DE19544122A1 - Derailment detector for rail vehicles - Google Patents
Derailment detector for rail vehiclesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Entgleisungsdetektor nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches.The invention relates to a derailment detector according to the generic term of Claim.
Beim Betrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere schweren Güterzügen, kann es vorkommen, daß ein Fahrzeugrad entgleist, ohne daß dies zunächst bemerkt wird. Als Folge davon kann großer Schaden sowohl am Schienenfahrzeug als auch am Gleisaufbau entstehen. Zur Vermeidung derartiger Situationen kommen Entglei sungsdetektoren zur Anwendung, welche automatische Schnellbremsungen ermög lichen, um hierdurch größeren Schaden abzuwenden. Diese Entgleisungsdetektoren können als Lagesensoren ausgebildet sein, welche im Entgleisungsfall mechanisch aus ihrer Ruhelage bewegt werden und in der Folge die Brems- bzw. Hauptluftlei tung öffnen, derart, daß bei großquerschnittigem Öffnen eine Schnellbremsung herbeigeführt wird.When operating rail vehicles, especially heavy freight trains, can it happens that a vehicle wheel derails without first noticing this becomes. As a result, great damage can be done to both the rail vehicle as well arise on the track structure. To avoid such situations, derogations are used solution detectors for use, which enables automatic rapid braking lichen to avert greater damage. These derailment detectors can be designed as position sensors, which are mechanical in the event of derailment are moved from their rest position and subsequently the brake or main air line open the device in such a way that rapid braking is required when opening with a large cross section is brought about.
Es sind auch Entgleisungsdetektoren bekannt (US-PS 3.288.992), bei welchen ein Gewichtskörper als Feder-Masse-Schwinger im Entgleisungsfall derart verlagerbar ist, daß er ein Ventil zum Zwecke der Entlüftung der Hauptluftleitung aufzustoßen vermag. Bekannt sind fernerhin herkömmliche Notbremsventile, welche über eine Steuerleitung kleineren Querschnittes angesteuert werden, z. B. über einen Not bremszugkasten für Mitreisende, und welche die Bremsleitung über einen großen Querschnitt zu entlüften vermögen, wodurch eine schnelle Bremsung für den Zug eingeleitet wird. Derailment detectors are also known (US Pat. No. 3,288,992), in which a Weight body as spring-mass oscillator in the event of derailment so displaceable is that he opens a valve for the purpose of venting the main air line can Also known are conventional emergency brake valves, which have a Control line of smaller cross-section can be controlled, for. B. about an emergency Brake cable box for passengers, and which the brake line over a large Bleed cross-section, which means rapid braking for the train is initiated.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Entgleisungs detektor der gattungsgemäßen Art unter Berücksichtigung von an Schienenfahrzeu gen bereits existenten Notbremsventileinrichtigungen baulich zu vereinfachen. Es soll möglich sein, den Entgleisungsdetektor sowohl für Schienenfahrzeuge des Personenverkehrs als auch für Güterzüge einzusetzen.Based on this, the object of the invention is a derailment Detector of the generic type taking into account on rail vehicles to simplify the construction of existing emergency brake valve equipment. It should be possible to use the derailment detector for both rail vehicles Passenger traffic as well as for freight trains.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.To solve this problem, the features according to the labeling part of the Claim 1.
