DE1776078C - Servomotor with a pressure-medium operated actuator - Google Patents
Servomotor with a pressure-medium operated actuatorInfo
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Description
27. Stellmotor nach den Ansprüchen 22 und Bauteile beliebig viele Einstellungen mit höchster Ge-23. dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied nauigkeit ermöglicht, ohne daß dabei übertriebene (17) zusützl:ch in einem Seitenkräfte aufnehmen- Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der Finden Stützlager geführt is*. zelteile gestellt werden.27. Servomotor according to claims 22 and components any number of settings with the highest Ge-23. characterized in that the actuator allows accuracy, without causing excessive (17) zusützl: ch in a side forces aufnehmen- demands on the manufacturing accuracy of the support bearing Find out is *. tent parts are provided.
35 Ausgehend von einem Stellmotor mit einem von35 Based on a servomotor with one of
einem Druckmedium beaufschlagten Stellglied istan actuator acted upon by a pressure medium
diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Stellglied von einer an sich bekannten stufenweise (digital) undThis object is achieved in that the actuator of a known per se stepwise (digital) and
Die Erfindung betrifft einen Stellmotor mit einern einer an sich bekannten stetig (analog) arbeitt ndenThe invention relates to a servomotor with a continuously (analog) function that is known per se
von einem Druckmedium beaufschlagten Stellglied. 40 Stelleinrichtung, die in ihrer Wirkung in Reihe ge-actuator acted upon by a pressure medium. 40 control device, the effect of which is in series
Solche Stellmotore werden benötigt, um einen schaltet sind, gleichzeitig aus seiner Ausgangslage be-Such servomotors are required in order to be switched, at the same time from its starting position
pneumatischen oder hydraulischen Arbeitsdruck in wegbar ist.pneumatic or hydraulic working pressure can be moved in.
eine entsprechende mechanische Wegstrecke zu über- Dabei kann vorzugsweise die stufenweise arbeiführen, wobei diese Wegstrecke durch eine Längs- tende Stelleinrichtung ein an sich bekannter Kolbenoder auch durch eine Drehbewegung dargestellt sein 45 antrieb und die stetig arbeitende Stelleinrichtung ein kann. an sich bekannter Membranantrieb sein.to cover a corresponding mechanical distance - this can preferably be done in stages, this distance through a longitudinal end adjusting device a piston or known per se also represented by a rotary movement 45 drive and the continuously operating control device can. be known per se diaphragm actuator.
Nach ihrer Wirkungsweise werden solche Stellmo- Für den Kolbenantrieb eignen sich vorteilhafter-According to their mode of operation, such actuating mo-
tore in Kontinuierlich, also analog und in schritt- oder weise mehrere miteinander gekoppelte, in einem ge-gates in Continuous, i.e. analog and in steps or several coupled with each other, in one
stufenweise arbeitende Stellmotore unterteilt. Analog nieinsamen Zylinder jeweils zwischen zwei Endlagenstep-wise working servomotors divided. Similar to a single cylinder between two end positions
arbeitende Ste'lmotore weisen in der Regel eine vom 50 verschiebbare, in ihren Längen nach einer geometri-working steel motors usually have a 50 shiftable length according to a geometrical
Druckmedium beaufschlagte Membran auf, die gegen sehen Reihe gestufte Kolben, wählend der Membran-Pressure medium acted upon diaphragm, the series of stepped pistons against the see, selecting the diaphragm
die Kraft einer Feder eine Ausl.nkung erfährt, antrieb mindestens eine gegen eine steife Feder aufThe force of a spring experiences a deflection, at least one of which is driven against a stiff spring
welche dem wirkenden Druck proportional ist. den Zylinder wirkende Membran aufweist, wobei derwhich is proportional to the pressure acting. having the cylinder acting membrane, the
Zu den schritt-oder stufenweise arbeitenden Stell- Stellbereu h des Membranantriebs mindestens demFor the adjusting ranges of the diaphragm drive, which work in steps or in stages, at least the
motoren gehören auch digital arbeitende Stellmotore, 55 Stellschritt der kleinsten Stufe des Kolbenantriebsmotors also include digital servomotors, 55 step of the smallest stage of the piston drive
deren Stellgröße entsprechend dem steuernden, paral- entspricht.whose manipulated variable corresponds to the controlling, parallel-.
IeI anstehenden bewertbaren Code eine begrenzte Durch eine solche Kombination eines digitalenIeI pending assessable code a limited by such a combination of a digital
Anzahl diskreter Werte mit gleichen Absländen von- Stellmotors mit mindestens einem analogen Stellmo-Number of discrete values with the same distance from - servomotor with at least one analog servomotor
einander annimmt. tor ist ein neuer, überaus vorteilhafter hybrider Typaccepts each other. tor is a new and extremely advantageous hybrid type
Reibungen im Antriebsmechanismus eines vom 60 eines drucki.iittelbetätigten Stellmotors geschaffen,
Stellmotor einzustellenden Gerätes und andere unde- der die Anwendungsmöglichkeit von pneumatischen
finierte Gegenkraft»: ergeben eine sich nachteilig aus- und hydraulischen Anlagen erheblich erweitert. Dies
wirkende Unsicherheit in der Einstellung des analog gilt insbesondere für die Anwendung druckmittelbearbeitenden
Stellmotors, so daß solche Stellmotore tätigter Stellmotore als Stellglieder bei Werkzeugmadurch
Regeleinrichtungen zu Folgewerken oder Stel- 65 schinen, vorzugsweise zur Positionierung bei der iTclungsmachern
erweitert werden. Hierdurch wird die genseitigen Zuordnung von Werkstücken und Werk-Stellung
des Stellmotors als Regelgröße erfaßt und zeug, zur Positionierung von Anschlägen u. ä.
der Druck des dem Stellmotor zugeleiteten Druckme- Die Stellschritte des Stellmotors können nunmehrFrictions in the drive mechanism of a pressure-operated servomotor created by a pressure-operated servomotor, a servomotor to be set and other devices and the possibility of using pneumatically defined counterforce: result in a disadvantageous outward and hydraulic systems considerably expanded. This acting uncertainty analog is especially true for the application of pressure mitt same operating positioning motor, so that such control motors actuated servomotors machines as actuators in Werkzeugmadurch control means to sequence plants or STEL 65 are preferably extended to position at the i T clungsmachern in the setting of the. As a result, the mutual assignment of workpieces and the work position of the servomotor is recorded as a control variable and is used to position stops and the like.
