DE2233174A1 - Ackerschlepper bzw. universallandmaschine mit elektrohydraulischem kraftheber - Google Patents
Ackerschlepper bzw. universallandmaschine mit elektrohydraulischem kraftheberInfo
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Description
KHD
klöckner-humboldt-deutzag-köln 5 Köin 80, den 4. Juli 1972
Unser Zeichen: D 7 /64 AP Cn/Dar
Ackerschlepper bzw. Universallandmaschine r
mit elektrohydrauliachem Kraftheber
Die Erfindung betrifft einen Ackerschlepper bzw. eine Universallandmaschine
mit elektrohydraulischem. Kraftheber, dessen beide unteren Lenker durch je einen mit dem Gestell oder
Rahmen des Schleppers bzw. der Maschine verbundenen geregelten Zylinder in eine bestimmte Höhenlage gegenüber dem Gestell
oder Rahmen gestellt werden.
Bei den meisten bisher gebräuchlichen Krafthebern für einen Ackerschlepper bzw. für eine Universallandmaschine ist ein
einziger geregelter Hubzylinder vorgesehen, welcher die beiden unteren Lenker jeweils in der gleichen Höhenlage hält. Aus der
US-Patentschrift 3 432 184 ist jedoch eine hydraulische Kraftheberanlage bekanntgeworden, bei der zwei mechanisch unabhängig
voneinander arbeitende Hubzylinder vorgesehen sind. Nach den Gedanken, die in dieser Patentschrift offenbart sind,
sollen die Hübe beider Hubzylinder stets gleich sein, da andernfalls keine zuverlässige Regelung der Arbeitstiefe eines angeschlossenen
Gerätes möglich wäre. Die bekannte Kraftheberanlage weist eüe für den Gleichlauf der Hubzylinder erforderliche
Einrichtung nicht auf. Gegenstand eines älteren Vorschlages ist nunmehr eine Einrichtung für den Gleichlauf der
beiden Hubzylinder bei einer Kraftheberanlage, bei der zwei
mechanisch unabhänigig voneinander arbeitende Zylinder vor-
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gesehen sind. Die Mittel, die gemäß dem älteren Vorschlag
angewandt werden, sind von rein hydraulischer Art.
Die neue Erfindung ist auf die Weiterbildung einer Kraftheberanlage
gerichtet, be der zwei mechanisch unabhängig voneinander arbeitende Hubzylinder vorgesehen sind. Der Erfindung liegt die
Erkenntnis zugrunde, daß es einmal wegen verschiedener Bodenbeschaffenheit im Bereich des Arbeitsgerätes, aber auch wegen
einer anderen Bodenneigung im Bereich des Arbeitsgeräts in bezug auf die Bodenneigung im Bereich des Ackerschleppers bzw. der
Uni versall-'indmaschine zweckmäßig ist, den unteren Lenkern eine
voneinander abwaschende Höhenlage zu geben. Damit stellt sich die Aufgabe der neuen Erfindung, nach der es erforderlich ist,
die voneinander abweichende Stellung der unteren Lenker für den gegebenen Arbeitsfall zu überwachen und dafür Sorge zu tragen,
daß diese Relativstellung der Lenker beibehalten wird.
Gemäß der neuen Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß
sowohl bei eingeschalteter als auch bei nicht eingeschalteter Zugkraftregelung oder bei Lagenregulung oder bei Mischregelung
die unteren Lenker in eine voneinander verschiedene Höhenstellung gebracht werden und daß die Höhenstellung der beiden unteren
Lenker einzeln elektrisch abgetastet, die Differen« ihrer Höhenlage gebildet und mit einem eingestellten Sollwert verglichen
wird, und daß die Differenz von Solldifferenz und Istdifferenz
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als Regelgröße in die elektrohydrauliscbe Steuereinrichtung
eingegeben wird dergestalt, daß der Unterschied der beiden Höhenlagen bei allen Istwerten der Höhenlage des Gerätes dem
Sollwert dieser Differenz entspricht.
