DE2306686C3 - Steuereinrichtung für Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge - Google Patents
Steuereinrichtung für Druckmittelbremsen, insbesondere für SchienenfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrersteuereinrichtung für elektrisch steuerbare Dniickmittelbremsen, insbesondere
für Schienenfahrzeuge, zur Abgabe der Druckmittelbremse zuzuführender elektrischer Digital-Steuersignale,
deren Zeitdauer die Betätigungsstärke der Druckmittelbremse bestimmt, mit einem willkürlich
verstellbaren Spannungsteiler.
Bei Druckluftbremsen von Schienenfahrzeugen ist es bekannt, die Druckluftbeaufschlagung der Bremszylinder
direkt oder indirekt durch Magnetventile zu steuern, wobei die Erregungsdauer dieser Magnetventile die in
die Bremszylinder angesteuerte Druckhohe bestimmt Den Magnetventilen müssen claher elektrische Digital-Steuersignale
zugeführt werden, deren Zeitdauer der einzustellenden Bremsstärke proportional ist Es ist
bekannt, zum Erstellen der Digital-Steuersignale elektrische Kontakteinrichtungen vorzusehen, die vom
Fahrzeugführer so lange zu betätigen sind, bis die jeweils gewünschte Bremswirkung erreicht ist. Durch
diese Betätigung wird der Fahrzeugführer jedoch stark belastet
Zum Entlasten des Fahrzeugführers wurden daher Einrichtungen geschaffen, an welchen der Fahrzeugführer
die gewünschte Bremsstärke durch Einstellen sines ίο Bremshebels in eine bestimmte Drehlage vorwählen
kann und die dann selbsttätig die Zeitdauer der Digital-Steuersignale derart bemessen, daß die gewünschte
Bremsstärke bzw. die dieser entsprechende Bremszylinder-Druckbeaufschlagung auch tatsächlich
is erreicht wird. Hierzu ist es beispielsweise gemäß der
DE-PS 1105 904 bekannt, mittels des Bremshebels
einen Druckregler derart einzustellen, daß dieser einen der gewünschten Bremsung entsprechenden Druck an
einen die elektrische Kontakteinrichtung umfassenden, pneumatischen Dreidruckschalter abgibt Neben der
Zuführung eines konstanten Bezugsdruckes muß dem Dreidruckschalter hierbei zu seiner Rückstellung der in
einem für alle anderen maßgebenden Bremszylinder eingesteuerte Druck zugeführt werden; es ist also
erforderlich, einen der im Fahrgestell des Fahrzeuges angeordneten Bremszylinder durch eine in der Praxis im
allgemeinen lange md schwierig zu verlegende Steuerleitung mit dem nahe dem Führerstand angeordneten
Dreidruckschalter zu verbinden. Der Bauaufwand dieser Anordnung ist groß und die Steuerleitung stellt
ein zusätzliches Bauteil dar, das durch eventuelle Undichtigkeit die Betriebssicherheit der Bremse gefährden
kann.
Zum Beheben dieses Mangels wurden bereits Steuereinrichtungen geschaffen, bei welchen nahe des Dreidruckschalters ein in seiner Druckbeaufschlagung durch von den Digital-Steuersignalen betätigten Magnetventilen überwachter Behälter angeordnet ist an weichen die vom Bremszylinder abgetrennte Steuerleitung angeschlossen ist Hierdurch ergibt sich jedoch ein zusätzlicher Bauaufwand.
Zum Beheben dieses Mangels wurden bereits Steuereinrichtungen geschaffen, bei welchen nahe des Dreidruckschalters ein in seiner Druckbeaufschlagung durch von den Digital-Steuersignalen betätigten Magnetventilen überwachter Behälter angeordnet ist an weichen die vom Bremszylinder abgetrennte Steuerleitung angeschlossen ist Hierdurch ergibt sich jedoch ein zusätzlicher Bauaufwand.
Um prinzipiell den Umweg über pneumatische Einrichtungen zum Erstellen der Digital-Steuersignale
zu vermeiden, ist es durch die DE-PS 1011454
weiterhin bekanntgeworden, für die Zeitberr.essur.g der
Digital-Steuersignale rein mechanische Zeit-Weg-Relais vorzusehen, bei welchen ein eingestellter Weg in
eine für die Bremsdruckänderung maßgebende Zeitspanne umgesetzt wird Die Mechanik des Zeit-Weg-Relais
bedarf jedoch ständiger Wartung und Pflege, um stets ausreichend genau arbeiten zu können.
