DE1765579C - Anordnung zur Halterung, Stromzuführung und Kühlung von elektrischen Schaltungseinheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Halterung, Stromzuführung und Kühlung von elektrischen Schaltungseinheiten mit einem Gehäuse, welches die Schaltungseinheiten trägt, an einem Ende eine Öffnung aufweist und mit Kanälen versehen ist, welche die durch die Öffnung eintretende Kühlluft zu den Schaltungseinheiten leiten.

Bei einer bekannten derartigen Anordnung (USA.-Patentschrift 3 277 346) sind die elektrischen Schaltungseinheiten in Form von auf Kühlkörpern montierten Gleichrichtern zu einem Gehäuse angeordnet, durch welches von einem Ende her Kühlluft geblasen wird. Bei einer weiteren bekannten Anordnung (britische Patentschrift 874796) sind die elektrischen Schaltungseinheiten in einzelnen Etagen, welche Querschnittsflächen innerhalb eines zylindrischen Gehäuses bildeiK angeordnet. An einer Seite weisen diese Querschnittsflächen Ausnehmungen auf, durch die längs des Gehäuses ein Kühlkanal verläuft, der zwischen den einzelnen Querschnittsebenen Öffnungen aufweist, durch welche die von einem Ende des Gehäuses her in den Kühlluftkanal eingeblasene Luft zwischen die Schaltungsebenen strömt. Eine weitere bekannte Anordnung (USA.-Patentschrift 2796 559) verwendet ebenfalls die verschiedenen Schaltungseinheiten tragende Querschnittsebenen innerhalb eines zylindrischen Gehäuses, welches jedoch hermetisch abgeschlossen ut. Zur Kühlung sind die einzelnen Querschnittsebenen mit am Gehäuse anliegenden Kühlfingern versehen, so daß die im Betrieb entstehende Wärme über das Gehäu; · nach außen abgeleitet wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber in der Schaffung einer Anordnung zur Halterung, Stromzuführung und Kühlung von elektrischen Schaltungseinheiten, welche eine möglichst einfache Verkabelung und gute Zugänglichkeit der Schaltunßseinheiten zu Überwachungszwecken erlaubt und gleichzeitig eine gute Wärmeabführung von den Schaltungseinheiten ermöglicht. Insbesondere soll sich die Anordnung zur Verwendung bei einem Trommelspeicher eignen und die erforderlichen Schaltungen, wie Verstärker, Logikstufen u. dgl. zur Verarbeitung der Speichersignale aufnehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem offenen Ende des Gehäuses ein ebenfalls mit einer Öffnung ausgebildeter geschichteter Leiteraufbau aus einer gedruckten Schaltungsplattc und abwechselnden Leiterschichten und Isolierschichten übereinstimmender Form und Ausrichtung derart angeordnet ist, daß seine Öffnung mit der Gebäudeöffnung ausgerichtet ist und die bcabstandeten Leiter der gedruckten Schaltungsplatte vom Gehäuse weg nach außen gerichtet sind, während die Leiter- und Isolationsschichten nach innen gerichtet sind, daß die gegeneinander isolierten Leiterschichten des Leiteraufbaus an einer Kante (Innenkante) mit Kontaktfahnen anderer Lcitcrschiclitcn bzw. zu mit einem Kabel verbundenen Stromzuführungslei'ern elektrischen Kontakt herstellen, und daß die Leiter der gedruckten Schaltungsplatte über Verteilerkabcl mit den Schaltungseinheiten verbunden sind.