the pressure of the pressure meter fed to the servomotor. The setting steps of the servomotor can now
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mit großer Genauigkeit beliebig klein ausgeführt wer- arbeitungsvorgang auftretenden Fehler verkörpert,executed with great accuracy as small as desired, errors occurring in the process are embodied,
den, und zwar mit Stellgeschwindigkeiten, die denen über eine Summierstelle der die Druckkammer desthe, with adjusting speeds that match those of a summing point of the pressure chamber of the
digitaler Stellmotoren annähernd entsprechen. Membranantriebs beaufschlagenden Druckleitung zu-of digital servomotors approximately correspond. Diaphragm actuator acting pressure line
Hierzu werden die Druckräume der in dem ge- zuführen, so daß ζ. Β. NullpunktsverschiebungenFor this purpose, the pressure chambers are fed to the so that ζ. Β. Zero offsets
meinsamen Zylinder angeordneten Stufenkolben je- 5 ausgeglichen und gleichbleibende oder sich nur lang-common cylinder arranged stepped pistons each- 5 balanced and constant or only long-
weils mit gleichem Arbeitsdruck, der Druckraum des sam ändernde, vom Arbeitsprozeß, etwa von derbecause with the same working pressure, the pressure space of the sam changing, of the work process, for example of the
Membranantriebs mit unterschiedlichem Arbeits- Werkzeugabnutzung herrührende Fehler kompensiertMembrane drive compensated for errors resulting from different work tool wear
druck beaufschlagt. Selbstverständlich kann der · werden können.pressure applied. Of course, the · can be.
Membranantrieb über eine geeignete Ventilanord- Nach einer bevorzugten Ausführungsform der ErDiaphragm drive via a suitable valve arrangement According to a preferred embodiment of the Er
nung auch mit einem in seiner Druckhöhe gestuften io findung sind für das Einschalten der Korrckturein-even with a detection stepped in its pressure level are for switching on the correction mechanism.
Druckmedium beaufschlagt werden, so daß der ana- richtungen druckmittelbctätigtc Membranen vorgese-Pressure medium are acted upon, so that the devices pressure-medium-actuated membranes are provided.
log arbeitende Teil des Stellmotors ähnlich einem di- hen, denen in ihrer Ruhestellung auf Vorsprüngenlog working part of the servomotor similar to a dihen, those in their rest position on projections
gital arbeitenden Teil wirkt. Durch diese Maßnahme des Zylinders aufliegende Federn zugeordnet sind,working part works. Through this measure of the cylinder overlying springs are assigned,
ergibt sich der Vorteil, daß die Anzahl der digitalen deren Federkraft jeweils über ebenfalls am Zylinderthere is the advantage that the number of digital their spring force in each case also on the cylinder
Stufen, insbesondere für kleine Stufen, ohne großen ig angeordnete Druckschrauben einstellbar ist.Steps, especially for small steps, can be adjusted without large pressure screws arranged.
Aufwand erhöht werden kann. Selbstverständlich können an Stelle von Membra-Effort can be increased. Of course, instead of membrane
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann nen auch Kolben, Federbälge u. ä. Einrichtungen fürAccording to a further feature of the invention, pistons, bellows and the like can also be used for devices
aber auch die stufenweise, also digital arbeitende die Auslösung der Kraftspeicher der Korrekturein-but also the step-by-step, i.e. digital, triggering of the energy storage mechanism for the correction inputs
Einrichtung aus mehreren stetig, also analog arbei- richtungen Verwendung finden,Equipment from several continuous, i.e. analogous, work directions are used,
tenden Membranantrieben bestehen, denen jeweils in ao Die Korreklureinrichtungen sind vorzugsweisetend diaphragm drives exist, each of which in ao The correction facilities are preferred
ihrer Federkraft unterschiedlich gestufte, steife Fe- konzentrisch zur Symmetrieachse des Zylinders zwi-their spring force differently stepped, stiff Fe- concentric to the axis of symmetry of the cylinder between
dern zugordnet sind. Auf diese Weise können kon- sehen Membranantrieb und der dem Stellglied desto which are assigned. In this way, the membrane drive and the actuator of the can see
krete Längen extrem kleiner Werte auf wirtschaft- Stellmotor, abgewandlen Stirnseile des Zylinders an-crete lengths of extremely small values on economical servomotor, modified front ropes of the cylinder
liche Weise eingestellt werden. geordnet. Hierzu weist die dem Stellglied abgewandtebe set in a liche way. orderly. For this purpose, the one facing away from the actuator
Besonders vorteilhaft ist der hybride Stellmotor, as Stirnseite des die Stufenkolben beinhaltenden Zylin-The hybrid servomotor is particularly advantageous, as the end face of the cylinder containing the stepped pistons
wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ders einen die Korrekturein richtungen aufnehmendenif, according to a further feature of the invention, the one receiving the correction devices
jedem Stufenkolben des digitalen Kolbenantriebs eine Flansch sowie einen zentrischen Fortsatz auf, derEach stepped piston of the digital piston drive has a flange and a central extension that
druckmitteibctätigte und analog arbeitende, system- über die steife Feder mit der Membran des anaiogPressure-actuated and analog working, system via the stiff spring with the membrane of the analog
bedingte Fehler eliminierende Korrektureinrichtung wirkenden Antriebs verbunden ist. Bei einer größerenconditional error eliminating correction device acting drive is connected. With a larger one
zugeordnet ist, die jeweils auf das Stellglied, Vorzugs- 30 Anzahl von Digitalstufen können mehrere solcheris assigned, each to the actuator, preferred 30 number of digital stages can have several such
weise aber auf den gemeinsamen Zylinder einwirken. Flansche hintereinander angeordnet werden.but act wisely on the common cylinder. Flanges are arranged one behind the other.
