torsional forces an undesired rotational movement of the outer sleeve of the elastomeric bushing bearing relative to the bearing seat and thus the bearing carrier can occur, so that a tight fit of the bushing bearing is not guaranteed with high torsional operating forces . Also, with increasing age of the elastomer and the resulting elastomer embrittlement, the risk of torsional movement of the elastomer bushing bearing in the bearing receptacle can increase, since the tight fit of the press fit decreases due to the reduced restoring force of the elastomer.
Die Bereitstellung eines reinen Stoffschlusses oder eines reinen torsionalen Formschlusses zwischen Außenhülse des Buchsenlagers und Lageraufnahme wäre unter Umständen mit einer inhomogenen Kraftübertragung auf den Elastomerkörper verbunden, die durch Spalte und ortsabhängige, unterschiedliche Anpressdrücke zwischen Außenhülse und Lageraufnahme entstehen können, wenn diese umfänglich nicht exakt aneinander liegen, was darüber hinaus Betriebsgeräusche verursachen kann.The provision of a pure material connection or a pure torsional form connection between the outer sleeve of the bushing bearing and the bearing seat would under certain circumstances be associated with an inhomogeneous force transmission to the elastomer body, which can result from gaps and location-dependent, different contact pressures between the outer sleeve and the bearing seat if they do not lie exactly against one another which can also cause operating noises.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung bereitzustellen, bei welcher ein fester und vor Torsion gesicherter Sitz des elastomeren Buchsenlagers in der diesem zugeordneten Lageraufnahme des Lagerträgers gewährleistet ist, wobei eine möglichst homogene Lastverteilung und Übertragung der Vibrationen/Stöße von dem zu lagernden Bauteil auf den Elastomerkörper und gleichzeitig ein sehr hoher Lastabtrag bei torsionaler und/oder axialer Belastung bereitgestellt ist.The present invention is based on the object of providing a bearing arrangement in which a firm and torsion-proof seat of the elastomer bushing bearing in the bearing receptacle of the bearing carrier assigned to it is ensured, with the most homogeneous possible load distribution and transmission of the vibrations / shocks from the component to be supported on the elastomer body and at the same time a very high load transfer is provided in the case of torsional and / or axial loading.
Die obige Aufgabe wird erfindungsseitig durch eine Lageranordnung, umfassend mindestens ein elastomeres Buchsenlager, welches eine Innenhülse, zumindest einen die Innenhülse radial umschließenden und an diese anvulkanisierten Elastomerkörper und eine den Elastomerkörper radial umschließende und an diesen anvulkanisierte Außenhülse umfasst, sowie einen Lagerträger, umfassend eine Lageraufnahme gelöst, wobei das Buchsenlager mittels einer Presspassung in die Aufnahme des Lagerträgers kraftschlüssig eingesetzt ist. Die erfindungsgemäße Lageranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das elastomere Buchsenlager stoffschlüssig mittels einer Verschweißung mit zumindest einem, die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers verbunden ist. Ein die Lageraufnahme festlegender Abschnitt des Lagerträgers meint dabei allgemein einen Bereich des Lagerträgers, dessen Begrenzungsfläche(n) die Lageraufnahme bzw. das Lagerauge des Lagerträgers zur Aufnahme eines zugeordneten elastomeren Buchenlagers zumindest abschnittsweise festlegt.The above object is achieved according to the invention by a bearing arrangement comprising at least one elastomeric bush bearing which comprises an inner sleeve, at least one elastomer body radially surrounding the inner sleeve and vulcanized onto it, and an outer sleeve radially surrounding the elastomer body and vulcanized onto it, as well as a bearing carrier including a bearing receptacle solved, wherein the bush bearing is inserted into the receptacle of the bearing carrier in a force-locking manner by means of a press fit. The bearing arrangement according to the invention is characterized in that the elastomeric bush bearing is materially connected by means of a weld to at least one section of the bearing bracket that defines the bearing receptacle. A section of the bearing bracket that defines the bearing seat generally means an area of the bearing bracket whose boundary surface (s) defines the bearing seat or the bearing eye of the bearing bracket for receiving an associated elastomeric beech bearing at least in sections.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung löst die Nachteile herkömmlicher Lageranordnungen durch gleichzeitige Verwendung einer Presspassung und einer Verschweißung des zumindest einen elastomeren Buchsenlagers in der bzw. an die diesem zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers. Diese Lageraufnahme kann beispielsweise als Lagerauge ausgebildet sein, das durch zumindest einen Abschnitt des Lagerträgers gebildet sein kann. Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung der Lageranordnung kann zum einen durch das Vorsehen des Presssitzes zwischen Buchsenlager und Lageraufnahme eine optimale Lastaufnahme des Lagers ohne Gefahr des Auftretens eventueller Betriebsgeräusche und gleichzeitig eine Verbesserung des Antwortverhaltens der Lageranordnung bei eventuell auftretenden sehr hohen torsionalen und/axialen Betriebskräften auf das Lager bereitgestellt werden.The bearing arrangement according to the invention solves the disadvantages of conventional bearing arrangements through the simultaneous use of a press fit and welding of the at least one elastomer bushing bearing in or to the bearing receptacle of the bearing carrier assigned to it. This bearing receptacle can be designed, for example, as a bearing eye that can be formed by at least one section of the bearing bracket. With the design of the bearing arrangement according to the invention, on the one hand, by providing the press fit between the bush bearing and the bearing receptacle, an optimal load absorption of the bearing without the risk of any operating noises occurring and, at the same time, an improvement in the response behavior of the Bearing arrangement can be provided in the event of very high torsional and / or axial operating forces on the bearing.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Weiterbildungen der Erfindung sind in der allgemeinen Beschreibung, den Figuren, der Figurenbeschreibung sowie den Unteransprüchen angegeben.Further features according to the invention and developments of the invention are specified in the general description, the figures, the description of the figures and the subclaims.
