DE2203077C3 - Leichtbauelement für Tragkonstruktionen jn Form eines Kissens - Google Patents
Leichtbauelement für Tragkonstruktionen jn Form eines KissensInfo
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Description
6. Leichtbauelement nach Anspruch 4, da- sich hierbei nicht um Bauelemente.
durch gekennzeichnet daß die Außenhaut (4) an Grundsätzlich problematisch ist bei Kissenkon-
den Profilstücken (11) über äußere Klemmstücke struktionen die Aufnahme der Zugspannungen aus
(12) festgeklemmt ist 35 der Außenhaut Je mehr das Kissen zur Vermeidung
7. Leichtbauelement nach einem der An- von Faltenbildung oder zur Überbrückung größerer
spräche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen oder zum Tragen eines z.B. durch besoninnere Abstützung (5) einseitig, beidseitig oder dere Isolierschichten oder Füllungen verursachten
allseitig mit Schaumstoff versehen ist der zumin- größeren Gewichts unter Innendruck gesetzt wird,
dest auf der an die Außenhaut (4) grenzenden 4<>
desto größer werden diese aufzunehmenden Zug-Fläche zähelastisch ist spannungen. Werden diese durch äußere Tragkon-
struktionen, z.B. Randträger oder Randseile und Druckstützen aufgenommen, so ist stets eine relativ
aufwendige Konstruktion notwendig, die die durch 45 die Zugspannung der Außenhaut entstehende Momentenbeanspruchung aufnehmen muß, und die kissenartigen Leichtbauelemente können nur zur Ausfachung dienen.
Aus dem obengenannten Buch von Frei, Otto ist
50 auch schon bekannt bei Kissenelementen mit Randseilen zur Aufnahme der Zugspannungen an den Enden der Randseile innere Abstützungen in Form von
Stäben vorzusehen. Diese müssen aber zur Auf-
Die Erfindung betrifft ein Leichtbauelement für nähme der hohen Zugspannungen entsprechend
Tragkonstruktionen in Form eines Kissens mit einer 55 knicksteif sein, so daß sie insgesamt das Gewicht
Inneren Abstützung und einer darübergespannten eines solchen Leichtbauelementes verhältnismäßig
(elastischen Außenhaut, die durch ein darin befindli- stark erhöhen. Außerdem ist bei dieser Ausbildung
thes einen zum äußeren Umgebungsdruck unter- der Kissen wegen der Randseile ein dichter Anschluß
schiedlichen, vorzugsweise größeren Innendruck er- zu den Nachbarkissen nicht möglich. Dies steht dem
zeugendes Mittel unter Zugvorspannung gehalten ist. 6o praktischen Einsatz solcher Leichtbauelemente ir
Es sind mit Folien oder beschichteten Geweben selbsttragender Weise, insbesondere wenn damil
bezogene Leichtbauplatten aus verschiedenen Mate- nicht nur Wände, sondern auch Decken, Überdarialien, wie z. B. Polyurethanschaum oder Holzspan- chungem und Raumhüllen geschaffen werden sollen,
platten, bekannt (vgl. die Wandelemente des deut- entgegen.
sehen Pavillons auf der EXPO Osaka, 1970, s.Bau- 65 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eir
weit 1970, Heft 40, S. 1492 ff.), die für Verkleidun- Leichtbauelement der eingangs genannten Art zi
gen bzw. zur Ausfachung von Tragwerken verwendet schaffen, das tragfähiger ist als die bekannte Bauart
werden. Ferner sind Leichtbauelemente der eingangs Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht
daß die innere Abstützung eine Platte ist, die an ihren
schmalseitigen Rändern die Außenhaut abstützt und quer dazu flächig trägt
Dabei werden die quer auf das Leichtbauelement wirkenden Kräfte nicht allein von der Außenhaut des
Kissens abgetragen, sondern im Falle einer Verformung der Außenhaut auch von der inneren Abstützung
aufgenommen- Diese kann auch als Träger für isolierende Füllschichten dienen. Deshalb kann die
Vorspannung der Außenhaut entsprechend geringer sein. Bei geringeren Zugspannungen kann aber die
innere Abstützung entsprechend schwächer ausgebildet werden, was wiederum das Gewicht des Leichtbauelementes
verringert, ein Faktor, der zu einer weiteren Verringerung der notwendigen Vorspannung
führen kann. Hinzu kommt, daß bei Ausbildung der inneren Abstützung in Form einer Platte
von selbst ein Gebilde erhalten wird, das diese Abstützfunktion
wesentlich besser und unter wesentlich besserer Aufnahme von Biege- und Knick- bzw.
