DE2936996A1 - MOTOR DRIVEN TOOL - Google Patents
MOTOR DRIVEN TOOLInfo
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Description
R. SC R. SC
31 .7. 197931 .7. 1979
SCINTILLA AG, SOLOTHURH, SCHWEIZ Motorgetriebenes HandwerkzeugSCINTILLA AG, SOLOTHURH, SWITZERLAND Motorized hand tool
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem motorgetriebenen Handwerkzeug, wie einer handgeführten Bohr-,Fräs-Sägemaschine und dgl., insbesondere einer Heimwerker-Kombinationsmaschine, nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a motor-driven hand tool, such as a hand-held drilling, milling-sawing machine and the like, in particular a do-it-yourself combination machine, according to the preamble of the main claim.
Bei einer bekannten Bohrmaschine dieser Art werden zwei Gänge für Rechts- und Linkslauf durch das Zahnradgetriebe dadurch gebildet, daß auf der Arbeitsspindel und auf der Vorgelegewelle eine Anzahl von Zahnrädern angeordnet ist, die miteinander in Eingriff stehen, wobei die Zahnräder auf der Vorgelegewelle durch axiales Verschieben dieser in Freilauf- oder Raststellungen mit der Vorgelegewelle bringbar sind. Eines der auf der Arbeitsspindel angeordnetenIn a known drilling machine of this type, two gears for clockwise and counterclockwise rotation are provided by the gear transmission formed in that a number of gears are arranged on the work spindle and on the countershaft, which are in engagement with each other, the gears on the countershaft by axially shifting this in Freewheel or detent positions with the countershaft are bringable. One of the ones arranged on the work spindle
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ScSc
Zahnräder ist mit dieser drehfest verbunden und bildet das Antriebs-Zahnrad für die Arbeitsspindel, während die anderen Zahnräder lose auf der Arbeitsspindel angeordnet sind und zur Drehrichtungsumkehr der Vorgelegewelle dienen. Die auf der Vorgelegewelle sitzenden Zahnräder weisen erste und zweite Ausnehmungen auf. Durch entsprechende Ausbildung der Vorgelegewelle sind die Zahnräder über die ersten Ausnehmungen durch Kugelsperren in beiden Richtungen drehfest mit der Welle verbindbar, während die zweiten Ausnehmungen den Freilauf der Zahnräder in beiden Drehrichtungen sicherstellen. Diese Kugelsperren bestehen aus je zwei in einer Querbohrung der Vorgelegewelle angeordneten Kugeln, die durch eine zwischen ihnen angeordnete Feder in die Ausnehmungen gedrückt werden. Die ersten und zweiten Ausnehmungen eines jeden Zahnrades sind in Axialrichtung hintereinander angeordnet.Gearwheels are connected to it in a rotationally fixed manner and form the drive gearwheel for the work spindle, while the other gears are loosely arranged on the work spindle and for reversing the direction of rotation of the countershaft to serve. The gears seated on the countershaft have first and second recesses. Through appropriate Formation of the countershaft are the gears over the first recesses by means of ball locks Can be connected to the shaft in a rotationally fixed manner in both directions, while the second recesses free-wheel the gearwheels Ensure in both directions of rotation. These ball locks consist of two each in a cross hole in the countershaft arranged balls which are pressed into the recesses by a spring arranged between them. the first and second recesses of each gear are arranged one behind the other in the axial direction.