Weiterhin sind bereits Steuereinrichtungen für elektropneumatische Druckluftbremsen bekannt, bei
welchen mittels des Bremshebels ein elektrischer Spannungsteiler willkürlich verstellbar ist Die Steuerung
erfolgt hierbei jedoch nicht durch digitale, sondern analoge elektrische Steuersignale, wie es beispielsweise
die DE-PS11 00 672 zeigt Es bereitet jedoch Schwierigkeiten,
die analogen Steuersignale mit der erforderlichen Genauigkeit durch einen in seiner Zusammensetzung
wechselnden Zugverband zu übertragen. Es ist daher gemäß der DE-OS 1605280 auch bereits
bekannt, die willkürlich am Spannungsteiler eingestellte Spannung in eine zugeordnete Kombination mehrerer
digitaler Steuersignale umzuwandeln, wobei die jeweilige Kombination der Steuersignale, nicht deren Zeitdauer,
für den einzusteuernden Bremsdruck maßgebend ist Hiermit ist jedoch keine stufenlose Steuerung der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs angegebenen Art zu
schaffen, weiche die Mängel der bekannten Steuereinrichtungen
vermeidet, welche also bei einfachem Aufbau unter Vermeiden artfremder, also pneumatischer
oder mechanischer Hilfsmittel gewährleistet, daß stets der jeweils an ihr eingestellten Bremsstärke
entsprechende und zeitlich selbständig bemessene Digital-Steuersignale abgegeben werden.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch ein die Druck-Zeit-Abläufe der üruckmittelbremse
elektrisch als Spannungs-Zeit-Abläufe nachbildendes, von den Digital-Steuersignalen bzw. diesen entsprechenden,
elektrischen Steuersignalen betätigtes elektrisches Analogon, einen elektrischen Spannungs-Komparator
zum Vergleich der am Spannungsteiler eingestellten und der am Analogon nachgebildeten Spannung und
Steuermittel, welche bei Ungleichheit der beiden verglichenen Spannungen die Abgabe eines in Angleichrichtung
auf das Analogon einwirkenden Digital-Steuersignals bewirken.
Die nach der Erfindung zweckmäßige, weitere Ausgestaltung der Führersteuereinrichtung kann den
Unteransprüchen entnommen werden.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert
Vom negativen Pol einer andererseits mit der Masse verbundenen Spannungsquelle 1 führt eine Leitung 2 zu
einem Schaltkontakt 3, einem Endanschluß eines Spannungsteilers 4, zu einem Schaltkontakt 5 eines
Relais 6 und zu zwei Schaltverstärkern 7 und 8. Der Abgriff 9 des Spannungsteilers 4 ist kinematisch mit
einem von Hand in eine Lösestellung L oder innerhalb eines Bremsbereiches B einstellbaren Bremshebels 10
derart gekoppelt, daß er bei in Lösestellung L befindlichem Bremshebel die an dem mit der Leitung 2
verbundenen gegenüberliegenden, an Masse angeschlossenen Endanschluß des Spannungsteilers 4 anstehende
Spannung abgreift
Ober eine weitere Kopplung 11 wird in dieser Stellung der ansonsten offene Schaltkontakt 3 geschlossen
gehalten. Vom Abgriff 9 führt eine Leitung 12 über einen Schutzwiderstand 13 zu einem Eingang I eines von
einem Widerstand 14 überbrückten Spcnnungs-Komparators
15.
Der Schaltkontakt 5 ist über einen einstellbaren Widerstand 16 mit einem Kondensator 17 und über
einen weiteren Schutzwiderstand 18 mit dem zweiten Eingang I! des Spannungskomparators 15 verbunden.
Der andererseits an Masse angeschlossene Kondensator 17 ist über einen Schaltkontakt 19 eines Relais 20
und einen einstellbaren Widerstand 21 überbrückbar. Vom Ausgangsanschkiß des Spannungs-Komparators
15 führt eine Leitung 22 zu den Schalteingängen der beiden Schaltverstärker 7 und 8. Falls an den beiden
Eingängen 1 und 11 des Spannungs-Komparators 15 die gleiche Spannung ansteht gibt er in die Leitung 22 kein
Ausgangssignal, falls der Eingangsanschluß I negativer als der Eingangsanschluß II ist, ein negatives Ausgangssignal
und bei umgekehrten Spannungsverhältnissen ein positives Ausgangssignal ab. Bei positivem Ausgangssignal
in der Leitung 22 spricht nur der Schaltverstärker 8 an und verbindet die Leitung 2 mit seiner
Ausgangsleitung 23, bri negativem Ausgangssignal in der Leitung 22 spricht dagegen nur der Schaltverstärker
7 an und verbindet dit Leitung 2 mit seiner Ausgangsleitung 24, Bei keinem Ausgangssignal in der
Leitung 22 sperren beide Schaltverstärker 7 und 8 ihre Ausgangsleiiangen 23 bzw. 24 ab. Die Ausgangsleitung
23 führt zum Schaltkontakt 3 und zur andererseits an Masse angeschlossenen Erregungsspule des Relais 20,
die Ausgangsleitung 24 zur andererseits ebenfalls an Masse angeschlossenen Erregungsspule des Relais 6.