Die Zuordnung zum jeweiligen Stufenkolben wird Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weidadurch erzwungen, daß die Druckräume der einzel- sen die miteinander gekoppelten und in dem gemeinnen Korrektureinrichtungen jeweils mit dem Arbeits- samen Zylinder angeordneten Kolben dem Koppeln druck beaufschlagt werden, der auch dem jeweils zu 35 dienende, beidseitig des Kolbens angeordnete und korrigierenden Stufenkolben zugeführt wird. Die rechtwinklig zur Symmetrieachse des Zylinders in die Korrekturcinrichtungcn sind vorzugsweise über gleiche Richtung weisende Vorsprünge auf, die von Druckmittel einschaltbarc, in ihrer Wirkung justier- den Enden von an beiden Seiten des Kolbens außerbare Kraftspeicher, die sich an am Zylinder angeord- mittig angeordneten Traversen oder Kolbenstangen neten Widerlagern abstützen. 4° getragen sind.According to a further feature of the invention, the assignment to the respective graduated piston is thereby achieved forced that the pressure areas of the individual are coupled with each other and in the common Correction devices each with the working cylinder arranged piston to the coupling pressure are applied, which is also the one to be used, arranged on both sides of the piston and corrective stepped piston is supplied. The perpendicular to the axis of symmetry of the cylinder in the Correction devices are preferably projections pointing in the same direction, which are from Pressure medium can be switched on, the effect of which is adjusted by ends of ends which are external on both sides of the piston Energy storage devices located on cross members or piston rods arranged in the middle of the cylinder Support the abutments. 4 ° are worn.
Auf diese Weise werden Längenfehler der digital Der Vorteil die.er Anordnung ist darin zu sehen, arbeitenden Glieder des Stellmotors korrigiert, und daß die Koppelflächcn der in die gleiche Richtung zwar jeweils individuell entsprechend des oder der weisenden Foiisätze einfach zu bearbeiten sind, was wirksam werdenden Stufenkolben des Stellmotors. die Genauigkeit der durch die einzelnen Stufenkolben Selbstverständlich kann eine Korrektur des Stellglie- 45 verkörperten Stellwege wesentlich erhöht. duN des Stellmotors auch durch den analog arbeiten- Die Genauigkeit wird wi her erhöht, wenn nach den Teil des Stellmotors erfolgen. Die Korrektur mit einem weiteren Merkmal der Erfindung die VorHilfe besonderer Korrekturantriebe hat jedoch den sprünge in der Symmetrieachse des die Kolben fühgroßen Vorteil, daß die durch Fertigungstoleranzen renden Zylingers liegende Anschlagflächen aufweiverursathten geometrischen Längenfehler eines jeden 50 sen, dc .en Größe jeweils nur einen Bruchteil der Stufenkolben getrennt erfaßt und die jeweils zugehö- Kopplungsflache beträgt. Auf diese Weise werden ripe Korrekturgröße nur einmal zu ermitteln ist. Da auch bei normalen Stellkräftcn hohe Flächcndrückc jeder Korrekturantrieb auf diese Größe einstellbar erzielt, die den Einfluß von Staub und Verunreiniist. wird das Stellglied des Stellmotors bei Bcauf- gungen auf die Einstellgenauigkcit erheblich hcrabschlagung mit Druckmittel jeweils stets unmittelbar in 55 setzen. Darüber hinaus lassen sich kleine Flächen gcdie korrigierte lastunabhängige Längeneinstellung nauer als große Flächen herstellen, überführt. Um eine einwandfreie Führung der Stufenkolben Schließlich ist ein weiterer Vorteil der Korrcktu- im gemeinsamen Zylinder zu gewährleisten, weisen ^einrichtungen darin zu sehen, daß die Zahl der digi- die Vorsprünge an der Innenwandung des Zylinders talen Stufen nicht mehr so eng begrenzt ist wie bisher, 60 gleitende Führungsflächen auf. Auf diese Weise wird da Fertigungsfehler der einzelnen Stufen eliminierbar ein Klemmen der Kolben im Zylinder weitestgehend sind. vermieden.In this way, length errors of the digital The advantage of the arrangement is to be seen in working members of the servomotor corrected, and that the coupling surface of the in the same direction it is true that each of them is easy to edit individually according to the guiding principle or sentences effective stepped piston of the servomotor. the accuracy of the individual stepped pistons Of course, a correction of the actuating path embodied in the actuator 45 can be increased significantly. The servomotor can also be operated in an analogue manner. The accuracy is increased again if after the part of the servomotor. Correction with another feature of the invention provides help However, special correction drives have the jump in the axis of symmetry of the piston Advantage that the Zylingers lying stop surfaces due to manufacturing tolerances aufweiverursathten geometric length error of every 50 sen, dc .en size only a fraction of the Stepped piston detected separately and the respective associated coupling surface is. Be that way ripe correction variable can only be determined once. Since, even with normal maneuvering forces, there are high surface pressures each correction drive can be adjusted to this size, which is the influence of dust and dirt. the actuator of the servomotor is considerably reduced if the accuracy of the setting is relied on always set directly in 55 with pressure medium. In addition, small areas can be created Make the corrected, load-independent length setting more precise than large areas, convicted. Finally, another advantage of the Korrcktu in the common cylinder is to ensure proper guidance of the stepped piston ^ facilities to see that the number of digi- the projections on the inner wall of the cylinder talen steps is no longer as tightly limited as before, 60 sliding guide surfaces. That way will as manufacturing errors in the individual stages can be eliminated as far as possible, the piston jamming in the cylinder are. avoided.