Vorteilhafterweise kann der Stoffschluss zwischen dem zumindest einen elastomeren Buchsenlager und dem Lagerträger mittels Laserschweißung des elastomeren Buchsenlagers an die dem Buchsenlager zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers erfolgen. Der Vorteil des Laserschweißens besteht insbesondere darin, dass sich Material im Bereich des Schweißortes nicht großflächig erhitzt und somit nicht stark verformt, wodurch ein spaltfreier Sitz des elastomeren Buchsenlagers nach der Einpressung des Lagers in die Lageraufnahme trotz des Schweißvorgangs gesichert bleibt. Ferner ist der Schweißvorgang beim Laserschweißen flexibel steuerbar, z.B. derart, dass das elastomere Buchsenlager und die Lageraufnahme an mehreren, insbesondere umfänglich beabstandeten Stellen miteinander verschweißt sein können.The material connection between the at least one elastomeric bushing bearing and the bearing carrier can advantageously take place by means of laser welding of the elastomeric bushing bearing to the bearing receptacle of the bearing carrier assigned to the bushing bearing. The advantage of laser welding is, in particular, that the material in the area of the welding location does not heat up over a large area and thus does not become severely deformed, which ensures that the elastomer bushing bearing is seated without gaps after the bearing has been pressed into the bearing receptacle despite the welding process. Furthermore, the welding process during laser welding can be flexibly controlled, e.g. in such a way that the elastomer bushing bearing and the bearing receptacle can be welded to one another at several, in particular circumferentially spaced, points.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Lageranordnung kann die stoffschlüssige Verbindung über Schweißung des zumindest einen elastomeren Buchsenlagers an die diesem zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers erfolgen, indem die Außenhülse des elastomeren Buchsenlagers mit einem die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers verschweißt ist. Eine solche Verschweißung kann an einer einzelnen, oder auch an mehreren, insbesondere zu einer Achse des elastomeren Buchsenlagers umfänglich beabstandeten Schweißstellen erfolgen.In an advantageous embodiment of the bearing arrangement, the integral connection can be made by welding the at least one elastomeric bushing bearing to the bearing seat of the bearing bracket assigned to it, by welding the outer sleeve of the elastomeric bushing bearing to a section of the bearing bracket that defines the bearing seat. Such a welding can take place at a single welding point or also at a plurality of welding points which are circumferentially spaced apart in particular from an axis of the elastomeric bush bearing.
Es kann vorgesehen sein, dass die Außenhülse des Buchsenlagers an einer Stirnseite und/oder an einer Außenzylindermantelfläche mit dem zumindest einen Abschnitt des die Lageraufnahme festlegenden Abschnittes des Lagerträgers verschweißt ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der die Lageraufnahme festlegende Abschnitt des Lagerträgers an einer Stirnseite und/oder einer Innenzylindermantelfläche mit der Außenhülse des Buchsenlagers verschweißt ist.It can be provided that the outer sleeve of the bush bearing is welded on one end face and / or on an outer cylinder jacket surface to the at least one section of the section of the bearing bracket that defines the bearing receptacle. It can further be provided that the section of the bearing carrier that defines the bearing receptacle is welded to the outer sleeve of the bushing bearing on an end face and / or an inner cylinder jacket surface.