Zwar ist es bekannt (USA.-Patentschrift 3 076 874), elektrische Schaltungen mittels einer Schichtanordnung aus abwechselnden Letter* und Isolatorplatieii zu verdrahten, welche durchgehende Bohrungen zur Aufnahme von Röhrenfassungen aufweisen, deren Λ M sch I u (Ut if te jeweils mit verschiedenen Leiterschichten elektrisch verbunden werden, jedoch handelt es sich bei den Leiterschichten nicht um gedruckte Schaltungsplatten, sondern um Leiterbleche, welche mit den übrigen Leitefblechen relativ große s Koppelkapazitäten bilden. Für schnell arbeitende Impulsschaltungen, wie sie für Trommelspeicher erforderlich sind, ist eine derartige Schichvverdrahtung daher ungeeignet.
Weitere Merkmale der Erfindung, die im folgenden

ίο an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert ist, ergeben sich aus den beiliegenden Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Trommelspeicheranordnung mit einer Ausführungsfonn der erfindungsgemäßen Signalverteilungs- und Kühleinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei die Trommel auf der Seite liegend mit

ao nach rechts weisenden Füßen, auf denen sie normalerweise steht, gezeigt ist,

Fig. 3 einen Teil der Oberseite der Anordnung nach F i g. 1 in Draufsicht,
F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Schicht-

a5 anordnung und gedruckten Schaltungsplatte in der Anordnung nach Fig. 1,

F i g. 5 eine aufgebrochene perspektivische Darstellung der Innenfläche der Schichtanordnung und gedruckten Schaltungsplatte nach F i g. 3 und 4,

F i g. 6 einen der Leiterringe der Schichtanordnuns nach F i g. 4 und 5 im Grundriß,

F i g. 7 a und 7 b Grundrißdarstellungen der Oberseite bzw. Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte nach Fig. 3, und

F i g. 8 ein der Erläuterung der elektrischen Eigenschaften der Schichtanordnung der erfindungsgemäßen Baueinheit dienendes Schaltschema.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Trommelspeicher-Baueinheit weist ein metallisches Rahmenwerk, tcilweise gezeigt bei 10, mit angelenkten Türklappen 12 auf. Die abklappbaren Türklappen 12 bestehen aus von Metallrahmen eingefaßten Schaltungsplatten, welche die für den Betrieb der Trommelspeichereinheit erforderlichen Schaltungen, wie Verstärker, Logikstufen u. dgl., enthalten. Die einzelnen Türklappen haben jeweils um ihren Innenrand Dichtungsstreifen 14, die bei geschlossenen Türklappen luftdicht abdichten. Die Türklappen 12 dienen einerseits dazu, das Innere der Trommelspeichereinheit vor

so Schmutz zu schützen, und sie bilden andererseits zugleich Wände von Durchlässen für den Durchtritt

von Kühlluft. Ein solcher Durchlaß ist in Fig, 2 durch die gestrichelte Linie 16 angedeutet.

Der Läufer des Trommelspeichers ist in F i g. 2 bei 18 gezeigt. Die (in Fig. 2 nicht sichtbaren) Lcsc- Schrcib-Köpfc sind im Ständer 20 unmittelbar bei der magnetischen Oberflüche 22 des Läufers angebracht, Der Antrieb für den Trommelläufer ist am Boden der Einheit angeordnet und besteht aus einem Motor

23 mit am Chassis befestigtem Ständer 24 und am Trommelläufer befestigtem Läufer 26. Bin durch einen weiteren Motor 30 angetriebenes KUhlgcbläse 28 ist am dem Antriebsmotor 23 entgegengesetzten Ende des Trommelgehäuses angeordnet.

Im Betrieb bläst das Kühlgebläse Luft durch die öffnung, in der das Luftfilter 32 angeordnet ist, und zwar am (gesehen in Fig. 1) oberen CchHuseendc. Die in das Trommelgehtiusc eintretende Luft durch·