Die Verbindung des Entgleisungsdetektors mit einem Notbremsventil in Form eines Notbremsblocks schafft ein im baulichen Aufwand einfaches Gerät, welches sowohl für die Funktion als Notbremsventileinrichtung als auch als Entgleisungs-Ventilein richtung verwendbar ist. Im besonderen ist es vorteilhaft, daß der Entgleisungsde tektor in den Steuerkreis des Notbremsventils integriert ist, derart, daß der ver gleichsweise große Entlüftungsquerschnitt am Notbremsventil in gleicher Weise für den Entgleisungsdetektor zur Verfügung steht. Dieser steuert das Notbremsventil bzw. dessen Steueranschluß auch mit vergleichsweise kleinem Öffnungsquerschnitt an, löst jedoch durch die für die Notbremsventilbetätigung zur Verfügung stehende Anordnung sofort die benötigte Entlüftung der Hauptluftleitung zum Zwecke der Schnellbremsung aus. Der Notbremsblock kann unabhängig von der Existenz oder Betätigung eines Notbremszugkastens zum Einsatz kommen, so vorzugsweise in Güterzügen, und wird bevorzugt in Positionen montiert, in welchen der als Trägheits- Masse wirkende Gewichtskörper des Entgleisungsdetektors ohne Verzögerung an spricht, d. h. im Bereich der Achsen bzw. Schienenfahrzeugräder.The connection of the derailment detector with an emergency brake valve in the form of a Emergency brake blocks creates a device that is simple in terms of construction, which both for the function as an emergency brake valve device as well as a derailment valve direction can be used. In particular, it is advantageous that the derailment end tector is integrated in the control circuit of the emergency brake valve, such that the ver equally large ventilation cross section on the emergency brake valve in the same way for the derailment detector is available. This controls the emergency brake valve or its control connection also with a comparatively small opening cross-section on, but triggers by the available for the emergency brake valve actuation Order immediately the required ventilation of the main air line for the purpose of Rapid braking off. The emergency brake block can be independent of existence or Actuation of an emergency brake cable box are used, so preferably in Freight trains, and is preferably installed in positions in which the inertial Mass acting weight body of the derailment detector without delay speaks, d. H. in the area of axles or rail vehicle wheels.
In vorteilhafter Weise kann der Notbremsblock infolge der Feinfühligkeit des Entglei sungsdetektors auch als sogenannter Flachstellendetektor für Schienenfahrzeug räder verwendet werden, d. h. starke Stöße verursachende Flachstellen auf der Lauffläche eines Schienenfahrzeugrades vermögen den Entgleisungsdetektor und über diesen das Notbremsventil auszulösen, derart, daß in gleicher Weise eine Notbremsung eingeleitet werden kann. The emergency brake block can advantageously because of the sensitivity of the derailment solution detector also as a so-called flat spot detector for rail vehicles wheels are used, d. H. flat spots on the Tread of a rail vehicle wheel are capable of the derailment detector and trigger the emergency brake valve via this such that in the same way a Emergency braking can be initiated.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentan sprüchen aufgeführt.Advantageous refinements and developments are in further Patentan sayings listed.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.The invention is based on an embodiment with reference to the attached drawing explained.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht des aus Notbremsventil und Entgleisungsdetektor bestehenden Notbremsblocks; Fig. 1 is a sectional view of the emergency brake valve and consisting of derailing detector Notbremsblocks;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht des Notbremsblocks in seiner Zuordnung zur Hauptluftleitung und zum Notbremszugkasten. Fig. 2 is a schematic view of the emergency brake block in its assignment to the main air line and the emergency brake cable box.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Notbremsventil 1 dargestellt, welches mit einem Entgleisungsdetektor 3 in einem erfindungsgemäßen Notbremsblock 5 vereint ist. Das Notbremsventil 1 besteht aus einem Gehäuse 7 mit einem Hauptluftleitungs anschluß 9, einem Steueranschluß 11, einem Entlüftungsanschluß 13, einem zwischen Hauptluftleitungsanschluß und Entlüftungsanschluß wirkenden, federver spannten Ventil 15 und einem das Ventil druckabhängig betätigenden, in Wirkver bindung mit einer Membrane 17 stehenden Stößel 19. Der Stößel 19 ist an seinem unteren Ende mit einem Ventilteller 21 verbunden, welcher auf der Membrane 17 aufliegt.In Fig. 1 of the drawing, an emergency brake valve 1 is shown, which is combined with a derailing detector 3 in an emergency brake according to the invention. 5 The emergency brake valve 1 consists of a housing 7 with a main air line connection 9 , a control connection 11 , a ventilation connection 13 , an acting between the main air line connection and the ventilation connection, spring-loaded valve 15 and a pressure-actuating valve, which is operatively connected to a diaphragm 17 , plunger 19 . The plunger 19 is connected at its lower end to a valve plate 21 which rests on the diaphragm 17 .