Es s->ll hier nicht unterlassen werden, darauf hinzuweisen, daß
es du^ch die deutsche Patentschrift 1.198.103 an sich bekanntgeworden
ist, elektrische Hilfsmittel für die Steuereinrichtung eines Gerätes zum Heben un1 Senken von an landwirtschaftlichen
Schleppern befestigten Bodenbearbeitungsgeräten zu verwenden. . In der genannten deutschen Patentschrift sind die elektrischen
Mittel jedoch nicht im Sinne der neuen Erfindung eingesetzt.
Im Zusammenhang mit der neuen Erfindung werden elektrische Mittel zur Regelung der Stellung der unteren Lenker benutzt,
weil elektrische Mittel ohne nennenswerte Reibungsverluste arbeiten, die bei mechanischen und hydraulischen Regelelementen
unvermeidlich sind. Immerhin ist es im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich, solche Mittel einzusetzen. Die Erfindung
ist also nicht auf elektrische Mittel zur Regelung der Stellung der unteren Lenker beschränkt.
Gemäß einem weiteren Gedanken der neuen Erfindung soll die
Höhenlage der Endpunkte der unteren Lenker mittels an den beiden unteren Lenkern angreifender Linearpotentiometer, Drehpotentio-
oder Induktivgeber ermittelt werden. Hierbei kann es zweckmäßig
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sein, wenn die Potentiometer oder der Induktivgeber über ein Untersetzungsgetriebe von den unteren Lenkern aus angetrieben
werden.
Ein wichtiger Gedanke der neuen Erfindung besteht darin, daß die der Höhenlage der den beiden unteren Lenkern zugeordneten
Istwertgeber unmittelbar als Glieder einer Brückenschaltung verwendet werden.
Im Zusammenhang mit der neuen Erfindung soll auch die absulut· Höhenlage der beiden unteren Lenker bei Lagenregelung und Mischregelung
gegenüber dem Boden in Betracht gezogen werden. Hierzu wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß in einer ersten
Brücke die Differenz der Höhenlage und zugleich durch einen vorzugsweise fest eingestellten Mittelwertbildner, z.B. zwei
Pestwiderstände oder ein Potentiometer, der Mittelwert der Höhenlage gemessen wird und dieser mit dem an einer dritten
Widerstandskette abgegriffenen Sollwert für die halbe Summe, d.h. den Mittelwert der Höhen, verglichen wird.
In der Zeichnun , sind drei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
Die Abbildungen 1 bis 3 zeigen, soweit es zur Erläuterung der
Erfindung erforderlich ist, einen Teil des hinteren Endes eines Schleppers mit einem Teil der Kraftheberanlage.
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Der Unterschied zwischen den Abbildungen 1 bis 3 besteht darin, daß die an den unteren Lenkern angebrachten erfindungsgemäßen
Meßeinrichtungen verschiedenartig ausgebildet sind.
Die Abb. 4 zeigt "in schematischer Darstellung die zu den Ausführungsformen der Erfindung nach den Abbildungen 1 bis 3 erforderlichen
hydraulischen Teite zur Verstellung der hydraulischen Zylinder, die auf die unteren Lenker wirken.
Die Abb. 5 zeigt ein Schema,nach dem bei Lagenregelung und
bei Mischregelung auch die absolute Höhenlage der beiden unteren Lenker berücksichtigt wird.
Die in den Abbildungen 1 bis 3 dargestellten Teile, die von
gleicher Beschaffenheit sind, sind in der nachfolgenden Beschreibung
mit denselben Bezugszeichen versehen.
Das Gestell des Ackerschleppers bzw. der Rahmen der Universallandmaschine
ist mit 1 bezeichnet. Hinten ist das Gestell oder der Rahmen über Pedern 2 gegen das Tragrohr 3 der hinteren
Treibachse 4 abgefedert. Mifc 5 ist das Gehäuse des Differentialgetriebes
für die hintere Treibachse 4 bezeichnet.