Der bei diesem Zahnradgetriebe erforderliche Getriebeaufwand ist beträchtlich. So sind für eine Zweigang-Bohrmaschine mit je zwei Gängen in Rechts- und Linkslauf insgesamt drei auf der Arbeitsspindel angeordnete Zahnräder, vier auf der Vorgelegewelle angeordnete Zahnräder und zwei Zwischenzahnräder erforderlich. Hierdurch entstehen nicht nur erhebliche Fertigungskosten, sondern vor allem auch beträchtliche Getriebeverluste, die die Leistung der Bohrmaschine erheblich herabsetzen. Zudem ist die Herstellung der Kugelsperren für die einzelnen Zahnräder der Vorgelegewelle fertigungstechnisch recht aufwendig, was sich zusätzlich in den Fertigungskosten niederschlägt.The gear effort required for this gear transmission is considerable. So are for a two-speed drill with two gears each in clockwise and counter-clockwise rotation a total of three gears arranged on the work spindle, four gears arranged on the countershaft and two idler gears required. This creates not only significant manufacturing costs, but above all also considerable transmission losses, which affect the performance of the drill considerably. In addition, the production of the ball locks for the individual gears the countershaft is quite complex to manufacture, which is also reflected in the manufacturing costs.
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SCSC
Das erfindungsgemäße motorgetriebene Handwerkzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil minimaler Zahnradpaarungan, so daß bereits dadurch die Getriebeverluste weitgehend reduziert werden. Die geringe Anzahl der Zahnräder und die konstruktiv einfache Ankopplung der Zahnräder an die Arbeitsspindel sind ursächlich für geringe Herstellungskosten. Ohne nennenswerte Änderung des Konstruktionsprinzips ist die Ausführung des Handwerkzeugs als Ein- und/oder Zweigangmaschine möglich. Als Zweigangmaschine mit zwei Gängen im Rechtslauf und einem Gang im Linkslauf benötigt z.B. das erfindungsgemäße Handwerkzeug lediglich drei Zahnräder auf der Arbeitsspindel, zwei Zahnräder auf der Vorgelegewelle und ein Zwischenzahnrad. Bekannte Zusatzeinrichtungen, wie Sicherheitskupplung, und auch die bekannte Anordnung von SchaItknöpfen können unverändert beibehalten werden.The motor-driven hand tool according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage of minimal gear pairing, so that This already largely reduces the transmission losses. The small number of gears and the constructive simple coupling of the gears to the work spindle are the cause of low manufacturing costs. Without any noteworthy change in the design principle the execution of the hand tool as a one- and / or two-speed machine is possible. As a two-speed machine with two gears in the Clockwise rotation and one gear in counter-clockwise rotation, for example, the hand tool according to the invention only requires three gears on the work spindle, two gears on the countershaft and an intermediate gear. Known additional devices, such as the safety clutch and the familiar arrangement of switch buttons can be retained unchanged.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind verteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hcustanspruch angegebenen Handwerkzeugs möglich.Through the measures listed in the subclaims, distributable further developments and improvements of the Hand tools specified in the claim are possible.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Show:
Fig. 1 ausschnittweise eine Seitenansicht einer Heimwerker-Kombinationsmas chine.Fig. 1 shows a detail of a side view of a do-it-yourself combination machine.
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"^ SC 496"^ SC 496
- y- - y-
Fig. 2 einen Längsschnitt der Heimwerker-Kombinationsmaschine in Fig. 1,Fig. 2 is a longitudinal section of the home improvement combination machine in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 2.
Die in den Fig. 1-3 als Beispiel eines elektromotorisch angetriebenen Handwerkzeugs dargestellte Heimwerker-Kombinationsmaschine weist ein Gehäuse 10 und eine im Gehäuse gelagerte Arbeitsspindel 11 auf. Die Arbeitsspindel 11 wird über ein Zahnradgetriebe 12 von einem in Fig. 2 teilweise zu sehenden Elektromotor 13 angetrieben, der in das Gehäuse 10 mit einbezogen ist. Der Elektromotor 13 hat eine Abtriebswelle 14, die ein Zahnritzel 15 trägt, das mit dem Zahnradgetriebe 12 in Eingriff steht.The home improvement combination machine shown in FIGS. 1-3 as an example of an electric motor-driven hand tool has a housing 10 and a work spindle 11 mounted in the housing. The work spindle 11 is driven via a gear transmission 12 by an electric motor 13, which can be partially seen in FIG. 2, which is included in the housing 10. The electric motor 13 has an output shaft 14, which is a Toothed pinion 15 which is in engagement with the gear mechanism 12.