Beulbelastungen erfüllt, als bei der bekannten Bauart, die allein zur Aufnahme der Zugspannungen aus
dem Randseil dient.
Hinzu kommt ferner, daß durch die erwähnte innere Abstützung eine geradlinige Ausbildung des
Randes möglich ist, ohne daß dabei die sonst auftretenden Biegebeanspruchungen im Rand entstehen,
die eine sehr materialaufwendige und schwere Ausbildung des Randes bzw. eines äußeren Tragwerks
erforderlich machen würden. Außerdem ist im Gegensatz zu den erwähnten seilbegrenzten Kissen
durch diese gerade Randausbildung ein unmittelbarer und leichter Anschluß an das Nachbarelement
möglich.
Vorteilhaft ist ferner, daß die Platte als Füllkörper dient, so daß ein entsprechendes Volumen des den
Innendruck erzeugenden inneren Mittels gespart wird. Dies ist besonders von Bedeutung, wenn als ein
solches Mittel Schaumstoff verwendet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Rand der Platte und der Außenhaut
ein mittragender Rahmen angeordnet. Dieser kann dazu dienen, die Außenhaut besonders formfest
auszuspannen und die Kräfte aus dem Leichtbauelement besser in die Nachbarelemente einzuleiten. Das
Leichtbauelement erhält damit besonders gut tragende Ränder, die wiederum durch die innere Abstützung
gegen Verformung stabilisiert sind. Zweckmäßigerweise ist die Platte mit dem erwähnten Rahmen
verklammert.
Bei einer anderen Ausführungsart sind auf dem Rand der Platte Profilstücke angeordnet, über die die
Außenhaut verläuft oder mit denen die Außenhaut verbunden ist. Dabei kann die Außenhaut an den
Profilstücken festgeschweißt oder festgeklebt sein. Es ist auch möglich, daß die Außenhaut an den Profilstücken
über äußere Klemmstücke festgeklemmt ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung
ist die innere Abstützung einseitig, beidseitig oder allseitig mit Schaumstoff versehen, der zumindest
auf der an die Außenhaut grenzenden Fläche zähelastisch ist. Dadurch wird die Tragfälligkeit des
ganzen Leichtbauelements verbessert, denn einerseits trägt die Platte durch den zwischengeordneten
Schaumstoff an den auf die Außenhaut wirkenden Lasten besser mit und andererseits wird durch die zähelastische Ausbildung der an die Außenhaut grenzenden
Fläche des Schaumstoffs erreicht, daß die Außenhaut und/oder die Platte vor einer Verletzung
durch eine punktförmige Stoßbelastung, z.B. durch
Betreten, Gegenfahren od. dgl., geschützt ist Durch
diesen Schutz ist es vertretbar, die Tragfähigkeit der Platte bis zu einem höheren Grad auszunutzen als
ohne einen solchen Schutz, da im letzteren Fall mit einem größeren Sicherheitsfaktor gerechnet werden
meß. Die Füllung des Leichtbauelementes besteht bei dieser Ausführungsart also aus Kunststoff-
schaum, der mindestens in der Deckschicht so elastisch
ist, daß das Leichtbauelement mechanische Stöße ohne verbleibende Verformung aufnehmen
kann. Es wird ein Puffereffekt erreicht Die Oberfläche der Leichtbauelemente braucht also nicht
is durch materialaufwendige Schichten hoher spezifischer
Dichte gegen Einbeulen oder ähnliche Beschädigungen verfestigt zu werden, da alle Stöße energieabbauend
durch elastische Verformung der Deck- und Kernschichten aufgefangen werden. Eine Falten-
ao bildung der Oberfläche bzw. der Deckschicht infolge
Temperatur- und Feuchtigkeitseinwirkung wird auf Grund der eingebrachten Zugvorspannung verhindert.