Am hinteren Ende des Gestells oder des Rahmens 1 ist auf jeder Seite eine Backe 6 befestigt. Die beiden Baken 6 sind durch
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Traversen 7 miteinander verbunden, so daß die Backen 6 und die Traversen 7 ein in sich steifes Gebilde sind, an dem die Kraft Heberanlaje
befestigt werden kann. Die Kraftheberanlage besteht
in bekanntjr Weise aus einem in den Abbildungen nicht dargestellten
oberen Lenker, der in der Län^smittelachse des Ackerschleppers bzw. der Universallandmaschine auf der Traverse 7 angeordnet ist.
In der senkrechten Projektion gesehen, liegen die unteren Lenker mit gleichem Abstand vom mitteleren Lenker an den Seiten des Gestells
oder des Rahmens des Schleppers bzw. der Maschine. An der unteren Begrenzung der Backen 6 ist noch eine Traverse 9 angebracht,
auf der zwei Hebel 10 drehbar gelagert sind, von denen je einer mit einem der unteren Lenker 8 gelenkig verbunden ist.
Es sind noch zwei weitere Hebel 11 vorgesehen, welche zu beiden
Seiten des Gestells ο er Rahmens des Schleppers bzw. der Maschine di-j unteren Lenker 8 mi t dem Gehäuse 5 des Differentialgetriebes
gelenkig verbinden. Zu diesem Zweck sind am Gehäuse 5 entsprechende
Halterungen 12 befestigt, an denen die Hebel 11 gelenkig gelagert sind. Die gelenkigen Lagerungen der Hebel 10 und 11 ist
erforderlich, weil die Federn 2 in Betrieb sind.
Auf der oberen Traverse 7 sit .en fest angeordnet zwei Hebel 14j
die etwa in der Wirkungsebene der beiden unteren Lenker angeordnet sind. Die beiden Hebel 14 sind je über einen hydraulischen Zylinier
15 mit dem unteren Lenker 8 verbunden. Die beiden hydraulischen
Zylinder 15 sind zusammen mit der für diese vorgesehenen Regelanlage Hauptbestandteil des elektrohydraulischen Krafthe-
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bers. Ea wird hierzu auf die Abb. 4 verwiesen, in der die beiden
hydraulischen Zylinder 15 und die unteren Lenker 8 ausammen mit
der geregelten Hydraulikanlage dargestellt sind* Bevor jedoch die
Abb. 4 näher er .äutert wird, ist es notwendig, die in den Abbildungen
1 -bis 3 dargestellten erfindungsgemäßen Mittel näher
zu beschreiben.
Derelektrohydraulische Kraftheber kann die hydraulischen Zylinder
15 in verschiedener Weise betätigen. Die Regelung, welche an der elektrohydraulischen Kraftheberanlage zur Betätigung der
hydraulischen Zylinder 15 vorgesehen ist,kann eine Zugkraftregelung,
eine Lagenregelung, aber auch eine Mischregelung sein. Das. was die Erfindung ausmacht, besteht unabhängig von der
Art der Regelung darin, daß die unteren Lenker 8 in eine voneinander verschiedene Höhenstellung gebracht werden und darin, daß
di.se vorgewählte verschiedene Höhenstellung beibehalten wird.