Eine den Hauptluftleitungsdruck des Schienenfahrzeuges führende Kammer 23 im Gehäuse 7 ist mittels einer Leitung 25 an die unterhalb der Membrane 17 bestehende Kammer 27 angeschlossen; in der Leitung 25 ist eine Düse 29 vorgesehen. Die mit dem Steueranschluß 11 verbundene Kammer 31 oberhalb des Ventiltellers 21 ist über eine Düse 33 an die Kammer 23 angeschlossen. Die Kammer 31 ist fernerhin über einen Kanal 35 mit einer Kammer 37 verbunden, wobei in der Verbindung vorzugsweise eine Düse 39 vorgesehen ist. Die Kammer 37 ist an ihrer gemäß Darstellung unteren Seite mit einem Ventilsitz 41 versehen, gegenüber welchem ein als Ventilkörper 43 ausgebildeter Fortsatz eines Gewichtskörpers 45 wirkt.A chamber 23 in the housing 7 that guides the main air line pressure of the rail vehicle is connected by means of a line 25 to the chamber 27 below the membrane 17 ; A nozzle 29 is provided in line 25 . The chamber 31 connected to the control connection 11 above the valve plate 21 is connected to the chamber 23 via a nozzle 33 . The chamber 31 is further connected to a chamber 37 via a channel 35 , a nozzle 39 preferably being provided in the connection. The chamber 37 is provided on its lower side, as shown, with a valve seat 41 , against which an extension of a weight body 45 designed as a valve body 43 acts.
Der in an sich bekannter Weise als Schocksensor wirkende Gewichtskörper 45 ist an seinem Außenumfang gegenüber dem ihn aufnehmenden Gehäuse 47 abgedich tet und ist mittels einer Feder 49 in Richtung des Ventilsitzes 41 verspannt. Der an der Unterseite des Gewichtskörpers 45 bestehende Raum ist mit Außenluft in Ver bindung, desgleichen die oberhalb des Gewichtskörpers 45 bestehende Kammer 51, welche über einen eine Düse 53 aufweisenden Auslaß 54 mit Außenluft in Verbindung steht. Der nach dem Trägheitsprinzip wirkende Gewichtskörper 45 bildet in seiner nachfolgend beschriebenen funktionellen Zuordnung zu der den Steuer druck führenden Kammer 37 den Entgleisungsdetektor 3, welcher dem in der Dar stellung darüber befindlichen Notbremsventil in Form des Notbremsblocks 5 zuge ordnet ist.The weight body 45 , which acts in a manner known per se as a shock sensor, is sealed on its outer circumference with respect to the housing 47 accommodating it and is clamped in the direction of the valve seat 41 by means of a spring 49 . The existing on the underside of the weight body 45 is connected to outside air in the same connection, as is the existing above the weight body 45 chamber 51 which is connected to outside air via a nozzle 53 having an outlet 54 . The acting according to the principle of inertia weight body 45 forms in its functional assignment described below to the control pressure leading chamber 37 the derailment detector 3 , which is in the Dar position located above Dar in the form of the emergency brake block 5 assigned .
In Fig. 2 der Zeichnung ist schematisch die Zuordnung des Notbremsblocks 5 zur Hauptluftleitung 55 und zu einem Notbremszugkasten 57 innerhalb eines Schienen fahrzeuges dargestellt. Es können mehrere derartige Notbremsblöcke 5 im Schienenfahrzeuge vorgesehen sein; um die Wirkung des Entgleisungsdetektors 3 bei Entgleisen eines Schienenfahrzeugrades zu gewährleisten, ist der Notbrems block 5 vorzugsweise einem Bereich des Schienenfahrzeuges anzuordnen, in welchem ein gutes Ansprechen des Systems aus Gewichtskörper 45 und Feder 49 gewährleistet ist. Der Notbremsblock kann z. B. unmittelbar über der Achse bzw. jeweils über einem Rad des Schienenfahrzeuges vorgesehen sein.In Fig. 2 of the drawing, the assignment of the emergency brake block 5 to the main air line 55 and to an emergency brake cable box 57 is shown within a rail vehicle. Several such emergency brake blocks 5 can be provided in the rail vehicles; In order to ensure the effect of the derailment detector 3 when a rail vehicle wheel is derailed, the emergency braking block 5 is preferably to be arranged in an area of the rail vehicle in which a good response of the system comprising the weight body 45 and the spring 49 is ensured. The emergency brake block can e.g. B. may be provided directly above the axis or in each case over a wheel of the rail vehicle.