Das Relais 6 schließt bei Erregung seinen Schaltkontakt 5 sowie einen weiteren Kontakt 25, das Relais 20
to schließt bei Erregung seinen Schaltkontakt 19 und öffnet einen weiteren Kontakt 26.
Der Kontakt 25 ist zwischen eine andererseits geerdete Spannungsquelle 27 und ein Bremskabel 28,
der Kontakt 26 ist zwischen die Spannungsquelle 27 und
is ein Lösekabel 29 geschaltet Das Brems- und das Lösekabel 28 bzw. 29 durchziehen den ganzen
Zugverband; sie dienen der Steuerung der an jedem Fahrzeug des Zugverbandes angeordneten, nachfolgend
nur in ihren zum Verständnis der Funktion wesentlichen
Jede Fahrzeugbremsanlage weist «xnen aus einer
nicht dargestellten Druckluftquelle aufgeladenen Vorratsbehälter 30 auf, der über ein im unerregten Zustand
geschlossenes Magnetventil 31 und eine Bremsdüse 32 an einen Bremszylinder 33 pneumatisch anschließbar ist
in der Lösestellung L, der Schaltkontakt 3 ist
geschlossen und der Abgriff 9 sowie die Leitung 12 führen Masse-PotentiaL Der Schaltkontakt 5 ist
geöffnet und am Kondensator 17 herrscht, durch die Überbrückung mittels des infolge Erregung des Relais
20 über den Schaltkontakt 3 geschlossenen Schaltkontaktes 19 bedingt beiderseits ebenfalls Masse-Potential.
An beiden Eingangsanschlüssen I und II des Spannungs-Komparators 15 steht daher ebenfalls Masse-Potential
an und die Leitung 22 führt kein Signal. Oie Schaltverstärker 7 und 8 halten daher ihre Ausgangsleitungen 23 und 24 von der Leitung 2 abgetrennt und das
Relais 6 ist unerregt, während das Relais 20, wie bereits erwähnt, über den Schaltkontakt 3 erregt ist Beide
Kontakte 25 und 26 sind geöffnet, das Brems- und das Lösekabel 28 bzw. 29 sind spannungslos, das Magnetventil
31 ist geschlossen und das geöffnete Magnetventil 34 hält den Bremszylinder 33 in die Atmosphäre
entleert
Zum Bremsen wird der Bremshebel 10 in eine der gewünschten Bremsstärke entsprechende Stellung innerhalb des Bremsbereichs geschwenkt Der Schaltkontakt 3 wird dabei geöffnet, so daß das Relais 20 abfällt und seinen Schdtkontakt 13 öffnet sowie den Kontakt 26 rchlL-ßt Dabei wird das Lösekabel 29 an die Spannungsquelle 27 angeschlossen, das Magnetventil 34 daher erregt und der Bremszylinder 33 von der Atmosphäre abgetrennt Über den vesteüten Abgriff 9 wird dem Eingangsanschluß I des Spannungs-Komparators 15 ein negativeres Potential als bisher zugeführt so daß dieser in die Leitung 22 ein negatives Ausgangssignal einspeist Der Schaltverstärker 7 spricht an und erregt über seine Ausgangsleitung 24 das Relais 6, dessen Kontakte 5 und 25 sich schliefen. Das Bremskabel 28 fuhrt daher Spannung und Ober das
Zum Bremsen wird der Bremshebel 10 in eine der gewünschten Bremsstärke entsprechende Stellung innerhalb des Bremsbereichs geschwenkt Der Schaltkontakt 3 wird dabei geöffnet, so daß das Relais 20 abfällt und seinen Schdtkontakt 13 öffnet sowie den Kontakt 26 rchlL-ßt Dabei wird das Lösekabel 29 an die Spannungsquelle 27 angeschlossen, das Magnetventil 34 daher erregt und der Bremszylinder 33 von der Atmosphäre abgetrennt Über den vesteüten Abgriff 9 wird dem Eingangsanschluß I des Spannungs-Komparators 15 ein negativeres Potential als bisher zugeführt so daß dieser in die Leitung 22 ein negatives Ausgangssignal einspeist Der Schaltverstärker 7 spricht an und erregt über seine Ausgangsleitung 24 das Relais 6, dessen Kontakte 5 und 25 sich schliefen. Das Bremskabel 28 fuhrt daher Spannung und Ober das
ti > erregte, geöffnete Magnetventil 31 strömt Druckluft aus