strömt die verschiedenen den Trommelläufer umge- ten Schaltungsplatte gibt. Eine gute elektrische und benden Durchlässe, von denen einer bei 34 in Fi g. 2 mechanische Verbindung kann dabei jeweils durch gezeigt ist. Die eine Sfiite aller dieser Durchlässe wird Verlöten oder durch Verschweißen erhalten werden, jeweils durch die aus Schaltungsplattcn bestehenden Wie durch das Massesymbol 55 angedeutet, sind diese Türklappen 12 gebildet. Von den auf den Schaltungs- 5 abwechselnden Leiter geerdet. Der Erdanschluß kann platten angeordneten Schaltungselementen wird War- dabei über einen der Leiter des Energiezufuhrkabels me durch Wärmeleitung auf die Platten übertragen erfolgen. Die Kontaktfahnen für die übrigen Ringe, und von dort durch die die Durchlässe durchströ- wie z, B. 48/, 48}, 48k usw„ sind gegeneinander vermende Kühlluft weggeführt. Auf die gleiche Weise setzt, wie in Fig. 5 gezeigt. Diese Kontaktfahnen weiden auch die auf der Unterseite der Schaltungs- io sind ebenfalls aufgebogen, so daß sie mit anderen platten befindlichen Leiter, von denen einige in stark radial verlaufenden gedruckten Leitern auf der Schalübertriebener Darstellung bei 35 in Fig. 1 gezeigt tungsplatte46 Kontakt geben. Beispielsweise verbinsind, gekühlt. det die Fahne 48 i den zweiten Leiterring 54 mit dem

Nach Verlassen der Durchlässe oder Kanäle an gedruckten Radialleiter 56, die Fahne 48 / den vierten

den Schaltungsplatten strömt die Kühlluft in den Be- 15 Ring 58 mit dem gedruckten Leiter 60, die Fahne 48 k

reich 36 (F i g. 2) und durch den Trommelantriebs- den sechsten Ring 62 mit dem gedruckten Leiter 64,

motor 23, wobei der Motor gekühlt wird. Die heiße und co fort.

Luft wird am Boden der Anordnung ausgeblasen, Fig.4 veranschaulicht, .-ie die Energie in die

wie in F i g. 2 gezeigt. Ringanordnung eingeleitet wird Und zwar wird die

Die Verteilung der Speiseenergie und Signale auf ao Energie über z. B. den Leitungsdraht 44 des Energiedie verschiedenen Schaltungsplatten und andere Be- zufuhrkabels zum Stift 42 und von dort mittels des reiche der Trommelanordnung erfolgt mittels der Z-förmigen Leiters 66 zu einer entsprechenden Kon-Anordnung 37 an der Oberseite der Trommel. Diese taKtfahne, z. B. 48 n, geleitet. Von der Fahne 48 η Anordnung enthält eine ringförmige gedruckte Schal- gelangt die Energie in den Leiterring 63, der die tungsplatte sowie ringförmige Leiter, deren Einzel- as ,Zentralquelle der in ihm anstehenden Spannung für heilen später erläutert werden. Die Zufuhr der Speise- die verschiedenen Schaltungen des Systems, die diese energie an diese Anordnung erfolgt durch das oben Spannung benötigen, bildet.

links in Fi g. 1 gezeigte Kabel 39, dessen sieben Lei- F i g. 7 a und 7 b zeigen Einzelheiten der gedruck-

tungen an die sieben Stifte 42 auf der Oberseite des ten Schaltungsplatte. Eine Kontaktfahne, z. B. 48 i,

Chassis angeschlossen sind. Diese Stifte sind etwas 30 ist im elektrischen Kontakt mit dem radial verlaufen-

deutlicher in Fig. 3 gezeigt. Ein solcher Stift42 ist den gedruckten Leiter 56 auf der Oberseite der Platte,

stark vergrößert in F i g. 4 dargestellt. In dieser Figur Dieser Leiter endet bei 70. Dieser Bereich bildet den

ist ein Leitungsdraht 44 des Energiezufuhrkabels an Steckerteil einer Mehrklemmen-Steckfassung. Der

den Stift angelötet. Das um die Basis der Trommel Buchsenteil 72 hat eine Mittelöffnung (sichtbar in

herumgewickelte Kabel 40 versorgt den Trommel- 35 F ig. 4), die auf den Ansatz 74 der Schaltungsplatte

antriebsmotor und den Gebläsemotor mit Speise- paßt. Diese öffnung ist mit einer Anzahl von beab-