Diese Vorspannung erübrigt eine besondere Verbindung der erfindungsgemäßen äußeren zähela-
»5 stischen Deckschicht mit dem übrigen Kern durch Schweißen, Kleben od. dgl.
Bei dieser Am,rühmnf«art kann sich unter der zähelastischen Schaumstottschicht cm eingefülltes
Druckmedium befinden. Nach dem Einfüllen und Aushärten des Druckmediums kann die erwähnte zähelastische Schaumstoffschicht als den Innendruck
und damit die Vorspannung haltendes Mittel dienen. Das Druckmedium kann dann auch z. B. aus einem
flüssigen oder pastösen Medium bestehen oder aus
einem Stoff, der z. B. zu einer sogenannten halbharten Schicht aushärtet. Die zähelastische äußere
Schaumstoffschicht kann sich über den abstützenden Rand der Platte bzw. des Rahmens erstrecken. An
den Stoßen entstehen dann keine Kältebrücken, da die wärmedämmende Oberflächenschicht um die
Ränder herumgezogen ist.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die kissenförmige Außenhaut
nicht wie bei pneumatisch stabilisierten (luftgefüll-
ten) Kissenkonstruktionen aus einzelnen Bahnen mit verhältnismäßig stark gekurvten Rändern zusammengesetzt
zu werden braucht, sondern sich aus einem Stück anfertigen läßt, da die zusätzliche Stabilisierung
(Unterstützung) der Außenhaut durch die ela-
stische bzw. zähelastische Kernschicht und das innere
Flächentragwerk nur eine geringe zweiseitige Krümmung des Kissens erforderlich macht.
Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 im schematischen senkrechten Querschnitt ein aus vier erfindungsgemäßen Leichtbauelementen
erstelltes Gebäude und
Fig.2 bis4 in vergrößerter Darstellung einen
Querschnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Leichtbauelements in drei verschiedenen Ausführungsarten.
In F i g. 1 weist jedes kissenförmige Leichtbauelement 1 einen eingeschlossenen Rahmen 2, vorzugs-
weise aus Metall, auf, der mit dem entsprechenden Rahmen des benachbarten Elementes über einfmaie
Verbindungsmittel 3 verbunden wird. Darüber
det sich eine vorgespannte Außenhaut 4, die
det sich eine vorgespannte Außenhaut 4, die
Folien, beschichtete Vliese oder beschichtete Gewebe für einfache Bauten können die Profilstücke 11 aber \
gebildet wird und das Leichtbauelement 1 allseitig auch entfallen. Die Außenhaut 4 wird dann direkt I
wetterfest umhüllt. Die Füllung besteht aus einer in- um die Platte 9 herumgezogen und vorzugsweise an j
neren flächigen Abstützung 5 in Form einer Platte 9 dem Plattenrand befestigt. \
und aus Schaumstoff 6, der das den Innendruck er- 5 Bei den Ausführungsarten nach F i g. 2 und 3 be- j
zeugende Medium bildet, durch das die Außenhaut 4 findet sich beiderseits der Platte 9 eine Schicht des zu j
unter Zugvörspannüng gehalten ist. Die Außenhaut 4 F i g. I beschriebenen Schaumstoffs 6. Die Außen- I
ist in dem notwendigen Ausmaß elastisch. haut 4 ist mit einer anderen elastischen bzw. zähela- {