Das Zahnradgetriebe 12 ist für wahlweisen Rechts- und Linksleuf der Arbeitsspindel 11 umschaltbar. Hierzu weist es drei Antriebs-Zahnräder 16,17,18 auf, die lose auf der Arbeitsspindel 11 sitzen und mit dieser wahlweise drehmomentübertragend kuppelbar sind. Weiterer Bestandteil des Zahnradgetriebes 12 ist ein Vorgelege 19, das eine parallel zur Arbeitsspindel 11 ausgerichtete und im Gehäuse 10 gelagerte Vorgelegewelle 20 und zwei in beiden Richtungen drehfest mit der Vorgelegewelle 20 verbundene Zahnräder und 22 aufweist. Während das Zahnrad 22 z.B. auf die Vorgelegewelle 20 aufgeschrumpft sein kann, ist bei der beschriebenen Kombinationsmaschine das Zahnrad 21 einstückig mit der Vorgelegewelle 20. Auf der Vorgelegewelle 20 sitzt, lose noch ein Zahnrad 23, das Teil einer Sicherheitskupplungs 24 ist. An den beiden Stirnseiten greifen die sxial auf der Vorgelegewelle 20 hintereinander angeordneten Zahnräder 22 und 23 nach Art einer RatschenkupplungThe gear drive 12 can be switched for either right or left rotation of the work spindle 11. To this point there are three drive gears 16,17,18 that are loose on the Work spindle 11 sit and can be coupled with this optionally to transmit torque. Another part of the Gear drive 12 is a countershaft 19, which is aligned parallel to the work spindle 11 and mounted in the housing 10 Countershaft 20 and two gears connected to countershaft 20 in a rotationally fixed manner in both directions and 22. While the gear 22 can be shrunk onto the countershaft 20, for example, is described in FIG Combination machine the gear 21 integral with the countershaft 20. On the countershaft 20 sits, still loose a gear 23, which is part of a safety clutch 24 is. The axially arranged one behind the other on the countershaft 20 engage on the two end faces Gears 22 and 23 in the manner of a ratchet coupling
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ineinander und werden durch eine in Axialrichtung der Vorgelegewelle 20 an dem Zahnrad 23 angreifende Druckfeder 25 in Eingriff gehalten. Das Zahnrad 23 kämmt unmittelbar mit dem Zahnritzel 15 der Abtriebswelle 14 des Elektromotors 13.into each other and are by one in the axial direction of the Countershaft 20 on the gear 23 engaging compression spring 25 held in engagement. The gear 23 meshes directly with the pinion 15 of the output shaft 14 of the electric motor 13.
Das Zahnrad 22 des Vorgeleges 19 steht in ständigem Eingriff mit dem Antriebs-Zahnrad 16,und das Zahnrad 21 steht in ständigem Eingriff mit dem Antriebs-Zahnrad 17. Das dritte Antriebs-Zahnrad 18 steht über ein Zwischenzahnrad 26 (Fig. 3) mit dem Zahnrad 21 des Vorgeleges 19 in Eingriff. Das Zwischenzahnrad 26 ist auf einem parallel zur Arbeitsspindel 11 und zur Vorgelegewelle 20 im Gehäuse 10 angeordneten Stehbolzen 27 gelagert. Die Antriebs-Zahnräder 1g - 18, die Zahnräder 21, 22 des Vorgeleges und das Zwischenzahnrad 26 stehen in ständigem Eingriff miteinander.The gear 22 of the countershaft 19 is in constant mesh with the drive gear 16, and the gear 21 is in constant engagement with the drive gear 17. The third drive gear 18 is via an intermediate gear 26 (Fig. 3) with the gear 21 of the countershaft 19 in engagement. The intermediate gear 26 is parallel on one to the work spindle 11 and to the countershaft 20 in the housing 10 arranged stud bolts 27 mounted. The drive gears 1g-18, the gears 21, 22 of the back gear and the idler gear 26 are in constant mesh with each other.