energie. standeten Anschlußleitern (in Fig. 7a gestrichelt

In Fig. 3, 4, 5 und 6 sind Einzelheiten der Anord- angedeutet) ausgekleidet. Diese Anschlußleiter körnung 37 an der Gehäuseoberseite gezeigt. Diese An- respondieren mit den entsprechenden radial verlauordnung enthält eine gedruckte Schaltungsplatte 46 40 fenden Leitern auf der gedruckten Schaltungsplatte, und eine zwischen dieser und dem Trommeigehäuse wenn die Buchse 72 aufgesetzt ist. Beispielsweise angeordnete Schichtanordnung. Sowohl die gedruckte korrespondiert der Anschlußleiter 76 (gestrichelt dar-Schaltungsplatte als auch die Schichtanordnung sind gestellt) mit dem Teil 70 des Leiters 56. Der Anringförmig ausgebildet, und ihre Mittelöffnungen dek- Schlußleiter 78 korrespondiert mit dem T;il 80 des ken sich mit der öffnung an der Gehäuseoberseite, 45 Radialleiters 60 der gedruckten Schaltungsplatte, und so daß der Kühllufistrom nicht behindert wird. Die so fort.

Schichtanordnung besteht aus elf Leiterringen aus Im Betrieb führen die sieben Leitungsdrähte des einem Metall wie Kupfer, die durch Isolierringe von- Energiezufuhrkabels die entsprechenden Gleicheinander getrennt sind. Die einzelnen Metallringe spannungen von z. B. I-50Volt, +30VoIt, +10VoIt, haben eine Dicke von jeweils ungefähr 0,025 cm 50 |- 5 Volt, Nullspannung, - 5 Volt, — 30 Volt. Diese (0,010Zoll), während die Dicke der einzelnen Isolier- Leitungsdrähte sind über die Stifte 42 (Fig. 1 und 3) ringe jeweils ungefähr 0,0064 cm (0,0025 Zoll) be- an die"Radialleiter auf der Oberseite der gedruckträgt. Die einzelnen Metallringe sind identisch aus- ten Schaltungsplatte angeschlossen. Von diesen gebildet und haben jeweils zehn von ihrem Innenrand Radialleitern folgen die Spannungen zwei Wegen, im gleichen Abstand vorstehende Kontaktstreifen 55 und zwar einmal zur Buchse 72, die an den Ansatz oder Fahnen 48, wie in F i g. 6 gezeigt. Ferner hat 74 a (F i g. 3) anschließt, und zum anderen über die jeder Metallring einen Radialschlitz 50, dessen Zweck hochgebogenen Fahnen, z. B. 48 η in F i g. 4, zu den es ist, das Entstehen von umlaufenden Strömen im verschiedenen Leiterringen der Schichtanordnung. Ring zu verhindern. Von den Letterringen gelangen diese' Spannungen

Fig. 5 zeigt, wie die aufeinanderfolgenden Ringe 60 über die anderen Fahnen 48 zu anderen Radialleitern

an die gedruckte Schaltungsplatte 46 angeschlossen auf der Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte,

sind. D!e Kontaktidinen 48 α, 486, 46 c usw. für ab' Beispielsweise kann die Nullspannung in der Leitung

wechselnde der Leiter sind jeweils zur Deckung mit' 77 und dem gedruckten Leiter 52α (Fig, 3) liber

einander gebracht und dann in dsr gezeigten Weise Fahnen entsprechend 48a, 486, 48c usw. (Fig. 5)

umgefaltet, so dab sie elektrischen Kontakt mitein' 65 abwechselnden Ringen der Schiehtanordnung zugcander geben und die unterste Kontaktfahne 48 λ führt werdsn, Von diesen Ringen ist der NuIUm-

elektrischen Kontakt mit dem radial verlaufenden schluß über andere Fahnen 48 0, 486 usw. mit dem

Bedruckten Leiter 52 auf der Oberseite der gedruck- Leiter 52 in F i g. 3 und den anderen Leitern cntsprc-