Die innere Abstützung 5 stützt über ihre Ränder 7 stischen Schaumstoffschicht 13 unterlegt, die sich bei
den Rahmen2 und damit die Außenhaut4 ab. Zu- io der Ausführungsart nach Fig.3 über den abstützendem
trägt sie quer zu ihrer Hauptausdehnungsebene den Außenrand des Rahmens 2 erstreckt. In dieser
in Pfeilrichtung 8, so daß sie Dachlasten in dieser äußeren Schaumstoffschicht 13 werden dynamische
Richtung flächig mitträgt und in der eingangs be- Beanspruchungen und Stöße energieabbauend durch
schriebenen Weise die Vorspannung der Außen- elastische (federnde) Verformungen aufgefangen
haut 4 entsprechend geringer gehalten werden kann. 15 (Puffereffekt). Dabei ist es möglich, die Außenhaut 4
Die Platte 9 stützt infolge ihrer Charakteristik den von vornherein mit dieser Schaumstoffschicht 13 zu
Rahmen2 sehr gut ab, so daß dieser sehr material- kaschieren, so daß nur der Schaumstoffe nach dem
sparend und leicht ausgebildet werden kann. Ent- Schließen der Außenhaut 4 eingefüllt und durch Aussprechend
dieser Abstützwirkung ist die Platte 9 in härten gebildet wird. Dabei kann entweder der
den Rahmen 2 fest eingespannt, wodurch der von der »o Schaumstoff 6 das Mittel bilden, das die Außen-Platte
9 getragene Anteil an den in Pfeilrichtung 8 haut 4 unter der gewünschten ständigen Zugvorspanaufgebrachten
Belastungskräften auf den Rahmen 2 nung hält oder es ist möglich, daß nach dem Einfül-
und damit auf das benachbarte Leichtbauelement len und Aushärten des Schaumstoffs 6 die zähelastiübertragen
wird. sehe Schaumstoff schicht 13, nachdem sie durch den
Die Platte9 ist dabei als Füllkörper ausgebildet. »5 Schaumstoffe elastisch zusammengedrückt wurde,
Sie weist eine verhältnismäßig große Wandstärke auf, als den Innendruck und damit die Vorspannung der
um einen Teil des übrigen wertvolleren Füllmaterials Außenhaut 4 haltendes Mittel dient. In diesem Fall
des Leichtbauelementes 1 einzusparen. Bei der aus- kann die Schicht 6 eine halbharte billigere Schicht
gemagerten Ausführungsart nach F i g. 2 ist zu die- sein.
sem Zweck eine Röhrenspanplatte mit röhrenförmi- 30 Bei der Ausführungsart nach F i g. 4 ist die zähela-
gen Kanälen 10 vorgesehen. Diese Kanäle 10 dienen stische äußere Schaumstoffschicht 13 dicker, und der
vor allem der Gewichtsminderung und können auch Schaumstoff 6 entfällt. Die Vorspannung der Außen-
zum Einführen des Schaumstoffes 6 verwendet wer- haut 4 wird allein durch die Schaumstoff schicht 13
den. Grundsätzlich kann die innere flächige Abstüt- erzeugt und gehalten. Dabei ist es möglich, daß auch
zung5 aus einer vollen Platte 9 oder aus einer in 35 hier die Schaumstoff schicht 13 von vornherein auf
einer oder beiden Hauptausdehnungsrichtungen, z. B. die Außenhaut 4 kaschiert wird, also nicht nachträg-
durch röhrenförmige Offnungen, gemagerten Platte 9 Hch in die geschlossene Hülle des Leichtbauelemen-
oder aber aus einer quer zu ihrer Hauptausdehnungs- tes 1 eingebracht wird.