Hierzu ist es notwendig, daß Jeder der beiden unteren Lenker 8 mit
Mitteln versehen ist, die eine Kontrolle über die jeweilige Stellung
jedes der unteren Lenker erlaubt. Aus der Abb. 1 ist zu erkennen, daß an den unteren Lenker 8 eine Stange 16 angelenkt
ist, die an ihrem Ende ein Linearpotentiometer 17 trägt. An der Backe 6 ist eine weitere in der Längsmittelachse der Stange
16 liegende Stange 18 angelenkt, die im Linearpotentiometer 17 gerade geführt ist und einen Schleifkontakt 19 trägt, der das
Linearpotentiometer von außen abtastet. Wenn der hydraulische
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Zylin.er 5 kürzer oder länger wird, bewegt eich auch die
Stange 16 mit dem Linearpotentiometer 17, so daß eich der Widerstandswert
zwischen dem Streifkontakt 19 und dem Ende 22 des LinearpotentiometerB 17 verändert. Das Linearpotentiometer 17
ist Bestandteil einer BrUckenechaltung, die in der Abb. 1 schematisch
dargestellt ist. Die Leitungen 20 und 21 verbinden das Linearpotentiometer mit der Brückenschaltung. Das Linearpotentiometer,
welches mit dem anderen Lenker θ verbunden ist. steht über Leitungen 23 und 24 mit der Brückenschaltung in Verbindung. Die
Brückenschaltung besteht aus zwei weiteren Widerständen 25 und 26, einer Stromquelle 27 und einem Meflinstrument 28. Die Brücken schaltung
ist über die Leitungen 29 und 30 mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung für die Hydraulikschieber verbunden, die
das hydraulische Druckmittel zu den hydraulischen Zylindern 15 hin- un;i zurückleiten. Die Hydraulikschieber sind in der Abb.4
mit 31 und 32 bezeichnet. Von dem Hydraulikschieber 31 führt eine
Druckleitung 33 zu dem einen Hydraulikzylinder, dementsprechend ist der andere Hydraulikzy.inder 15 über eine Leitung 34 mit dem
Hydraulikschieber 32 verbunden. In dem unteren Teil der Abb. 4
ist ein Steuergerät dargestellt, in dem sich die Brückenschaltung und die mit der Brückenschaltunfe über die Leitungen 29 und 30
verbundene elektrische Einrichtung zur Betätigung der Hydraulikzylinder 31 und 32 befinden.
Die Abb. 4 zeigt das Steuergerät von außen gesehen. Das Steuerge-
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rät, welches mit 35 bezeichnet ist, hat in seiner Mitte einen
Einstellknopf 36 für den Widerstand 26 der Brückenschaltung
(siehe Abb. 1). Durch die Veränderung des Widerstandes 26 der
Brückenschaltung kann erreicht werden, daß sich die unteren Lenker 8 in verschiedene·Höhenlagen einstellen.
Auf dem Steuergerät 35 sind noch zwei weitere Drehknäpfe 37 und angeordnet, von denen der Drehknopf 37 zur Beeinflussung der Zugkraftregelung
und der Drehknopf 38 zur Beeinflussung der Lagenregelung dient. Unten auf dem Steuergerät ist noch ein Schiebeknopf
39 vorgesehen, der zur Einstellung des jeweils gewünschten Regelsystems dient.
Mit dem Einstellknopf 36 wird die Solldifferenz der Höhenlage der beiden unteren Lenker 8 eingestellt. Bei der Betätigung des Einstellknopfes
36 verändern sich auch die Widerstandswerte an den Linearpotentiometer 17 solange, bis diese dem Verhältnis der
Widerstände 25 und 26 entsprechen. Die Widerstände an den Potentiometer 17 bezeichnet man als Istwerte.
Die Ausftlhrungabeiapiele nach den Abbildungen 2 und 3 unterscheiden
sich von dem Ausführungsbeiapiel nach der Abb. 1 lediglich dadurch, daß bei diesen anstelle der Linearpotentiometer 17 Drehpotentiometer
40 bzw. 41 vorgesehen sind. Nach der Abb. 2 befindet
sich das Drehpotentiometer an dem Ende des unteren Lenkers 8, an
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dem der Hebel 10 angelenkt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach
der Abb. 3 ist dae Drehpotentiometer 41 an der Backe 6 befestigt. Ea wird über ein Untersetzungsgestänge 42 vom unteren Lenker 8
aua betätigt.Infolge des Hebels 10 kann der Punkt 13 des unteren Lenkers 8 keine die Messung störende, durch die Federung hervorgerufene
Bewegung in Richtung der Stange 42 gegenüber der Backe 6 ausführen.