Zur drehmomentübertragenden Kupplung der auf der Arbeitsspindel axial unmittelbar hintereinander liegenden Antriebs-Zahnräder 16,17,18 mit der Arbeitsspindel 11 ist eine Kupplungsvorrichtung 28 vorgesehen. Diese Kupplungsvorrichtung 28 weist zwei auf der Arbeitsspindel 11 axial verschiebbare Ziehkeile 29,30 auf. Die beiden Ziehkeile sind an der Arbeitsspindel 11 diametral gegenüberliegend angeordnet und jeweils in einer axialen Außennut 31 bzw. 32 in der Arbeitsspindel 11 geführt. Die Ziehkeile 29,30 weisen je einen Radialvorserung 33,34 auf, der in eine zugeordnete axiale Innennut 35 bzw. 36 in jedem der Antriebs-Zahnräder 16 - 18 formschlüssig eingreifen kann.For the torque-transmitting coupling of the drive gears located axially directly behind one another on the work spindle 16,17,18 with the work spindle 11 is a coupling device 28 is provided. This coupling device 28 has two axially on the work spindle 11 slidable draw wedges 29,30. The two draw keys are diametrically opposite on the work spindle 11 arranged and each guided in an axial outer groove 31 or 32 in the work spindle 11. The draw keys 29.30 each have a radial protrusion 33,34, which is in an associated axial inner groove 35 or 36 in each of the Drive gears 16-18 can engage positively.
Die beiden Ziehkeile werden mittels einer Betätigungsvorrichtung 37 synchron axial verschoben. Dabei verbinden sie jeweils eines der drei Antriebs-Zahnräder 16 - 18 formschlüssig mit der Arbeitsspindel 11.The two draw wedges are axially displaced synchronously by means of an actuating device 37. Connect in the process they each have one of the three drive gears 16 - 18 in a form-fitting manner with the work spindle 11.
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3 SC 3 SC
-Sr--Sr-
Die Betätigungsvorrichtung 37 weist einen manuell betätigbaren, als schwenkbarer Knebel ausgebildeten Umschalter 38 auf (Fig. 1). Der Umschalter 38 ist mit einem Zahnrad 39 drehfest verbunden, das in einer axial verschieblich geführten Zahnstange 40 kämmt. Die Zahnstange 40 trägt ein Koppelglied 41, das in einem an den beiden Ziehkeilen 20,30 angreifenden Ring 42 endet. 3e nach Stellung des Umschalters 38 werden über die Zahnstange 40 und das Koppelglied 41 die beiden Ziehkeile 29,30 entlang der Arbeitsspindel 11 verschoben.The actuating device 37 has a manually operable, formed as a pivotable toggle switch 38 on (Fig. 1). The switch 38 is with rotatably connected to a gear 39 which meshes with a toothed rack 40 which is guided in an axially displaceable manner. The rack 40 carries a coupling member 41 which ends in a ring 42 engaging the two draw wedges 20, 30. 3e after the switch 38 is set, the two draw wedges are activated via the rack 40 and the coupling element 41 29,30 shifted along the work spindle 11.