In Ausführungsformen, bei welchen in Einbaulage eine axiale Stirnseite der Außenhülse des Lagers etwa axial bündig zu einem die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers angeordnet ist, kann zweckmäßigerweise die Verschweißung an diesen Stirnseiten von Lagerträger und Außenhülse erfolgen. Erstreckt sich in Einbaulage des Lagers der die Lageraufnahme, insbesondere ein Lagerauge, festlegende Abschnitt des Lagerträgers axial über die Außenhülse des Buchsenlagers hinweg, kann bzw. können die eine oder mehrere Schweißstellen zwischen einer axialen Stirnseite der Außenhülse des Buchsenlagers und einer Innenzylindermantelfläche des die Lageraufnahme festlegenden Abschnitts des Lagerträgers angeordnet sein. Erstreckt sich dagegen in Einbaulage des Lagers die Außenhülse des Buchsenlagers über den die Lageraufnahme, insbesondere ein Lagerauge, festlegenden Abschnitt des Lagerträgers axial hinweg, kann bzw. können die eine oder mehrere Schweißstellen zwischen einer axialen Stirnseite des die Lageraufnahme, insbesondere ein Lagerauge, festlegenden Abschnitts des Lagerträgers und einer Außenzylindermantelfläche der Außenhülse des Buchsenlagers angeordnet sein.In embodiments in which, in the installed position, an axial end face of the outer sleeve of the bearing is arranged approximately axially flush with a section of the bearing bracket that defines the bearing receptacle, these end faces of the bearing bracket and outer sleeve can expediently be welded. If, in the installed position of the bearing, the section of the bearing bracket that defines the bearing seat, in particular a bearing eye, extends axially over the outer sleeve of the bushing bearing, the one or more welds between an axial end face of the outer sleeve of the bushing bearing and an inner cylinder jacket surface of the one that defines the bearing seat can Be arranged portion of the bearing bracket. If, on the other hand, in the installed position of the bearing the outer sleeve of the bushing bearing extends axially over the section of the bearing carrier that defines the bearing seat, in particular a bearing eye, the one or more weld points between an axial end face of the section that defines the bearing seat, in particular a bearing eye, can of the bearing carrier and an outer cylindrical jacket surface of the outer sleeve of the bushing bearing.
Zur Erzeugung einer vorbestimmten Vorspannung des Elastomerkörpers kann das zumindest eine elastomere Buchsenlager ein vordefiniertes Übermaß gegenüber der diesem zugeordneten Lageraufnahme des Lagerträgers aufweisen. Durch Einpressen des elastomeren Buchsenlagers in die dem Buchsenlager zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers wird in bekannter Weise eine vorbestimmte Vorspannung des Elastomerkörpers des elastomeren Buchenlagers erzeugt.In order to generate a predetermined preload of the elastomer body, the at least one elastomer bushing bearing can have a predefined oversize with respect to the bearing receptacle of the bearing carrier assigned to it. By pressing the elastomeric bushing bearing into the bearing seat of the bearing carrier assigned to the bushing bearing, a predetermined preload of the elastomeric body of the elastomeric beech bearing is generated in a known manner.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung bzw. Koppel oder Lenker kann einen Lagerträger in Form einer Koppelstange oder einer Lenkerstange umfassen, welche eine jeweilige Lageraufnahme, insbesondere in Form eines Lagerauges zur Aufnahme des elastomeren Buchenlagers aufweist. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Koppel oder der Lenker mehrere derartige elastomere Buchsenlager mit jeweils zugeordneten Lageraufnahmen, insbesondere in Form von Lageraugen aufweist, zur Aufnahme des zugeordneten elastomeren Buchsenlagers. Es liegt insofern auch im Rahmen der Erfindung, dass ein Lenker bzw. eine Koppel mehrere elastomere Buchsenlager umfasst, die jeweils stoffschlüssig mittels einer Verschweißung mit einem, die zugeordnete Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers verbunden sind.The bearing arrangement or coupling or link according to the invention can comprise a bearing support in the form of a coupling rod or a connecting rod which has a respective bearing receptacle, in particular in the form of a bearing eye for receiving the elastomeric beech bearing. It can also be provided that the coupling or the link has a plurality of such elastomeric bushing bearings, each with associated bearing receptacles, in particular in the form of bearing eyes, for receiving the associated elastomeric bushing bearing. To this extent, it is also within the scope of the invention that a link or a coupling comprises a plurality of elastomer bushing bearings which are each materially connected by welding to a section of the bearing bracket that defines the associated bearing receptacle.