Es bleibt noch zu erwähnen, daß die Druckmittelpumpe für die Hydraulik in der Abb. 4 mit 43 bezeichnet ist. Die Druckmittelpumpe
13t über eine Leitung 44 mit den hydraulischen Steuerschiebern
31 und 32 verbunden. Die Steuerschieber 31 und 32 stehen noch
über Leitungen 45 mit dem Ölvorratsbehälter 46 in Verbindung, mit
dem auch die Druckmittelpumpe 43 über die Saut;leitung 47 in Verbindung
steht. Über die Leitungen 48, 49 und 50, 51 geschieht die elektrische Betätigung der Steuerschieber 31 und 32 vom
Steuergerät aus.
Es sei noch erwähnt, daß anstelle der Potentiometer auch Induktivgeber
verwendet werden können.
In der vorangegangenen Beschreibung der Erfindung wurde lediglich die zueinander verschieden hohe Stellung der unteren Lenker
8 behandelt. Für den praktischen Betrieb ist es jedoch bei Lagenregelung
und Miechregelung noch erforderlich, daß die absolute
Höhenlage der beiden unteren Lenker 8 gegenüber dem Boden noch
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mit in die .Betrachtung einbezogen wird Hierzu sind in Abb. 5
zwei miteinander verbundene Brückenschaltungen vorgesehen. Die erste Brücke besteht aus den beiden veränderlichen Widerständen
52. 53 ale Istwertgeber, dem Pestwiderstand 54 und dem Sollwerteinsteller
55- für die Differenz der Höhenlage. Diese Brücke wird gespeiet van einer Stromquelle 56. Die Richtung der Spannungsdifferenz
zwischen den Verbindungspunkten 57 und 58 wird abgegriffen durch ein polarisiertes Relais 59. Das polarisierte
Relais 59 schaltet, gegebenenfalls unter Einschaltung elektrischer
Verstärker, das elektrohydraulische Steuergerät 60.
Für den Vergleich der absoluten Höhenlage der unteren Lenker 8 wird deren Istwert als Hälfte von deren Summe abgegriffen, und
zwar am Punkt 61, welcher durch zwei vorzugsweise gleiche Pestwiderstände 62 und 63 mit den Punkten 57 und 58 der ersten
Brückenschalfung verbunden ist. Insofern stellt die aus den
Gliedern 52 bis 58 bestehende Brücke den einen Zweig einer weiteren Brückenschaltung für die absolute Höhenlage dar. Zweiter
Zweig dieser übergeordneten zweiten Brückensehaltung ist das
Potentiometer 64, 65 mit dem Abgriff 66. Dieses Potentiometer hat man sich als Reihenschaltung zweier veränderlicher Widerstände
vorzustellen, welche im Punkt 66 verbunden sind.
Das Vorzeichen des Spannungsunterschiedes zwischen dem Punkt des Sollwertpotentiometers 64, 65,66 einersetis und dem am
Punkt 61 angegriffenen Istwert für den Mittelwert der Höhe
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andererseits wird von dem polarisierten Relais 67 festgestellt,
Das polarisierte Relais 67 betätigt, g ;gebenenfalls mit Zwischenschaltun,-;
eines Verstärkers, das elektrohydraulische Wegeventil
Der Betätigungsstrom für beide S-hieber wird einer Stromquelle
entnommen. Der Betätigun^sstrom für das elektrohydraulische Wegeventil
60 läurt noch über ein Relais 70, welches vom Relais 59
betätigt wird. Dadurch wird erreicht, daß bei betätigtem Relais der Schieber 68 ni-ht betätigt werden kann. Hierdurch wird vermieden
daß während des gemeinsamen Hebens eine Höhendifferenz
der beiden unteren Lenker eintreten kann, die nicht gewollt ist, da bei Überschreiten einer zulässigen Höhendifferenz das Heben
durch den Schieber 68 unterbrochen und zunächst wieder die zulässige
Schräglage durch das Wegeventil 60 wiederhergestellt wird. Auf der hydraulischen Seite ist dasselbe dadurch erreicht, daß
der Ölstrom von der Druckmittelpumpe 71 aus zunächst über das Wegeventil 60, von dort aus über das Wegeventil 68 jsum Öl vorratsbehälter
geleitet wird.