dem Vorratsbehälter 30 durch die Bremsdüse 32 in den Bremszylinder 33 ein, so daß die Fahrzeugbremsen
betätigt werden. Die Bremsdüse 32 bestimmt dabei den
zeitlichen Verlauf des Druckanstieges im Bremszylinder 33. Gleichzeitig zu diesen Vorgängen wird der
Kondensator 17 über den Schaltkontakt 5 und den Widerstand 16 einseitig an das negative Potential der
Spannungsquelle 1 angelegt, so daß das an ihm und damit am Eingangsanschluß Il des Spannungs-Komparators
15 herrschende Potential absinkt. Die Absinkgeschwindigkeit dieses Potentials ist durch entsprechende
Einstellung des Widerstandes 16 derart auf den Druckanstieg im Bremszylinder 33 abgestimmt, daß zu
dem Zeitpunkt, zu welchem im Bremszylinder 33 eine der am Bremshebel 10 eingestellten Bremsstärke
entsprechende Druckhöhe erreicht ist, gerade das am Einfangsanschluß I des Spannungskomparators 15
herrschende Potential erreicht wird. Der Spannungs-Komparator 15 unterbricht daher zu diesem Zeitpunkt
die Signalabgabe in die Leitung 22, so daß über den Schaltverstärker 7 das Relais 6 entregt wird und sich die
Kontakte 5 und 25 öffnen. Am Kondensator 17 bleibt daher das zu diesem Zeitpunkt erreichte Potential und
im Bremszylinder 33 durch Schließen des Magnetventils 31 der augenblicklich herrschende, der gewünschten
Bremsstärke entsprechende Druck bestehen. Damit ist eine Bremsabschlußstellung erreicht; in der Zeichnung
ist die Steuereinrichtung in dieser Stellung dargestellt.
Durch Verstellen des Bremshebels 10 in Entfernungsnchtung
von der Lösestellung L kann die Bremsung des Fahrzeuges verstärkt werden; das AbsinKen der
Spannung am EingangsanschluO I des Spannungs-Komparators
15 hat dabei über den Schaltverstärker 7 jeweils ein derart zeitlich andauerndes Erregen des
Relais 6 zur Folge, daß die am Eingangsanschluß II anstehende Spannung auf den gleichen Wert abgesenkt
und der Druck im Bremszylinder 33 auf einen entsprechenden Wert gesteigert wird.
Zum teilweisen Lösen der Bremse wird der Bremshebel 10 innerhalb des Bremsbereiches B in
Richtung zur Lösestellung L zurückgestellt. Dabei tritt am Eingangsanschluß I ein der Verstellung des
Spannungsteilers 4 entsprechender Potentialanstieg auf, der den Spannungs-Komparator 15 veranlaßt, in die
Leitung 22 ein positives Ausgangssignal einzusteuern. Der Schaltverstärker 8 erregt daher das Relais 20 und
der Schaltkontakt 19 wird geschlossen, der Kontakt 26 geöffnet. Das Lösekabel 29 wird daher spannungslos
und über das entregte, sich öffnende Magnetventil 3*1
strömt Druckluft aus dem Bremszylinder 33 in die Atnosphäre ab. Die Geschwindigkeit der Druckabsen
kung im Bremszylinder 33 ist dabei von der Lösedüse 3.1 bestimmt. Gleichzeitig hierzu entlädt sich der Konden
sator 17 über den Widerstand 21 und den Schaltkontakl 19, wobei seine Entladegeschwindigkeit durch entspre
chende Einstellung des Widerstandes 21 auf die
ίο Entleergeschwindigkeit des Bremszylinder 33 abge
stimmt ist. Sobald durch das Entladen des Kondensator' 17 das am Eingangsanschluß II des Spannungs-Kompa
rators 15 anstehende Potential auf die am Eineangsan-Schluß
I anstehende Spannung angestiegen ist, unter bricht der Spannungs-Komparator die Signalabgabe in
die Leitung 22, und der Schaltverstärker 8 entregt da« Relais 20. Damit wird durch öffnen des Schaltkontakte«
19 die Entladung des Kondci'salurs 17 und durch Schließen des Kontaktes 26 und Erregen des Magnetventils
34 die Entleerung des Bremszylinc!' rs 3.1
unterbrochen und es ist die neue, schwächere Bremsstu
fe erreicht.