ibene gemagerten Platte9 bestehen. Das heißt also, Die Vorspannung der Außenhaut4 kann auch er-
5aß die gemagerte Platte 9 auch die Form eines Ro- 40 reicht werden, wenn im Inneren des Leichtbauele-
ites aufweisen kann. mentes 1 ein Unterdruck herrscht. Die zähelastische
Bei den AusführunKsarten nach Fig. 2 und3 be- Schaumstoffschicht 13 ist dann nicht zusammenge-
iteht der Rahmen 2 aus Röhren, und die Außen- preßt, sondern auseinandergezogen, und das Kissen
laut 4 verläuft mit entsprechender Verschweißung nicht nach außen, sondern nach innen gekrümmt,
am die Außenseite des Rahmens 2 herum, wie die 45 Da die erfindungsgemäßen Leichtbauelemente 1 in
Zeichnung zeigt. Der Rand 7 der Platte 9 ist der sich nach allen Seiten tragfest sind und ein geschlos-
Krümmung des Querschnitts des Rahmens 2 ange- senes statisches Verbundsystem darstellen, ergeben
paßt, so daß er quer zu der Hauptausdehnungsebene sich vielfältige Konstruktionsmöglichkeiten. Zusätz-
der Platte 9, also in Pieilrichtung8, formschlüssig mit Hche tragende Konstruktionselemente, wie z. B. Stüt-
dem Rahmen 2 verklammert ist und in Pfeilrich- 50 zen. Binder, Pfetten, Sprossen, sind zum Erreichen
tang 8 aufgebrachte Belastungskräfte damit besser der Standfestigkeit des Gebäudes in der Regel nicht
auf den Rahmen 2 überträgt. Der besseren Übersicht erforderlich. Der Zusammenschluß der Leichtbauele-
halber ist in der Zeichnung zwischen dem Rand 7 der mente 1 ist unter beliebigen Winkeln kraftschlüssig
Platte 9 und dem Rahmen 2 ein Spalt dargestellt. möglich. Die Gebäude können im »Eigenbau« er-
Dieser ist in Wirklichkeit aber durch den Spanndruck 55 stellt werden, da die Leichtbauelemente 1 auch ein
geschlossen. geringes Gewicht aufweisen. Dabei erfüllen die
Bei der Ausführvmgsart nach F i g. 4 sind auf Leichtbauelemente 1 gleichzeitig die Funktionen der
dem abstützenden Rand 7 der Platte 9 einzelne Pro- Standfestigkeit, der Formbeständigkeit, der Wärme-
filstücke 11 angeordnet, über die die Außenhaut 4 in dämmung, der Wetterbeständigkeit der Außenhaut
ähnlicher Weise verlaufen kann, wie nach F i g. 2 60 und des Schallschutzes (besonders Körperschall). Es
und 3. Sie kann aber auch an den Profilstücken 11 erübrigt sich also, für die verschiedenen Funktionen
festgeschweißt oder -geklebt sein. Beim Ausfüh- verschiedene Leichtbauelemente zu verwenden und
rungsbeispiel nach F i g. 4 ist sie durch äußere diese am Ort zusammenzufügen.
Klemmstücke 12 festgeklemmt, wie die Zeichnung Mit den Leichtbauelementen nach der Erfindung
zeigt. An diesen Klemmstücken 12 sind die im Zu- 65 können erstellt werden: Wände aller Art, insbeson-
sammcnhang mit F i g. 1 erwähnten Verbindungsmit- dere Sichtschutzwände, Windschutzwände, Trenn-
tel3.3' zum benachbarten Leichtbauelement 1 an- wände; Überdachungen (Decken) aller Art, insbeson-
geordnet. Bei relativ kleinen Leichtbauelcmenten 1 dere für Abstellplätze, Haltestellen, Innenhöfe, Sitz-
(ο
platze, Spielplätze; Raumhüllen (Gebäude) verschiedener
Art, insbesondere für Abstellräume, Ausstellungsräume,
Autowaschanlagen, Baubuden, Fabrikationshalleii,
Feldhäuschen, Freizeitbauten, Giiragen, Gartenhäuschen, Gartenlauben, Gewächshäuser, Informationsstände,
Kapellen, Kassenhäuschen, Klein-
tierställe, Kommunikationszentren, Lagerräume, Marktstände, Militärunterkünfte, Notunterkünfte,
Partyzelte, Pavillons, Schwimmbäder, Spielplatzhütten, Spielräume, Verkaufsstände; räumliche Strukturen
verschiedenster Art, z.B. als Sichtzeichen, Klettergerüste, Spielstrukturen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Leichtbauelement für Tragkonstruktionen in 5 nen«, Bd. 1, S. 106 ft, Berlin 1962).