Die Funktion des aus Notbremsventil und Entgleisungsdetektor bestehenden Not
bremsblockes 5 ist wie folgt:
Beim Auffüllen der Hauptluftleitung 55 wird das Notbremsventil über den Hauptluft
leitungsanschluß 9 mit Druckluft beaufschlagt, d. h. durch die Düse 33 erhalten die
Kammer 31 und der Steueranschluß 11 Druckluft. In gleicher Weise steht über den
Steueranschluß 11 Druckluft für die Steuerleitung 59 und den Notbremszugkasten
57 an. Da die Kammer 31 durch den Kanal 35 und die Düse 39 mit der Kammer 37
verbunden ist, steht in der Kammer 37 in gleicher Weise Steuerleitungsdruck an.
Mittels der Verbindung durch die Leitung 25 und die Düse 29 gelangt Luft aus der
Hauptluftleitung auch in die Kammer 27.The function of the emergency brake block 5 consisting of the emergency brake valve and derailment detector is as follows:
When filling the main air line 55 , the emergency brake valve via the main air line connection 9 is pressurized with compressed air, ie through the nozzle 33 , the chamber 31 and the control connection 11 receive compressed air. In the same way, compressed air is present for the control line 59 and the emergency brake cable box 57 via the control connection 11 . Since the chamber 31 is connected to the chamber 37 through the channel 35 and the nozzle 39 , control line pressure is present in the chamber 37 in the same way. Air from the main air line also enters the chamber 27 by means of the connection through the line 25 and the nozzle 29 .
Nach dem Auffüllen der Kammern 27, 31 und 37 ist der Notbremsblock betriebs bereit. Bei einer normalen Notbremsbetätigung mit Hilfe des Notbremszugkastens 57 wird die Steuerleitung 59 entlüftet, d. h. der Druck wird in der Steuerleitung schlagartig abgesenkt. Dadurch entsteht zwischen der Kammer 31 und der Kammer 27 ein Differenzdruck, welcher die Membrane 17 und den Ventilteller 21 mit Stößel 19 nach oben drückt, derart, daß das Ventil 15 großquerschnittig geöffnet wird. Der Hauptluftleitungsdruck entweicht über das Ventil 15 in Richtung des Entlüftungs anschlusses 13. Die Notbremsung wird hierdurch eingeleitet, wie bekannt.After filling the chambers 27 , 31 and 37 , the emergency brake block is ready for operation. During normal emergency brake actuation with the aid of the emergency brake cable box 57 , the control line 59 is vented, ie the pressure in the control line is suddenly reduced. This creates a differential pressure between the chamber 31 and the chamber 27 , which presses the diaphragm 17 and the valve plate 21 with the plunger 19 upwards, such that the valve 15 is opened with a large cross section. The main air line pressure escapes via the valve 15 in the direction of the vent connection 13 . The emergency braking is hereby initiated, as is known.
Die vorstehend erläuterte Funktion des Notbremsventils ist auch durch den Entglei sungsdetektor 3 auslösbar. Wenn bei einem Rad- oder Achsenbruch infolge der hierbei auftretenden Beschleunigungen eine nach unten gerichtete Versetzung des Gewichtskörpers 45 stattfindet, und zwar gegen die Kraft der Feder 49, dann hebt sich der Ventilkörper 43 vom Ventilsitz 41 ab, derart, daß die Kammer 37 gesteuert über die Düse 53 im Auslaß 54 entlüftet wird.The function of the emergency brake valve explained above can also be triggered by the detachment detector 3 . If, in the event of a wheel or axle breakage, due to the accelerations occurring here, a downward displacement of the weight body 45 takes place, against the force of the spring 49 , then the valve body 43 lifts off from the valve seat 41 such that the chamber 37 is controlled by the nozzle 53 is vented in the outlet 54 .