In Fig. 1 und 2 ist die Heimwerker-Kombinationsmaschine dargestellt bei eingeschaltetem ersten Gang im Rechtslauf. Der Umschalter 38 weist auf das am Gehäuse 10 angebrachte Symbol "1" (Fig. 1).In dieser Stellung des Umschalters nehmen Zahnstange 40, Koppelglied 41 und Ziehkeile 29,30 die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Lagen ein. Die beiden Ziehkeile 29,30 verbinden über ihre Radialvorsprünge 33 und 34 das Antriebs-Zahnrad 17 formschlüssig mit der Arbeitsspindel 11. Wird nunmehr der Elektromotor 13 eingeschaltet, so läuft die Abtriebswelle 14 rechtssinnig um, d.h. in Uhrzeigerrichtung. Das Zahnritzal 15 treibt über das Zahnrad 23 und das Zahnrad 22 die Vorgelegewelle 20 und damit das Zahnrad 21 linkssinnig (in Gegenuhrzeigerrichtung) an. Das Zahnrad 21 kämmt mit dem Antriebsrad 17, das formschlüssig mit der Arbeitsspindel 11 verbunden ist, und treibt dieses rechtssinnig an. Damit läuft die Arbeitsspindel 11 im Rechtslauf mit einer durch das Übersetzungsverhältnis zwischen Zahnrad 21 und Antriebs-Zahnrad 17 bestimmten Drehzahl um. Das mit dem Zahnrad 21 ebenfalls kämmende Zwischenzahnrad treibt das Antriebs-Zahnrad 18 an. Da dieses aber lose auf der Arbeitsspindel 11 sitzt, ist dieses wirkungslos. Das gleiche gilt für das Antriebs-Zahnrad 16, das rechtssinnig von dem Zahnrad 22 angetrieben wird aber ebenfallsIn Figs. 1 and 2 is the home improvement combination machine shown with first gear engaged in clockwise rotation. The switch 38 points to the one attached to the housing 10 Symbol "1" (Fig. 1). In this position of the switch take rack 40, coupling member 41 and draw keys 29,30 the layers shown in Figs. 1 and 2 a. The two draw keys 29, 30 connect via their radial projections 33 and 34 the drive gear 17 form-fitting with the work spindle 11. Now the electric motor 13 switched on, the output shaft 14 rotates clockwise, i.e. clockwise. The tooth pinion 15 drives the countershaft 20 and thus the gear 21 in a left-hand direction via the gear 23 and the gear 22 (counterclockwise). The gear wheel 21 meshes with the drive wheel 17, which is form-fitting with the work spindle 11 is connected, and drives this rightward. The work spindle 11 thus runs clockwise a speed determined by the transmission ratio between gear 21 and drive gear 17. That An intermediate gear, which likewise meshes with the gear 21, drives the drive gear 18. But since this is loose sits on the work spindle 11, this is ineffective. The same applies to the drive gear 16, which is clockwise but is also driven by the gear 22
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frei auf der Arbeitsspindel 11 rotiert.rotates freely on the work spindle 11.
Wird der Umschalter 38 in Fig. 1 nach rechts gestellt, so daß er auf das Symbol "L" (Linkslauf) weist, so wird über das Zahnrad 39 die Zahnstange 40 nach in Fig. 1 links verschoben. Das Koppelglied 41 schiebt die beiden Ziehkeile 29,30 in Fig. 2 nach links bis die Radialvorsprünge 33,34 der Ziehkeile 29,30 in die Innennuten 35,36 des Antriebs-Zahnrades 18 formschlüssig eingreifen. In dieser Stellung des Umschalters 38 ist das Antriebs-Zahnrad 18 formschlüssig auf der Arbeitsspindel 11 festgelegt. Der Antriebsfluß erfolgt nunmehr über das von der rechtssinnig umlaufenden Abtriebswelle 14 des Elektromotors 13 mittelbar linkssinnig angetriebenen Zahnrad 21, das rechtssinnig umlaufende Zwischenzahnrad 26 und das linkssinnig umlaufende Antriebs-Zahnrad 18, das nunmehr die Arbeitsspindel 11 linkssinnig mit einer durch das Übersetzungsverhältnis von Zahnrad 21If the switch 38 is set to the right in FIG. 1, so that it points to the symbol "L" (counterclockwise rotation), so will Via the gear 39, the rack 40 according to FIG. 1 shifted to the left. The coupling member 41 pushes the two draw keys 29,30 in FIG. 2 to the left until the radial projections 33,34 of the draw wedges 29,30 engage in the inner grooves 35,36 of the drive gear 18 in a form-fitting manner. In this position of the switch 38, the drive gear 18 is positively fixed on the work spindle 11. The drive flow now takes place via the output shaft 14 of the rotating clockwise Electric motor 13 indirectly driven left-hand gear 21, the right-hand rotating intermediate gear 26 and the left-hand rotating drive gear 18, which is now the work spindle 11 left-hand with a by the gear ratio of gear 21
und Antriebs-Zahnrad 18 bestimmten Drehzahl antreibt.and drive gear 18 drives certain speed.