Die obige Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Lageranordnung gelöst, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen eines elastomeren Buchsenlagers;
- - Bereitstellen eines Lagerträgers, insbesondere einer Lenkerstange oder einer Koppelstange, umfassend eine Lageraufnahme mit einem geringeren Durchmesser im Vergleich zu dem des Buchsenlagers;
- - Einpressen des zumindest einen elastomeren Buchsenlagers in die dem Buchsenlager zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers;
- - Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem elastomeren Buchsenlager und zumindest einem die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen.
- - providing an elastomeric bush bearing;
- - Provision of a bearing support, in particular a link rod or a coupling rod, comprising a bearing receptacle with a smaller diameter compared to that of the bushing bearing;
- - Pressing the at least one elastomeric bushing bearing into the bearing receptacle of the bearing carrier assigned to the bushing bearing;
- - Establishing a cohesive connection between the elastomeric bush bearing and at least one section of the bearing carrier that defines the bearing receptacle by welding, in particular laser welding.
FigurenlisteFigure list
Eine Stoffverbindung des elastomeren Buchsenlagers zu dem diesem zugeordneten Lagerauge des Lagerträgers kann in unterschiedlicher Gestaltungsform ausgeführt werden, wie z.B. über verschiedene Schweißmethoden oder verschiedene Schweißnahtformen. Eine Auswahl an möglichen Gestaltungsmöglichkeiten ist in den folgenden Figuren und den diesbezüglichen Figurenbeschreibungen dargestellt, wobei
-
1 einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform einererfindungsgemäßen Lageranordnung 7 mit einer Mehrzahl von punktuell aufgebrachten, umfänglichbeabstandeten Schweißnahtstellen 4 zwischenBuchsenlager 8 undLageraufnahme 5 in einer Draufsicht, und -
2 einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung7' mit einer um die Achse deselastomeren Buchsenlagers 8 ununterbrochenumlaufenden Schweißnaht 4 in einer Draufsicht,
-
1 a section of a first embodiment of a bearing arrangement according to the invention7th with a plurality of point-applied, circumferentially spaced weld seam locations4th between bush bearings8th andinventory 5 in a plan view, and -
2 a section of a second embodiment of a bearing arrangement according to the invention7 ' with one around the axis of the elastomeric bushing bearing8th uninterrupted circumferential weld seam4th in a plan view,
Die
Die Schweißnähte bzw. Schweißstellen
Im Unterschied zur Koppel
In einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform einer Koppel, bei welcher in Einbaulage (Einpresslage) des Buchsenlagers eine axiale Stirnseite der Außenhülse des Lagers etwa axial bündig zu einem die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt der Koppelstange angeordnet ist, kann zweckmäßigerweise die Verschweißung an diesen Stirnseiten von Koppelstange und Außenhülse erfolgen. Erstreckt sich in Einbaulage des Buchsenlagers der die Lageraufnahme festlegende Abschnitt des Lagerträgers axial über die Außenhülse des Buchsenlagers hinweg, kann bzw. können die eine oder mehrere Schweißstellen zwischen einer axialen Stirnseite der Außenhülse des Buchsenlagers und einer Innenzylindermantelfläche des die Lageraufnahme festlegenden Abschnitts des Lagerträgers angeordnet sein.In another, not shown embodiment of a coupling, in which in the installed position (press-in position) of the bushing bearing an axial end face of the outer sleeve of the bearing is arranged approximately axially flush with a section of the coupling rod that defines the bearing receptacle, the welding on these end faces of coupling rod and Outer sleeve take place. If, in the installed position of the bushing bearing, the section of the bearing carrier that defines the bearing seat extends axially over the outer sleeve of the bushing bearing, the one or more weld points can be arranged between an axial end face of the outer sleeve of the bushing bearing and an inner cylindrical surface of the section of the bearing carrier that defines the bearing seat .
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- InnenhülseInner sleeve
- 22
- ElastomerkörperElastomer body
- 33
- AußenhülseOuter sleeve
- 4, 4`4, 4`
- Schweißstelle, SchweißnahtWeld point, weld seam
- 55
- Lagerauge, LageraufnahmeBearing eye, bearing mount
- 66th
- Lagerträger, Koppelstange, LenkerstangeBearing bracket, coupling rod, handlebar rod
- 6a6a
- Ringbereichs der Koppel- bzw. LenkerstangeRing area of the coupling rod or handlebar
- 7, 7'7, 7 '
- Lageranordnung, Lenker, KoppelBearing arrangement, handlebars, paddock
- 88th
- Elastomeres BuchsenlagerElastomer bush bearing
- 99
- Bohrungdrilling
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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