Der Druckabbau pflanzt sich durch den Kanal 35 in Richtung des Steueranschlusses 11 fort, so daß wiederum ein Differenzdruck zwischen dem Druck in der Kammer 27 und dem Druck in der Kammer 31 entsteht. Als Folge wird das Ventil 15 in der vor stehend genannten Weise geöffnet und die Hauptluftleitung wird zum Zwecke einer Notbremsung entlüftet.The pressure reduction propagates through the channel 35 in the direction of the control connection 11 , so that again a differential pressure arises between the pressure in the chamber 27 and the pressure in the chamber 31 . As a result, the valve 15 is opened in the manner mentioned before and the main air line is vented for the purpose of emergency braking.
Die Kombination des Notbremsventils mit dem Entgleisungsdetektor in Form eines Notbremsblockes ist als baulich sehr vorteilhafte Lösung anzusehen, da der Entglei sungsdetektor unter Verwendung der dem Notbremsventil zugeordneten Ventilbau teile zur Entlüftung der Hauptluftleitung verwendbar ist. Das Reaktionsvermögen des Entgleisungsdetektors ist durch die Masse des Gewichtkörpers 45 und dessen Federverspannung, durch den Querschnitt am Ventilsitz 41, durch den durch die Düse 39 bestimmbaren Querschnitt des Kanals 35 und durch den Auslaßquerschnitt am Auslaß 54 zur Atmosphäre bestimmt.The combination of the emergency brake valve with the derailment detector in the form of an emergency brake block is to be regarded as a structurally very advantageous solution, since the derailment detector can be used to vent the main air line using the valve construction associated with the emergency brake valve. The responsiveness of the derailment detector is determined by the mass of the weight body 45 and its spring tension, by the cross-section at the valve seat 41 , by the cross-section of the channel 35, which can be determined by the nozzle 39, and by the outlet cross-section at the outlet 54 to the atmosphere.
Grundsätzlich kann der im Entgleisungsdetektor 3 verwendete, auf Entgleisung, auf Achsen- oder Radbruch ansprechende Mechanismus auch von anderer Art sein; es könnte auch ein durch Erschütterung den Ventilsitz 41 freigebender Ventilmecha nismus vorgesehen sein, welcher bei Überwindung einer vorherbestimmbaren Fe derkraft in eine Öffnungsposition verlagerbar ist, aus welcher er nicht selbsttätig zu rückkehrt, sondern durch Rückstellmittel in seine Verschlußlage zurückzubringen ist.In principle, the mechanism used in derailment detector 3 , which responds to derailment, axle or wheel breakage, can also be of a different type; it could also be provided by shaking the valve seat 41 valve mechanism, which can be shifted to an opening position when overcoming a predeterminable Fe derkraft, from which it does not automatically return, but is to be brought back into its closed position by restoring means.
Der Notbremsblock kann in vorteilhafter Weise auch als Vorrichtung zur Flach stellenanzeige, also in Form eines Flachstellendetektors für Schienenfahrzeug räder verwendet werden. An der Lauffläche von Schienenfahrzeugrädern befind liche, im wesentlichen durch überstarke Bremsungen hervorgerufene Flachstellen führen zu einem starken Schlagen der Räder, welches sich auf die Achsen und den gesamten Aufbau des Schienenfahrzeuges überträgt. Als Folge derartiger Flach stellen und der durch diese ausgelösten Stöße kann es zu sogenannten Heißläufern und/oder zum Lagerbruch kommen. Der Entgleisungsdetektor 3 spricht auf Flach stellen von z. B. einem Grenzwert von 4 mm und darüber an, d. h. die durch die Flach stellen ausgelösten Stöße haben dieselbe Auslösefunktion wie die bei Entgleisun gen verursachten Stöße, derart, daß Notbremsungen der vorgenannten Art einge leitet werden. Um ein wirksames Ansprechen zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, Notbremsblöcke der zusätzlich als Flachstellendetektor vorgesehenen Art unmittelbar im Bereich von Achslagern anzuordnen, um eine Übertragung der Stöße auf den Entgleisungsdetektor zu optimieren. Der Entgleisungsdektektor kann im übrigen hinsichtlich seiner funktionswesentlichen Bauteile so optimierbar sein, daß er auf Flachstellen-Stöße verschiedener Größe anspricht, also bereits auf Flach stellen mit weniger als z. B. 4 mm Tiefe. The emergency brake block can be used in an advantageous manner as a device for flat display, so in the form of a flat detector for rail vehicle wheels. On the tread of rail vehicle wheels Liche, essentially caused by excessive braking flat spots lead to a strong beating of the wheels, which is transferred to the axles and the entire structure of the rail vehicle. As a result of such flat spots and the shocks triggered by them, so-called hot runners and / or bearing breakage can occur. The derailment detector 3 speaks on flat places of z. B. a limit of 4 mm and above, that is, the shocks triggered by the flat have the same triggering function as the conditions caused by derailing shocks, such that emergency braking of the aforementioned type is initiated. In order to achieve an effective response, it may be expedient to arrange emergency brake blocks of the type additionally provided as a flat position detector directly in the area of axle bearings in order to optimize the transmission of the shocks to the derailment detector. The derailment detector can also be optimized in terms of its functionally essential components so that it responds to flat-point impacts of different sizes, so already set to flat with less than z. B. 4 mm depth.