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ehend52 (insgesamt 10), die in im wesentlichen gleichen Abstand um die Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte verteilt sind, verbunden. In entsprechender Weise gelangt die Spannung im gedruckten Schaltiingsleiter 56 a (F i g. 3) über die Fahrte 48 / (in F i g. 3 nicht sichtbar, jedoch unterhalb des Z-förmigen Elements 66« befindlich) zum Ring 54 in F i g. 5 und über die neun anderen Fahnen 48 / (F i g. S) zu den neun anderen Radialleitern entsprechend 56 auf der Oberseite der gedruckten Schaltunesplatte.

Ein Leiter wie 52 (F i g. 7 a und 7 b), der an Masse angeschlossen ist, ist über die Leiterauskleidung der Innenwände der Löcher 90 (bekannt als »durchplattierte Löcher«) mit einem Leiter 92 auf der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte verbunden. Der gedruckte Radialleiter 52 ist ferner über die durchplattierten Löcher 94 mit einem zweiten Leiter 95 auf der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte verbunden. Die geerdeten Leiter 92 und 95 sowie die entsprechenden Leiter 92 a, 95 α usw. dienen als Abschirmungen für die peripheren Leitungen wie 96, 98 usw. auf der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte. Diese peripheren Leitungen führen elektrische Signale.

Die gedruckten Leiter 92 dienen außerdem als Anschlußpunkt für den Massenanschluß (nicht sichtbar) der Buchsen wie 72 in F i g. 7 a. In der Buchse 72 befindet sich ein Anschluß, der den Vorsprung des gedruckten Leiters 92 auf der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte erfaßt. Diese Anschlußklemme ist an einen Draht im Kabel angelötet, der als Nullpotentialquelle für die verschiedenen angeschlossenen Schaltungen dient.

Es soll noch kurz auf die elektrischen Eigenschaften der beschriebenen Schichtanordnung für die Energieversorgung eingegangen werden. Wie aus F i g. S ersichtlich, liegen abwechselnde der Leiter der Anordnung an Nullpotential. Diese Leiter sind verhältnismäßig großflächig und wirken daher als geerdete Kondensatorplatten, wie z. B. bei 100, 102, 104 in F i g. 8 gezeigt. Die übrigen Leiter deT Schichtanordnung führen unterschiedliche Gleichspannungswerte, angedeutet durch die Batterie 106 und den Spannungsteiler 108 (die zusammen eine Speisespannungsquelle bilden). Diese Leiter wirken daher ebenfalls als Kondensatorplatten oder -belegungen, wie bei 110,112 und 114 angedeutet. Die Schichtanordnung wirkt somit als hochkapazitives niederinduktives Filter für die Gleichspannungen, die sie von der Speisespannungsquelle empfängt. Ein solches Filter integriert, d.h. glättet etwaige in den Speisesoannungen auftretende Spannungsweflen aus, indem diese Spannungswetlen die Kondensatoren aufladen, welche die Wellenenergie akkumulieren und speichern, um sie dann allmählich an die von ihnen gespeisten Schaltungen abzugeben.

Die verschiedenen im System erzeugten elektrischen Signale laufen von den verschiedenen Schaltungen über bestimmte Leitungen von Kabeln wie 120, 122 usw. in Fig. 1 zu den Buchsen wie 72 und 126 der gedruckten Schaltungsplatte. Die Buchse 72 ist in Fig. 7a gezeigt. Ein etwa Ober eine Klemme 128 (gestrichelt angedeutet) ankommendes Signal läuft in einen radial verlaufenden gedruckten Leiter 130 auf der Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte. Von diesem Leiter läuft das Signal über das durchplatiierte Loch 132 zur Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte, wie in Fig. 7b gezeigt. Das Signal gelangt dann in einen peripheren oderzirkumferentiaten Leiter wie 134 und von dort über ein weiteres durchpiattiertes Loch wie 136 zu anderen Radialleitern auf der Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte. Von diesen anderen Leitern tritt das Signal in Buchsen aus, um von dort über Kabel wie 120 nach anderen Schaltungen zu laufen. Biispielsweise kann ein von einer Buchse kommendes und zum peripheren Leiter