Infolge seiner analog arbeitenden Teile ist das Für den Fall, daß die von einem Werkzeug odd Stellglied de·, hybriden Stellmotors r ach beeinflußbar Werkstück auf den Stellmotor einwirkenden Rückbezüglich der Fehler, die aus dem Bearbcitungsvor- 65 stellkrUfte besonders groß sind und die vom Analoggang auf einer Werkzeugmaschine herrühren. Hierzu stellglied erzielte hohe Einstellgenauigkcit beibehalist lediglich das Druckmittel, dessen jeweiliger Druck ten werden soll, ist gemäß einem weiteren Merkmal Hie der Wcrk/eunmuschinc eigenen bzw. die beim Bc- der Erfindung eine von einem Druckmedium auslös-As a result of its analog working parts, this is for the case that those of a tool are odd Actuator de ·, hybrid servomotor can be influenced by the workpiece acting on the servomotor the errors that are particularly large from the processing power and those from the analog process originate on a machine tool. For this purpose, the high adjustment accuracy achieved is maintained only the pressure medium, whose respective pressure is to be th, is according to a further feature Here the Wcrk / eunmuschinc own or in the case of the invention one triggered by a print medium
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bare Klemmvorrichtung vorgesehen, durch die das ten durchdringt. Wenn die Anschläge 6 an den AnStellglied nach der Überführung in seine Einstellage schlagen 7 anliegen, sind die Anschläge 10 und Il feststellbar ist. genau um das Maß, um das sich die betreffenden Stu-face clamp provided through which penetrates the th. When the stops 6 on the actuator after the transfer to its setting position 7 are in contact, the stops 10 and II is detectable. exactly to the extent by which the study concerned
Hierzu ist ein das Stellglied innerhalb seiner Lage- fenkolben verschieben sollen, entfernt, nämlich um rung teilweise umfassendes Druckstück von einem 5 die Maße α, 2 α, 4 α, 8 α. Die Stellgrößen der verHebel beaufschlagt, der von einem druckmittelbeauf- schiedenen Stufenkolben 2 bis 5 sind also nach einer schlagten Kolben entgegen der Wirkung einer Feder steigenden geometrischen Reihe geordnet in der in seiner unwirksamen Lage gehalten ist. Um Seiten- Weise, daß die Verstellung jedes folgenden Stufenkräfte aufzunehmen, ist das Stellglied zusätzlich in kolbens doppelt so groß ist wie die des vorhergeheneinem Stützlager geführt. io den. Für jeden Stufenkolben ist im Zylinder 1 eine fe-For this purpose, the actuator is supposed to move within its position piston, removed, namely by tion partially comprehensive pressure piece of a 5 the dimensions α, 2 α, 4 α, 8 α. The manipulated variables of the lever acted upon, the stepped pistons 2 to 5, which are differentiated by a pressure medium, are therefore after a struck piston against the action of a spring ordered in the rising geometric series is held in its inoperative position. To side-way that the adjustment of each subsequent step forces the actuator is also in piston twice as large as that of the previous one Support bearing led. io den. For each stepped piston in cylinder 1 there is a
Um die Lebensdauer des Stellmotors ungünstig be- ste Druckluftzuleitung angeordnet, über die die ein-In order to ensure the service life of the servomotor, the best compressed air supply line is arranged, via which the
einflussende harte Stöße beim Verstellvorgang des zelnen Druckräume 12 bis 15, in die die Stufenkol-influencing hard impacts during the adjustment process of the individual pressure chambers 12 to 15, in which the stepped piston
Stcllgliedes auszuschließen, weist ferner erfindungs- ben 2 bis 5 das Innere des Zylinders einteilen, durchTo exclude the connecting member furthermore according to the invention 2 to 5 divide the interior of the cylinder by
gemäß das Stellglied eine Dämpfungsvorrichtung auf. Anschlußleitungen 12a bis 15« unter pneumatischenaccording to the actuator on a damping device. Connection lines 12a to 15 ″ under pneumatic
Hierzu weist das Stellglied einen Dämpfungskolben 15 Druck gesetzt werden könnenFor this purpose, the actuator has a damping piston 15 that can be pressurized
auf und sind die zu beiden Seiten des Dämpfungskol- Der oberste Stellkolben 5 ist mit einem Stellglied bens angeordneten Zylinderräume über einen eine 17, das durch einen Zylinderdeckel 18 leicht gleitend einstellbare Drossel aufweisenden Kanal miteinander nach außen geführt ist, fest verbunden. Der Druckverbunden, wobei diese Drossel auch in Abhängigkeit raum 16 über dem obersten Stufenkolben 5 kann des Differenzdruckes der Dämpfungsflüssigkeit, die ao durch eine Zuleitung 16 α unter einen Druck gesetzt in den Zylinderräumen vorgesehen ist, regelbar ist. werden, dessen Wirkung auf den Stufenkolben etwaThe uppermost actuating piston 5 is firmly connected to an actuator bens via a channel 17, which is guided to the outside through a cylinder cover 18 which is easily adjustable through a cylinder cover 18. The pressure connection, whereby this throttle can also be regulated as a function of space 16 above the uppermost stepped piston 5, of the differential pressure of the damping fluid, which is provided in the cylinder chambers under pressure through a supply line 16 α. its effect on the stepped piston for example
Die Rückstellkraft für den Kolbenantrieb liefert in halb so groß ist, wie die Wirkung der über die Anan
sich bekannter Weise ein Druckmedium, das das Schlußleitungen 12 α bis 15 α zugeführten Steuer-Stellglied
in rückführendem Sinne beaufschlagt, und drücke auf die übrigen Stufenkolben,
•»war mit einem Druck, dessen Kraftwirkung halb so 25 Das analog Teil II des hybriden Stellmotors begroß
ist wie die des das Stellglied aus seiner Aus- steht im wesentlichen aus einer steifen Feder 19, die
gangs'.age bewegenden Drurkes. mit dem Zylinder 1 des digitalen Teils durch einenThe restoring force for the piston drive is half as great as the effect of the known manner via a pressure medium that acts on the control actuator fed to the end lines 12 α to 15 α in a returning sense, and presses on the remaining stepped pistons,
• »was with a pressure, the force of which is half as large as that of part II of the hybrid servomotor, as is that of the actuator from its protrusion. with cylinder 1 of the digital part through a