Zum vollen Lösen wird :1er Bremshebel 10 in die
Lö^rs'ellung L geschwenkt und damit durch Schließen
2Ί des Schaltkontaktes 3 das Relais 20 unabhängig von·
Schaltverstärker 8 ständig erregt. Der Kondensator 17
wird daHer vollständig entladen und der Brer^zylindei
33 ganz entleert.
Damit ist die Bremse wieder gelöst.
Die Steuervorrichtung steuert also selbsttätig in da:! Brems- und das Lösekabel durch zeitweiliges Anleger
an die Spannungsquelle 27 beim Verstellen de? Bremshebels 10 derartige elektrische Digital-Steuersi
gnale ein, daß durch Erregen der Magnetventile 31 um:
34 über zeitlich entsprechende Zeitspanne in der Bremszylinder 33 stets eine der jeweiligen Einstellung
des Bremshebels 10 entsprechende Druckhöhe einge steuert wird.
Es ist möglich, bei Vertauschen der Schaltverstärker V
und 8 die Spannungsquelle 1 umzupolen oder anstelle des Spannungskomparators und gegebenenfalls zusatz
Hch der Schaltverstärker 7 und 8 ein polarisiertes Relai;
zu verwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Führersteuereinrichtung für elektrisch steuerbare
Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge,
zur Abgabe der Druckmittelbremse zuzuführender elektrischer Digital-Steuersignale,
deren Zeitdauer die Betätigungsstärke der Druckmittelbremse bestimmt, mit einem willkürlich verstellbaren
Spannungsteiler, gekennzeichnet durch ein die Druck-Zeit-Abläufe der Druckmittelbremse
elektrisch als Spannungs-Zeit-Abläufe nachbildendes, von den Digital-Steuersignalen bzw.
diesen entsprechenden elektrischen Steuersignalen betätigtes elektrisches Analogon, einen elektrischen
Spannungskomparator (IS) zum Vergleich der am Spannungsteiler (4) eingestellten und der am
Analogon nachgebildeten Spannung und Steuermittel, welche bei Ungleichheit der beiden verglichenen
Spannungen die Abgabe eines in Angleichrichtung auf das Analogon einwirkenden Digital-Steuersignals
bewirken.
2. Führersteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Analogon einen
Kondensator (17) aufweist, dem in Abhängigkeit von den Digital-Steuersignalen Ladung zu- oder abführbar
ist
3. Führersteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schalter (Schaltkontakte
5 und 19) vorgesehen sind, deren einer (5) in eine einen Ladewiderstand (16) aufweisende
Leitung vom Kondensator zu einer Spannungsquelle (1) und deren anderer («.9) in s:jie einen Entlade-Widerstand
(21) aufweisende, den Kondensator (17) überbrückende Leitung eingeordnet ist
4. Führersteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (Schaltkontakte
5 und 19) in Abhängigkeit von den Digital-Steuersignalen betätigbar sind.
5. Führersteuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lade- und der
Entlade-Widerstand (16 und 21) einstellbar sind
6. FOhrersteuereinrichtuing nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungs-Komparator
(17) Schaltverstärker (7 und 8) zum Erstellen
der Digital-Steuersignale nsichgeschaltet sind.
7. Führersteuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs-Komparator
als polarisiertes Relais ausgebildet ist
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---|---|---|---|
DE19732306686 DE2306686C3 (de) | 1973-02-10 | 1973-02-10 | Steuereinrichtung für Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge |
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CH105074A CH563265A5 (de) | 1973-02-10 | 1974-01-25 | |
GB597374A GB1438613A (en) | 1973-02-10 | 1974-02-08 | Electrical control device for controlling the operation of vehicle brakes |
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ES423074A ES423074A1 (es) | 1973-02-10 | 1974-02-09 | Perfeccionamientos en dispositivos de mando para frenos de media de presion gobernables electricamente. |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19732306686 DE2306686C3 (de) | 1973-02-10 | 1973-02-10 | Steuereinrichtung für Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2306686A1 DE2306686A1 (de) | 1974-08-15 |
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DE2306686C3 true DE2306686C3 (de) | 1979-01-25 |
Family
ID=5871568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD (1) | DD110013A5 (de) |
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US4361825A (en) * | 1980-05-16 | 1982-11-30 | Southern Railway Company | Automatic train-line air brake pressure monitoring system |
GB2216206B (en) * | 1988-03-31 | 1991-03-13 | Westinghouse Brake & Signal | Electro-pneumatic brake systems |
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- 1974-02-08 GB GB597374A patent/GB1438613A/en not_active Expired
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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