ίο 96 gelangendes Signal über das durchplattierte Loch zum Leiter 142 auf der Obeneile der gedruckten Schaitungsplatte gelangen, um von dort zum Leiter der Buchse 72 und anschließend über einen Draht eines Krbels zu einer anderen Schaltung zu

i$ laufen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Halterung, Stromzuführung und Kühlung von elektrischen Schaltungseinheiten mit einem Gehäuse, welches die Schaltungseinheiten trägt, an einem Ende eine Öffnung aufweist und mit Kanälen versehen ist, welche die durnh die Öffnung eintretende Kühlluft zn den Schaltungseinheiten leiten, dadurch gekennzeichnet, daß an dem offenen Ende des Gehäuses (10) ein ebenfaUs mit einer Öffnung ausgebildeter geschichteter Letteraufbau (37) aus einer gedruckten Schaltungsplatte (46) und abwechselnden Leiterschichten (54, 5t, 62) und Isolierschichten übereinstimmender Form und Ausrichtung derart angeordnet ist, daß seine öffnung mit der Gehäuseöffnung ausgerichtet ist und die beabstandeten Leiter (56, 60. 64) der gedruckten Schaltungsplatte (46) vom Gehäufe weg nach außen gerichtet sind, während die Leiter- und Isolationsschichten nach innen gerichtet sind, daß die gegeneinander isolierten Leiterschichten (54, 58, 62) des Leiteraufbaus (37) an einer Kante (Innenkante) mit Kontaktfahnen (48) versehen sind, welche zn den Leitern der gedruckten Schalungsplatte (46) bzw. zu Kontaktfahnen anderer Leiterschichten bzw. zu mit einem Kabel verbundenen Stromzvführungsleitern (42) elektrischen Kontakt herstellen, und daß die Leiter der gedruckten Schaltut..£platte (46) über Verteilerkabel (12·, 122) mit den Schaltungseinheiten verbunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnde der Leiterschichten des Schichtaufbaus (37) über ihre Kontaktfahnen an über einen Leiter des Kabels (39) zugeführtes Massepotential angeschlossen sind.

3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungseinheiten gedruckte Schaltungskarten (in den Türen 12) unifassen, welche zumindest teilweise die Außsnwandung des Gehäuses (10) bilden und welche zugleich eine Begrenzungswand der das Gehäuse längs durchlaufenden Kühlluftkanäle (34) bilden, die an der Gehäuseöffnung enden, und daß ein Kühlluft durch die Öffnung und die Kanäle treibendes Gebläse (26) vorgesehen ist

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungskarten jeweils in am Gehäuse (10) angelenkten Türen (12) angeordnet sind, die beim Öffnen einen der Kühlluftkanäle zugänglich machen.

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5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Leiterschichten (54, 5§, 62) mit einem von ihrer Innenkante zur Außenkante verlaufenden Radialschlitz (50) ausgebildet ist (F i g. 6).

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Leiterplatte (46) auf ihrer den Isolator- und Leiterschichten zugewandten Oberfläche gegenseitig beanstandete,

in Umfangsrichtung verlaufende Signalstromleiter (96, 98) und auf ihrer gegenüberliegenden Oberfläche radial verlaufende Betriebsspannungsleiter

(52, 56, 60, 64) und Signalstromleiter (130, 142] aufweist, daß die Signalstromleiter auf beider Oberflächen durch die Schaltungsplatte (46) hindurch verbunden sind (durchplattierte· Löcher] und zum Teil der elektrischen Verbindung dei Schaltungseinheiten dienen.

7. Anordnung nach einem oder mehreren dei Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dal innerhalb des Gehäuses (10) eine durch einet Motor (23) angetriebene rotierende trommel (18 angeordnet ist und daß der Motor im Luftstrott mindestens eines der Kanäle (M) liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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