Alles Nähere über die Erfindung ergibt sich aus Fortsatz 20 und mit einem Membranteller 21 durchAll details about the invention can be found in the extension 20 and with a diaphragm plate 21
der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit ein Distanzstück 22 fest verbunden ist. Diese Teilethe following description in connection with a spacer 22 is firmly connected. These parts
der Zeichnung, auf der ein Ausführungsbeispiel eines 30 befinden sich in einem Membrangehäuse 24, das orls-of the drawing, on which an embodiment of a 30 is located in a membrane housing 24, the orls-
Stellmotors gemäß der Erfindung, einige Ausfüh- fest angeordnet ist. Schließlich ist eine Membran 23Servomotor according to the invention, some execution is firmly arranged. Finally, there is a membrane 23
rungsbeispielc von in einem solchen Stellmotor an- vorgesehen, die einen Druckraum 26 abschließt, derRungsbeispielc provided in such a servomotor, which closes a pressure chamber 26, the
geordneten Stellkolben sowie eine zweite Ausfüh- durch eine Zuleitung 26 a unter Steuerdruck gesetztordered actuating piston and a second execution through a supply line 26 a set under control pressure
rungsform eines Stellmotors mehr oder minder sehe- werden kann,shape of a servomotor can be seen to a greater or lesser extent,
matisch dargestellt sind. Im einzelnen zeigt 35 Ferner ist für jeden Stufenkolben in dem digitalenare shown automatically. In detail, 35 is also shown for each stepped piston in the digital
F i g. 1 einen Schnitt durch einen druckmittelbetä- Teil I ein Korrekturglied 25 vorhanden. Diese Kor-F i g. 1 shows a section through a Druckmittelbetä- part I a correction element 25 available. This cor-
tigten Stellmotor gemäß der Erfindung, rekturglieder bestehen jeweils aus Federgehäusen 26,saturated servomotor according to the invention, rectifying members each consist of spring housings 26,
Fig. 2 bis 4 verschiedene Ausführungsformen von die über einen die in bezug auf Fig. 1 untere Stirn-Fig. 2 to 4 different embodiments of the one with respect to Fig. 1 lower end face
Stellko!bcn für einen Stellmotor gemäß Fig. 1, seite des Zylinders 1 bildenden Flansch 32 fest mitStellko! Bcn for a servomotor according to FIG. 1, side of the cylinder 1 forming flange 32 firmly with
F i g. 5 eine andere Ausführungsform des digitalen 40 dem Zylinder 1 verbunden und symmetrisch zu die-F i g. 5 another embodiment of the digital 40 connected to the cylinder 1 and symmetrically to the
Teils des Stellmotors gemäß F i g. 1 und sen angeordnet sind. In jedem Federgehäuse befindetPart of the servomotor according to FIG. 1 and sen are arranged. Located in each spring housing
F i g. 6 eine Einrichtung zur Erzeugung eines digi- sich eine weiche Feder 27. die ein Druckstück 28F i g. 6 a device for generating a digitally a soft spring 27 which is a pressure piece 28
tal gestuften Druckes zur digitalen Steuerung des gegen einen gehäusefesten Anschlag 29 drückt. Dievalley stepped pressure for digital control of the against a housing-fixed stop 29 presses. the
analog arbeitenden Teils des Stellmotors gemäß Kraft jeder Feder 27 kann durch je eine ebenfalls imanalog working part of the servomotor according to the force of each spring 27 can by one also in the
F i g. 1. 45 Flansch 32 geführte Schraube 30 eingestellt werden.F i g. 1. 45 flange 32 guided screw 30 can be adjusted.
I.ine im nachfolgenden als hybrider Stellmotor be- wobei eine Mutter 31 zur Sicherung der Einstellung zeichnete, von einem pneumatischen Druck beauf- dien. Jedem Druckstück 28 gegenüber ist eine Ausschiagte Einrichtung besteht, wie F i g. 1 zeigt, aus lösevorrichtung vorgesehen. Sie bestehen jeweils aus einem digital arbeitenden Teil I und einem analog ar- einem gehäusefest angeordneten Mcmbrangehäusc 33 bettenden Teil II. Das digitale Teil I besteht aus so mit einer Membran 34. mi' der ein Membranteller 35 einem allseitig geschlossenen Zylinder 1, in dem im fest verbunden ist. Wenn Luftdruck t'urch eine Zuweiteren als Stufenkolben bezeichnete Kolben 2 bis 5 leitung 38 in das Membrangehäuse geleitet wird, wird leicht gleitend eingesetzt sind. Die Stufenkolben sind der Membranteller 35 bis zum Anschlag 36 gehoben auf der Unterseite mit Anschlägen 6 versehen, die an Dabei wird das Druckstück 28 von den Anschlag 29 Anschlägen 7 von hakenförmigen Koppelgltedern 8 55 abgehoben und die Kraft der Feder 27, die bis dahin aufsitzen. Die Koppelglieder 8 sind jeweils an der von dem Anschlag 29 aufgenommen wurde, wirkl Oberseite des vorhergehenden Stufenkolben und an jetzt auf den Zylinder 1 des digitalen Teils I und beder unteren Zylinderwand befestigt. Ferner weist je- wirkt eine entsprechende Durchbiegung der steifer der Stufenkolben auf seiner unteren Seite je ein weite- Feder 19 und damit eine Längenverstellung des Zyres hakenförmiges Koppelglied 9 auf. Die Koppel- 60 linderst.I.ine in the following as a hybrid servomotor with a nut 31 to secure the setting drew, operated by a pneumatic pressure. Opposite each pressure piece 28 is a cut-out Facility consists, as in F i g. 1 shows, provided from release device. They each consist of a digitally operating part I and a Mcmbrangehäusc 33 which is arranged in an analog manner and is fixed to the housing Embedding part II. The digital part I consists of a diaphragm 34 with a diaphragm plate 35 a cylinder 1 which is closed on all sides and in which it is firmly connected. If air pressure is applied by a second piston 2 to 5 line 38, referred to as a stepped piston, is passed into the diaphragm housing are inserted so that they slide easily. The stepped pistons are lifted up to the stop 36 of the diaphragm plate 35 Provided on the underside with stops 6, which at the same time, the pressure piece 28 from the stop 29 7 attacks of hook-shaped Koppelgltedern 8 55 lifted and the force of the spring 27, which until then sit up. The coupling links 8 are each recorded by the stop 29, really Top of the previous stepped piston and on now onto cylinder 1 of the digital part I and beder attached lower cylinder wall. Furthermore, each has a corresponding deflection of the stiffer the stepped piston on its lower side a wide spring 19 and thus a length adjustment of the zyres hook-shaped coupling member 9. The coupling 60 linderst.