Der Notbremsblock 5 kann je nach Einsatzfall lediglich als Notbremsventil oder Entgleisungsdetektor verwendet werden; dies ist durch wahlweises Schließen des Auslasses 54 oder des Steueranschlusses 11 möglich. Durch Schließen des Steuer anschlusses, z. B. bei Einsatz in einem Güterzug, kommt dem Notbremsblock aus schließlich die Funktion eines Entgleisungsdetektors zu.Depending on the application, the emergency brake block 5 can only be used as an emergency brake valve or derailment detector; this is possible by optionally closing the outlet 54 or the control connection 11 . By closing the control connection, e.g. B. when used in a freight train, the emergency brake block finally comes to the function of a derailment detector.
BezugszeichenlisteReference list
1 Notbremsventil
3 Entgleisungsdetektor
5 Notbremsblock
7 Gehäuse
9 Hauptluftleitungsanschluß
11 Steueranschluß
13 Entlüftungsanschluß
15 Ventil
17 Membrane
19 Stößel
21 Ventilteller
23 Kammer
25 Leitung
27 Kammer
29 Düse
31 Kammer
33 Düse
35 Kanal
37 Kammer
39 Düse
41 Ventilsitz
43 Ventilkörper
45 Gewichtskörper
47 Gehäuse
49 Feder
51 Kammer
53 Düse
54 Auslaß
55 Hauptluftleitung
57 Notbremszugkasten
59 Steuerleitung 1 emergency brake valve
3 derailment detector
5 emergency brake block
7 housing
9 Main air line connection
11 control connection
13 Vent connection
15 valve
17 membrane
19 plungers
21 valve plate
23 chamber
25 line
27 chamber
29 nozzle
31 chamber
33 nozzle
35 channel
37 chamber
39 nozzle
41 valve seat
43 valve body
45 weights
47 housing
49 spring
51 chamber
53 nozzle
54 outlet
55 Main air line
57 Emergency brake cable box
59 control line
Claims (6)
- a) der Auslösemechanismus des Entgleisungsdetektors (3) wirkt gegenüber einem Ventil (41, 43), welches in Ruhelage die Verbindung zwischen einer den Steuerleitungsdruck des Notbremsventils (1) führenden Kammer (37) und einem Auslaß (54) zur Außenluft sperrt; und
- b) die Kammer (37) ist mittels eines Kanals (35) an den Steueranschluß (11) des Notbremsventils angeschlossen, derart, daß Druckabsenkungen in der Kammer (37) Notbremsbetätigungen im Notbremsventil auslösen.
- a) the triggering mechanism of the derailment detector ( 3 ) acts against a valve ( 41 , 43 ) which, in the idle position, blocks the connection between a chamber ( 37 ) leading the control line pressure of the emergency brake valve ( 1 ) and an outlet ( 54 ) to the outside air; and
- b) the chamber ( 37 ) is connected by means of a channel ( 35 ) to the control connection ( 11 ) of the emergency brake valve, such that pressure drops in the chamber ( 37 ) trigger emergency brake actuations in the emergency brake valve.
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