Form eines Kissens mit einer inneren Abstützung In beiden Fällen dienen die Leichtbaiieleaaente je-.und einer darübergespannten elastischen Außen- weils zur Ausfüllung von Zwischenräumen oder zur
haut, die durch ein darin befindliches, einen zum Verkleidung von Tragkonstruktionen. Die mit Luft
äußeren Umgebungsdruck unterschiedlichen, vor- aafgeblasenen Kissenelemente weisen darüber hinaus
zugsweise größeren Innendruck erzeugendes Mit- io die Nachteile auf, daß sie leicht verletzbar sind, eine
tel unter Zugvorspannung gehalten ist da- geringe Wärmedämmung besitzen, daß sie zur Auf-
durch gekennzeichnet, daß die innere rechterhaltung des inneren Druckes besondere Ag-
Abstützung (5) eine Platte (9) ist, die an ihren gregate und Energie benötigen und daß ihre zweisei-
schmalseitigen Rändern (7) die Außenhaut (4) tig gekrümmte Haut aus mehreren Bahnen mit ge-
abstützt und quer dazu flächig trägt »5 kurvten Rändern zusammengesetzt werden muß. Die
2. Leichtbauelement nach Anspruch 1, da- mit Folien bezogenen Leichtbauplatten, z. B. aus Podurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rand lyurethanschaum, weisen die Nachteile auf, daß die
(7) der Platte (9) und der Außenhaut (4) ein mit- Haut (Folie oder beschichtetes Gewebe) eine andere
tragender Rahmen (2) angeordnet ist. Wärme- und eine andere Feuchtigkeitsdehnung auf-
3. Leichtbauelement nach Anspruch 2, da- *° weisen als die Keraschichten, so daß unter dem Eindurch gekennzeichnet daß die Platte (9) mit dem fluß von Temperatur und Feuchtigkeit Falten in der
Rahmen (2) verklammert ist Haut autneten können, die auch durch ganzflächiges
4. Leichtbauelement nach Anspruch 1, da- Aufkleben mit hochwertigen Klebern nicht vermiedurch gekennzeichnet, daß auf dem Rand (7) der den werden können. Darüber hinaus benötigen sie
Platte (9) Profilstücke (11) angeordnet sind, über »5 eine besonders harte Oberfläche, um gegen Verfordie die Außenhaut (4) verläuft oder mit denen munpen durch mechanische oder dynamische Beandie Außenhaut (4) verbunden ist spruchung, z. B. gegen Stöße, stabil zu sein.
5. Leichtbauelement nach Anspruch 4, da- Aus der deutschen Patentschrift 1 930 563 ist eine
durch gekennzeichnet daß die Außenhaut (4) an Raumbegrenzungshülle in Form von doppelkegelförden Profilstücken (11) festgeschweißt oder festge- 3o migen, d. h. einseitig gekrümmten Kissenabschnitten
klebt ist. bekannt, die mit Schaumstoff gefüllt sind. Es handelt
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2203077A DE2203077C3 (de) | 1972-01-22 | 1972-01-22 | Leichtbauelement für Tragkonstruktionen jn Form eines Kissens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2203077A DE2203077C3 (de) | 1972-01-22 | 1972-01-22 | Leichtbauelement für Tragkonstruktionen jn Form eines Kissens |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2203077A1 DE2203077A1 (de) | 1973-07-26 |
DE2203077B2 DE2203077B2 (de) | 1974-04-04 |
DE2203077C3 true DE2203077C3 (de) | 1974-10-31 |
Family
ID=5833769
Family Applications (1)
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DE2203077A Expired DE2203077C3 (de) | 1972-01-22 | 1972-01-22 | Leichtbauelement für Tragkonstruktionen jn Form eines Kissens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2203077C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2712325B1 (fr) * | 1993-11-09 | 1996-02-23 | Newmat Sa | Procédé de fabrication de dalles notamment pour plafonds suspendus. |
-
1972
- 1972-01-22 DE DE2203077A patent/DE2203077C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2203077B2 (de) | 1974-04-04 |
DE2203077A1 (de) | 1973-07-26 |
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