gliedere und 9 sind auf den einander zugewandten Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenermembers and 9 are on the facing The operation of the above
Innenseiten ebenfalls mit jt einem Anschlag 10 und Einrichtung ist folgende:Inside also with a stop 10 and device is the following:
11 versehen. Die Anschläge 6,7. 10 und U sind die Über eine hier nicht dargestellte, weil nicht /ur Er11 provided. The attacks 6.7. 10 and U are the over one not shown here because not / ur He
geschliffenen und geläppten Stirnseiten von Stahlslif- findung gehörende Steuer- und Regeleinrichtung isground and lapped end faces of Stahlslif-findung belonging control and regulating device is
ten, die in die Stirnseiten der Stufenkolben und der 65 mittels der Anschlußleitung 16a der Druckiaum Hth, which in the end faces of the stepped piston and the 65 by means of the connecting line 16a of the pressure H
Koppelglieder eingesetzt werden, und zwar an der ständig mit Druckluft versorgt, so daß. falls die AnCoupling links are used, namely at the constantly supplied with compressed air, so that. if the An
Stelle, an der die gedachte Symmelrielinic des die schlußlsitungen 12a bis ISa keine Druckluft führenPlace at which the imaginary symmetry line of the closing lines 12a to ISa do not carry any compressed air
Stufenkolben beinhaltenden Zylinders diese Stirnsei alle Teile des digitalen Teils 1 die in I ig. ) dargeGraduated piston containing cylinder this end face all parts of the digital part 1 in I ig. ) darge
stellte Lage einnehmen. Damit ist auch das eigent- jeder Zuleitung 12 a bis ISo ist nämlich über die Zu-posed to take position. This means that the actual supply line 12 a to ISo is also
liche Stellglied 17 in seiner Ausgangslage. Gelangt leitungen 38 ein Korrekturglied 25 fest verbunden, soLiche actuator 17 in its starting position. If lines 38 are connected to a correction element 25, so
entsprechend eines parallel anstehenden Codes daß bei der Ansteuerung eines der Stufenkolben 2 biscorresponding to a code pending in parallel that when controlling one of the stepped pistons 2 to
Druckluft durch einige der Anschlußleitungen, z. B. 5 jeweils auch das zugeordnete Korrekturglied ange-Compressed air through some of the connecting lines, e.g. B. 5, the assigned correction element is also
durch die Anschlußleituiigen 12 a und 15 a, in die 5 steuert wird. Jedes Korrekturglied ist bei der Mon-through the connection lines 12 a and 15 a, in which 5 is controlled. Each correction link is at the assembly
Druc'cräume 12 und 15, so bewegen sich die Stufen- tage des hybriden Stellmotors entsprechend den Fer-Pressure chambers 12 and 15, the step days of the hybrid servomotor move according to the
kolben 2 und 5 in bezug auf F i g. I nach oben bis die tigungsfehlern des zugeordneten Stufenkolbens mitpistons 2 and 5 with respect to FIG. I up until the failure of the associated stepped piston with
Anschläge 10 an den Anschlägen 11 zur Anlage ge- Hilfe der Schraube 30 eingestellt worden und korri-The stops 10 have been adjusted to the stops 11 to abut with the aid of the screw 30 and correct
langen. Alle übrigen Stufenkolben verbleiben dage- giert daher bei seiner Ansteuerung stets unmittelbarlong. All other stepped pistons therefore always remain directly opposite when it is activated
gen unter dem Einfluß des im Druckraum 16 herr- io dessen Längenfehler in der schon beschriebenengen under the influence of the length error prevailing in the pressure chamber 16 in the already described
sehenden Druckes, dessen Kraftwirkung etwa halb so Weise.seeing pressure, the force of which about half as much.
groß ist, wie die des Druckes in den Zuleitungen 12a An Stelle der in Fig. I gezeigten Stufenkolben 2is as great as that of the pressure in the supply lines 12a instead of the stepped piston 2 shown in FIG
bis 15 a in der dargestellten Stellung. Das Stellglied bis 5 können auch Stufenkolben anderer konfigura-to 15 a in the position shown. Actuators up to 5 can also have stepped pistons of other configurable
17 erfährt dadurch eine Verstellung um den Betrag tion Verwendung finden. Bei dem in Fig. 2 darge-17 is adjusted by the amount used. In the case of the
a f 8 a. 15 stellten Beispiel bestehen die Koppelglieder aus zu a f 8 a. 15 provided example, the coupling links consist of to
Gleichzeitig ist aber über die Zuleitung 26 α auch beiden Seiten des jeweiligen Kolbens, hier des Stufender Druckraum 26 des analogen Teils Il von der kolbens 3, außermittig angeordneten Traversen 42, nicht dargestellten Steuer- und Regeleinrichtung mit an deren Stirnseiten in die gleiche Richtung auf die Druckluft eines vorbestimmten Druckes versorgt gedachte Symmetrieachse des Zylinders 1 hinweiworden. Die Membran 23 erfährt dadurch entgegen ao sende Vorsprünge 41 angeordnet sind, die an der Inder Wirkung der steifen Feder 19 eine dem Druck nenwandung des Zylinders gleitende Führungsfläproportionale Auslenkung, die über den zentralen chen 40 aufweisen. Die von den Vorsprüngen und Fortsatz 20 auf den das Stellglied 17 enthaltenden den Kolben getragenen Anschläge 6, 7, 10 und 11 Zylinder 1 übertragen wird, so daß dieses eine wei- sind auch hier die geschliffenen und geläppten Stirntere Auslenkung erfährt. Das Stellglied 17 ist also as sehen von Stahlstiften.At the same time α through the feed line 26 and both sides of the respective piston, here of the stages of the pressure chamber 26 of the analog part Il of the piston 3, eccentrically arranged crossbars 42, does not control illustrated and regulating device having at their end faces in the same direction on the Compressed air at a predetermined pressure supplies the imaginary axis of symmetry of the cylinder 1. As a result, the membrane 23 experiences opposing projections 41 which, due to the action of the stiff spring 19, have a deflection which is proportional to the pressure inside the cylinder and which extends over the central surfaces 40. The stops 6, 7, 10 and 11 cylinder 1 carried by the projections and extension 20 on the piston containing the actuator 17, so that this one white also experiences the ground and lapped frontal deflection here. The actuator 17 is therefore as seen from steel pins.