Die beiden Wegeventile 60 und 68 sind mit den beiden Zylindern 15 hydraulisch so verbunden, daß beim Betätigen des Schiebers
die Unterseiten 72, TJ, der Zylinder mit der Pumpe 71 und die
Oberseiten 74. 75 mit dem Vorratsbehälter verbunden sind. Dagegen sind bei Durchführung einer Änderung der Schräglage alle
Zylinderanschlüsse im Wegeventil 68 verschlossen, und das Öl strömt beispielsweise bei einer Rechtsdrehung von Pumpe 71 über
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Schieber 60 zur Unterseite 72 des linken Zylinders 15; von
der Oberseite 74 dieses Zylinders strömt es über Schieber 60 zur Oberseite 75 des rechten Zylinders; von der Unterseite 73
des rechten Zylinders 15 strömt das Öl über Wegeventil 60 zum Wegeventil 68, welches sich, wie schon gesagt, in Neutralsteilung
befindet, und von dort zum Behälter.
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Claims (5)
1. Ackerschlepper bzw. Universallandmaschine mit elektrohydraulischem
Kraftheber, dessen beide unteren Lenker durch je einen mit dem Gestell oder Rahmen des Schleppers bzw. der Maschine
verbundenen geregelten Zylinder in eine bestimmte Höhenlage gegenüber dem Gestell ο er Rahmen gestellt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl bei eingeschalteter als auch bei nicht eingeschalteter Zugkraftregelung oder bei Lagenregelung oder bei Mischregelung die
unteren Lenker (8) in eine voneinander verschiedene Höhensteilung
gebracht werden und daß die Höhenstellung der beiden unteren Lenker (8) einzeln, elektrisch abgetastet, die Differenz ihrer
Höhenlage gebildet und mit einem eingestellten Sollwert verglichen wird, und daß die Differenz von Solldifferenz und Istdifferenz als
Regelgröße in die elektrohydraulisch^ Steuereinrichtung eingegeben
wird dergestalt, daß der Unterschied der beiden Höhenlagen beiallen
Istwerten der Höhenlage dea Gerätes dem Sollwert dieser Differenz entspricht.
2. Ack Tschlepper bzw. Univeisallandmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage der Endpunkte der unteren Lenker (8) mittels an den beiden unteren Lenkern angreifender
Linearpotentiometer, Drehpotentiometer oder Induktivgober ermittelt
wird.
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3. Ackerschlepper bzw. Universallandmaschine n;ich den
Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometer oder Induktivgeber über Untersetzungsgetriebe (42) von den unteren
Lenkern aus angetrieben werden.
4. Ackerschlepper bzw. Universallandmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß daß der die Höhenlage
der den beiden unteren Lenkern (8) zugeordneten Istwertgeber unmittelbar als Glieder einer Brückenschaltung verwendet werden.
5. Ackersohlep; er bzw. Universallandmaschine nr-ch den Ansprüchen
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Brücke (52 bis 55) die Differenz der Höhenlage und zugleich durch
einen vo i'zugsweise _f est eingestellten Mittelwertbildner, z.B. zwei
Festwiderstände oder ein Potentiometer der Mittelwert der Höhenlage gemessen wird und dieser mit dem an einer dritten Widerstandskette
abgegriffenen Sollwert für die halbe Summe, d.h. den Mittelwert der Höhen, verglichen wird.
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GB1439656A (en) | 1976-06-16 |
FR2191831A1 (de) | 1974-02-08 |
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