Wird der Umschalter 38 in Fig. 1 nach links geschwenkt, so daB er auf das Symbol "2" (zweiter Gang Rechtslauf) zeigt, so werden die Ziehkeile 29,30 in Fig. 2 soweit nach rechts verschoben, daß das Antriebs-Zahnrad 16 formschlüssig mit der Arbeitsspindel 11 verbunden ist. Die Arbeitsspindel 11 läuft nunmehr rechtssinnig mit einer durch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnrad 22 des Vorgeleges 19 und dem Antriebs-Zahnrad 16 bestimmten Drehzahl um.If the changeover switch 38 in FIG. 1 is pivoted to the left so that it points to the symbol "2" (second gear clockwise), the draw keys 29, 30 in FIG is positively connected to the work spindle 11. The work spindle 11 now rotates in a clockwise direction at a speed determined by the transmission ratio between the gear 22 of the countershaft 19 and the drive gear 16.
Zur Verminderung der Reibungsverluste können die Antriebs-Zahnräder 16und18, insbesondere das Antriebs-Zahnrad 18, mittels Wälzlager, insbesondere Kugellager, auf der Arbeitsspindel 11 gelagert sein.To reduce the friction losses, the drive gears 16 and 18, in particular the drive gear 18, by means of roller bearings, in particular ball bearings, on the work spindle 11 be stored.
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AAAA
- Sg -- Sg -
se ^96se ^ 96
Wie vorstehend ausführlich beschrieben ist, besitzt die in Fig. 1-3 gezeigte Heimwerker-Kombinationsmaschine zwei Rechtsgänge und einen Linksgang. Die Arbeitsspindel hat also insgesamt drei mögliche Drehzahlstufen. Dementsprechend sitzen auf der Arbeitsspindel 11 insgesamt drei Antriebs-Zahnräder 16 - 18.As described in detail above, the home improvement combination machine shown in Figs. 1-3 has two right and one left. The work spindle has a total of three possible speed levels. Accordingly sit on the work spindle 11 a total of three drive gears 16-18.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel einer Heimwerker-Kombinationsmaschine mit drei Drehzahlstufen beschränkt. Eine Erweiterung oder Verringerung der Drehzahlstufen ist beliebig möglich, ohne daß die prinzipielle konstruktive Ausgestaltung des Zahnradgetriebes 12 geändert werden müßte. Auch kann die Heimwerker-Kombinationsmaschine mit einem Schlagbohrwerk 43, wie es in Fig. 2 angedeutet ist, ausgerüstet sein, ohne daß dies eine Änderung des Zahnradgetriebes 12 notwendig macht. V.'eiter erlaubt der konstruktive Aufbau mit den losen Antriebs-Zahnrädern auf der Arbeitsspindel den Bau beispielsweise einer Drei^ang-ilaschine für Rechtslauf. Das Zwischenrad 26 fällt weg und das Antriebs-Zahnrad l8 kämmt direkt mit einem dritten, entsprechend der gewünschten Untersetzung ausgebildeten Zahnrad auf dem Vorgelege 19· Der übrige Aufbau bleibt als Baukasten unverändert.The invention is not limited to the above-described embodiment of a do-it-yourself combination machine limited with three speed levels. An extension or The speed levels can be reduced as required, without the basic structural design of the gear mechanism 12 having to be changed. Can also Do-it-yourself combination machine with a hammer drill 43, as indicated in Fig. 2, be equipped without that this makes a change to the gear transmission 12 necessary. V.'eiter allows the construction with the Loose drive gears on the work spindle make it possible to build, for example, a three-axis machine for clockwise rotation. The intermediate gear 26 is omitted and the drive gear l8 meshes directly with a third, according to the desired Reduction gear trained on the countershaft 19 · The rest of the construction remains unchanged as a modular system.
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Claims (6)
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