dem digitalen Teil I und dem analogen Teil II des hy- In Fi g. 3 sind die Traversen 42 stabförmig ausge-the digital part I and the analog part II of the hy- In Fi g. 3, the crossbars 42 are rod-shaped
briden Stellmotors gleichzeitig aus seiner in Fig. 1 bildet und weisen die Vorsprünge 41 drei um etwabriden servomotor at the same time from its in Fig. 1 and have the projections 41 three by about
dargesieiiieii Aüsgangsiagc bewegt worden. 120° gegeneinander versetzte Führungsflächen 40dargesieiiieii Aüsgangsiagc has been moved. Guide surfaces 40 offset from one another by 120 °
Der analoge Teil II kann aber auch digital gesteu- auf. Dadurch wird eine bessere Führung des KolbensThe analog part II can also be controlled digitally. This ensures better guidance of the piston
ert werden. Eine Einrichtung zur Erzeugung eines di- 30 gegen Kippen und eine bessere Sicherung gegen Ver-be approved. A device for generating a di- 30 against tipping and better protection against
gital gestuften Druckes zur digitalen Steuerung des drehen des Kolbens gegen den vor- oder nachgeschal-digital pressure for digital control of the rotation of the piston against the upstream or downstream
anaiogen Teils II ist in F i g. 6 schematisch dargestellt. teten Kolben erreicht.Analog Part II is shown in FIG. 6 shown schematically. reached piston.
Je I'ine Zuluftleitung 8t a, 81 b, 81 c und 81 d. Schließlich zeigt F i g, 4 ein weiteres Ausführungs-One supply air line 8t a, 81 b, 81 c and 81 d each. Finally, Fig. 4 shows another embodiment
über welche die Einrichtung von einer hier nicht dar- beispiel eines Stellkolbens, bei dem die Vorsprüngeover which the device of an actuating piston, not shown here, in which the projections
gestellten Quelle nit Druckluft versorgt wird, ist 35 41 dem Durchmesser des Kolbens 3 entsprechendeThe source provided is supplied with compressed air, 35 41 corresponds to the diameter of the piston 3
über je einen Dreiwegeschalter 82 a, 82 b, 82 c und Scheiben sind, die jeweils zwe· gegenüberliegendevia a three-way switch 82 a, 82 b, 82 c and discs, the two opposite one another
82 d mit je einem Zylinder 83 a, 83 ft, 83 c und 83 d Aussparungen 44 und 45 aufweisen. Die Scheiben82 d with one cylinder 83 a, 83 ft, 83 c and 83 d each have recesses 44 and 45. The disks
verbunden. Ihre Durchmesser sind unterschiedlich, sind jeweils von zwei ebenfalls gegenüberliegendenconnected. Their diameters are different, are each of two also opposite
7. B. nach einer geometrischen Reihe gestuft. Je nach bolzenförmigen Traversen 42 und 42 a getragen, die 7. B. graded according to a geometric series. Depending on the bolt-shaped crossbars 42 and 42 a worn, the
Betätigung der Dreiwegeschalter sind die genannten 4° paarweise in bezug auf den Kolben um 90° gegenein-Actuation of the three-way switch is the 4 ° mentioned in pairs with respect to the piston by 90 ° in relation to one another.
Zylinder mit der Druckquelle oder aber mit der ander versetzt mittels Schrauben 50 befestigt sind.Cylinder with the pressure source or with the other offset by means of screws 50 are attached.
Außenluft verbunden. In de^ Zylindern gleiten in ih- Diese Kolben werden, ehe sie in den Zylinder 1 ein-Outside air connected. In the cylinders slide in them- These pistons, before they enter cylinder 1,
ren Durchmessern entsprechend gestufte Kolben gesetzt werden, in Form einer Kette mit den übrigenren diameters corresponding stepped pistons are set, in the form of a chain with the rest
84 «. 84 b, 84 c und 84 d, die sich über Kolbenstan- Kolben zusammengesetzt.84 ". 84 b, 84 c and 84 d, which are assembled via piston rod pistons.
gen 85 auf einer gemeinsamen Traverse 95 abstützen. 4S Eine andere Ausführungsform des digitalen Teils ISupport gen 85 on a common cross member 95. 4S Another embodiment of the digital part I.
Ober eine Kupplungsstange 86 wirkt die Traverse auf des Stellmotors zeigt F i g. 5. Hier sind eine auf daiThe traverse acts on the servomotor via a coupling rod 86, as shown in FIG. 5. Here are one on dai
einen Membranteller 87 einer Membran 88, die in Stellglied 17 einwirkende, den Einfluß von Rückstell- a diaphragm plate 87 of a diaphragm 88, which acts in actuator 17, the influence of restoring
einem Gehäuse 96 eingespannt ist, in das eine eine kräften — die von einem Werkzeug oder einema housing 96 is clamped into which a force - that of a tool or a
Drossel 90 aufweisende Druckluftzuleitung 92, eine Werkstück auf den Stellmotor ausgeübt werden — aul Compressed air supply line 92 having throttle 90, a workpiece can be exerted on the servomotor - aul
Ableitung 93 und eine Steuerleitung 94 münden. Mit 50 das Stellglied verhindernde Klemmvorrichtung M Lead 93 and a control line 94 open. With 50 the actuator preventing clamping device M
der Membran ist ein Schließkegel 91 verbunden, der und eine die Lebensdauer des Stellmotors ungünstig the diaphragm is connected to a closing cone 91, which and the service life of the servomotor is unfavorable
mit der Steuerleitung 94 zusammenwirkt. beeinflussende Stöße beim Stellvorgang verhindernd« interacts with the control line 94. preventing influencing impacts during the actuation process «
Die eben beschriebenen Teile bilden einen Kaska- Dämpfungsvorrichtung 50 vorgesehen, The parts just described form a Kaska- damping device 50 provided,
denrejjler, mit dem je nach Stellung der Dreiwege- Alle mit der Ausführungsform nach F i g. 1 gleidenrejjler, with which, depending on the position of the three-way all with the embodiment according to FIG. 1 same
schalter 82 im Druckraum 89 des Gehäuses 96 fünf- 55 chen Teile sind mit gleichen Bezugszeichen verseherSwitches 82 in pressure chamber 89 of housing 96 are five-fold and have the same reference numerals
zehn unterschiedliche Luftdrücke erzeugbar sind, und nicht mehr näher erläutert. Ferner sind in dieseten different air pressures can be generated, and will not be explained in more detail. Also in this
die über die Steuerleitung 94 dem analogen Teil II Ausführungsform Stellkolben gemäß der Ausfüh the control piston according to the execution via the control line 94 to the analogous part II embodiment
des in Fig. l dargestellten Stellmotors einzeln zu- rungsform nach Fig. 2 verwendet,of the servomotor shown in Fig. 1 is used individually in the form of Fig. 2,
führbar sind, so daß dieser fünfzehn unterschiedliche Die schon erwähnte Dämpfungsvorrichtung 50 isare feasible, so that these fifteen different The already mentioned damping device 50 is
kann. linder 1 axial verbunden ist. Das Stellglied 17 bestehcan. linder 1 is axially connected. The actuator 17 consists
17 auch eine Korrektur durchgeführt worden, um stange 51, die einen Dämpfungskolben 52 autaeisl17 a correction has also been made to rod 51, which autaeisl a damping piston 52
durch Fcrtigungstoleranzen u. ä. bedingte Fehler in Beide Teile sind mit einem Kolben 53 des letzten StuDue to manufacturing tolerances and similar errors in both parts are with a piston 53 of the last Stu
der Einstellung des Stellgliedes zu kompensieren. Zu 65 fenkolbens mittels einer Scb-aube 54 fest verbunderto compensate for the setting of the actuator. To 65 piston by means of a screw cap 54 firmly connected
diesem Zwecke sind die den angesteuerten Stufenkol- Die Zylinderräume 55 und 56 zu beiden Seiten de For this purpose, the activated Stufenkol- The cylinder spaces 55 and 56 on both sides de
ben 2 und 5 zugeordneten Korrekturglieder 25 mit Dämpfungskolbens 52 sind mit einer Dämpfungsflü'ben 2 and 5 associated correction members 25 with damping piston 52 are with a damping fluid '
dichtet und stehen über Kanäle 59 und 60 miteinander in Verbindung. Der Kanal 59 kann durch die einstellbare Drosselschraube 61 entsprechend der gewünschten Dämpfung mehr oder weniger gedrosselt werden. An Stelle der einfachen Drosselschraube kann auch eine unter der Wirkung des Differenzdrukkes der Dämpfungsflüssigkeit stehende Drossel verwendet werden, mit der die Durchflußmenge durch die Drossel geregelt werden kann.seals and communicates with one another via channels 59 and 60. The channel 59 can be adjusted by the Throttle screw 61 more or less throttled according to the desired damping will. Instead of the simple throttle screw, one can also use one under the effect of the differential pressure the damping fluid standing throttle can be used with which the flow rate through the throttle can be regulated.
Die Klemmvorrichtung 46 ist an der Mantelfläche einer vom Stellglied 17 bei 74 an der Stirnseite durchdrungenen glockenförmigen Haube 62 des Stellmotors untergebracht und weist einen Hebel 63 auf, der um einen Bolzen 64 drehbar gelagert ist. Eine Nu-ε 65 des Hebels 63 wird durch eine Feder 66 gegen ein Druckstück 67 gepreßt, das senkrecht zur HauptachseThe clamping device 46 is penetrated on the lateral surface by the actuator 17 at 74 on the end face housed bell-shaped hood 62 of the servomotor and has a lever 63 which is rotatably mounted about a bolt 64. A Nu-ε 65 of the lever 63 is by a spring 66 against a Pressure piece 67 pressed, which is perpendicular to the main axis
der Zylinder 1 und 48 beweglich in der Stirnseite der Haube 62 angeordnet ist und klemmt dadurch das Stellglied 17 fest. Koaxial zu der Feder 66 ist ein Zylinder 68 Eingeordnet, in dem sich ein Kolben 69 bewegt, der sich mittels eines Druckstückes 70 gegen den Hebel 63 abstützt. Der Zylinder 68 i<=t durch einen Deckel 71 abgeschlossen. Wird Druckluft in einen Anschluß 72 geleitet, so preßt diese über den Kolben 69 und über das Druckstück 70 und über denthe cylinder 1 and 48 is movably arranged in the end face of the hood 62 and thereby clamps the Actuator 17 fixed. A cylinder 68, in which a piston 69 moves, is arranged coaxially with the spring 66, which is supported against the lever 63 by means of a pressure piece 70. The cylinder 68 i <= t through a cover 71 completed. If compressed air is passed into a connection 72, it presses over the Piston 69 and over the pressure piece 70 and over the
ίο Hebel 63 die Feder 66 zusammen. Dadurch gibt der Hebe! das Druckstück 67 frei und das Stellglied 17 kann sich frei bewegen. Ist dagegen kein Druck im Zyylinder 68 vorhanden, so ist das Stellglied 17 wieder arretiert. Die Stirnseite der glockenförmigen Haube 62 bildet gleichzeitig ein Seilenkräfte aufnehmendes Stützlager für das Stellglied 17.ίο Lever 63 the spring 66 together. This gives the Lift! the pressure piece 67 freely and the actuator 17 can move freely. On the other hand, there is no pressure in the Cylinder 68 is present, so the actuator 17 is locked again. The face of the bell-shaped hood 62 at the same time forms a support bearing for the actuator 17 that absorbs cable forces.
Hicrau 2 Blatt ZeichnungenHicrau 2 sheets of drawings
Claims (26)
schlagten Kolben (69) entgegen der Wirkung Zur Erzielung einer gewünschten Genauigkeit sind einer Feder (66) in seiner unwirksamen Stellung daher für die Herstellung solcher Stellmotore aufwengehalten ist. dige Fertigungsmethoden notwendig. Ein weiterer23. Servomotor according to claim 22, characterized and characterized by such a return to the position cork that an internal rectification of the actuator (17) is not required, since the positioning of the load within its bearing (62) is partly comprehensively dependent. The setting error is here only the pressure piece (67) acted upon by a lever (63) due to the accuracy of the individual points, which is determined by a piston that acts on the pressure medium, i.e. the number of points,
struck piston (69) against the action To achieve the desired accuracy, a spring (66) is in its inoperative position, therefore, is held up for the production of such servomotors. dige manufacturing methods necessary. Another
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681776078 DE1776078C (en) | 1968-09-17 | Servomotor with a pressure-medium operated actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681776078 DE1776078C (en) | 1968-09-17 | Servomotor with a pressure-medium operated actuator |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1776078A1 DE1776078A1 (en) | 1971-09-09 |
DE1776078B2 DE1776078B2 (en) | 1972-06-29 |
DE1776078C true DE1776078C (en) | 1973-01-25 |
Family
ID=
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