DE3020271A1

DE3020271A1 - Brennstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE3020271A1
Application number: DE19803020271
Authority: DE
Inventors: Robert Thomas John Skinner
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1980-05-28
Publication date: 1981-01-08
Also published as: FR2461114A1; ZA803034B; AU5902680A; AR220635A1; CA1125602A; ES8101713A1; SU955870A3; IN153572B; AU532577B2; ES492117A0; BR8003980A; PL225404A1; IT1131852B; FR2461114B1; JPS5614852A; IT8023084A0; PL124392B1; US4393844A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzpumpe zur Zuführung von Brennstoff an eine Verbrennungskraftmaschine.

Die Brennstoffeinspritzpumpe umfaßt einen Körper, ein rotierendes Verteilerelement in dem Körper, welches im Betrieb in einem Zeittaktverhältnis mit der zugehörigen Maschine antreibbar ist, eine in dem Verteilerelement vorgesehene sich quer erstreckende Bohrung, ein Paar Pumpkolben in der Bohrung, eine sich von der Bohrung zu einer ersten axialen Position auf dem Umfang des Verteilerelementes erstreckende Abführleitung, einen Ausgang in dem Körper, der so angeordnet ist, daß er mit der Abführleitung während der Einwärtsbewegung der Pumpkolben verbunden ist, eine Nockeneinrichtung zum Bewirken einer Einwärtsbewegung der Pumpkolben, wenn das Verteilerelement rotiert und während die Abführleitung mit dem Ausgang in Verbindung steht, eine Zuführungsleitung in dem Verteilerelement, wobei die Zuführungsleitung mit der Bohrung in Verbindung steht und sich zu einer zweiten axialen Position auf dem Umfang des Verteierelementes erstreckt, die axial einen Abstand aufweist von der ersten Position, einen Zuführungsdurchlaß in dem Körper zur Verbindung mit der Zuführungsleitung während wenigstens eines Teiles der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Einwärtsbewegungen der Pumpkolben, eine Quelle von unter Druck stehendem Brennstoff und ein einstellbares Drosselelement, durch welches Brennstoff von der Quelle zu dem Zuführungsdurchlaß fließen kann.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wurde bereits vorgeschlagen. Das Vorsehen von getrennten Leitungen vereinfacht das Ableiten von Luft aus den Leitungen in der Vorrichtung, wenn Luft eingetreten ist, beispielsweise wenn der Brennstofftank, von dem Brennstoff an die Vorrichtung zugeführt wird, einmal leer geworden ist. In solch einem Fall kann die Luft über die Zuführungsleitung zu einer Bohrung und von der Bohrung zu der Abführleitung

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gelangen. Das Belüften der Vorrichtung wird wesentlich vereinfacht, wenn die Rohrleitung, die mit dem Ausgang verbunden ist, von dem Ausgang oder der zugehörigen Düse abgenommen bzw. abgetrennt wird. Dabei wird während des Betriebes der Vorrichtung die eingefangene Luft in keiner Weise unter Druck gesetzt und entweicht schnell aus den Leitungen. Das Abtrennen der Rohrleitung nimmt aber viel Zeit in Anspruch, und darüberhinaus läuft unvermeidlich Brennstoff aus der Vorrichtung oder der Maschine nach außen weg. Es ist bekannt, ein von Hand betätigbares Ventil vorzusehen, welches von der Vorrichtung nach außen führt und durch welches Luft während der Einwärtsbewegung der Pumpkolben abgelassen werden kann. Aber auch dabei besteht das Risiko, daß Brennstoff nach außen verspritzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennstoffeinspritzpumpe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat. Insbesondere soll die Belüftung auf einfache Weise möglich sein.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennstoffeinspritzpumpe der eingangs genannten Art gelöst, welche gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch einen weiteren Durchlaß in dem Körper, wobei der weitere Durchlaß in der zweiten axialen Position zum verbindungsmäßigen Abgleich mit der Abführleitung während wenigstens eines Teiles der Zeit, in der der Zuführungsdurchlaß mit der Zuführungsleitung in Verbindung steht, positioniert ist, wodurch ein Brennstoffluß zusammen mit irgendwelcher Luft über die Zuführungsleitung entlang der Abführleitung und durch den weiteren Durchlaß erfolgen kann.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilseitenschnittansicht der Vorrichtung;

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Fig. 2 eine Quersehnittsseitenansieht entlang der Linie A-A in Fig. 1; und

Fig. 3. eine Schnittseitenansicht einer anderen Ausführungsform des Ventils.

Es wird zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Die Vorrichtung weist einen Körper 10 auf, in dem eine Bohrung 11 vorgesehen ist, die ein umlaufendes zylindrisches Verteilerelement 12 aufnimmt. An einem Ende ist das Verteilerelement mit einer Antriebswelle 13 verbunden, die im Betrieb mit der zugehörigen Maschine verbunden ist, wodurch das Verteilerelement in einem Zeittäktverhältnis mit der Maschine angetrieben wird. Geeigneterweise ist das andere Ende des Verteilerelementes mit einem umlaufenden. Teil einer Förderpumpe 14 verbunden, die einen Eingang 15 und einen Ausgang 16 aufweist. Der Eingang 15 ist über eine Rohrleitung mit einem Kraftstoff- bzw. Brennstofftank 17 verbunden/ und es ist ein Regelventil 18 zum Regeln des Ausgangsdruckes der Förderpumpe vorgesehen.

In dem Verteilerelement ist eine sich quer erstreckende Bohrung 19 vorgesehen./ in der ein Paar Pumpkolben 20 vorgesehen sind. Die Pumpkolben werden"mittels- nichtgezeigter Rollen durch Nockenbuckel/, die auf der inneren Umfangsoberflache einer ringförmigen NockentEommel bzw, eines ringförmigen Nockenringes 21, der in dem Körper vorgesehen ist, gebildet sind, nach innen bewegt. Die Bohrung 19 steht mit einer sich longitudinal erstreckenden Abfuhrleitung 22 in Verbindung, welche einen Zweigteil 23 aufweist, der sich zum Rand des Verteilerelementes hin erstreckt. Der Zweigteil 23 der Abführleitung kann wiederum mit einer Mehrzahl von in dem Körper gebildeten Ausgängen 24 in Abgleich gebracht werden, die im Betrieb jeweils mit Einspritzdüsen der zugehörigen Maschine verbunden sind. .-..-"..".

In dem Verteilerelement sind ferner ein Paar Zuführungsleitungen 25 gebildet. An einem Ende steht jede Zuführungsleitung mit der Boh-

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rung 19 in Verbindung, und an ihrem anderen Ende endet sie in einem Durchlaß. Die beiden durch die Zuführungsleitungen gebildeten Durchlässe liegen in einer gemeinsamen Ebene, die axial einen Abstand aufweist von der die Ausgänge 24 enthaltenden Ebene. Die beiden Durchlässe sind auch diametral angeordnet und so positioniert, daß sie wiederum mit Zuführungsdurchlässen 26 aufeinanderpassen, die in dem Körper der Vorrichtung gebildet sind. Die Zuführungsdurchlässe stehen an ihren äußeren Enden mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rille in Verbindung, und diese steht wiederum mit einem einzelnen Durchlaß 27 in Verbindung, der in dem Körper gebildet ist und sich in eine Bohrung hinein erstreckt, welche eingenommen -ist von einem sich winkelförmig bewegenden Drossele]ement 28. Das Drosselelement 28 weist eine Längsrille auf, die offen ist zu einer sich umfangsmäßig erstreckenden Rille 29, die in dem Körper gebildet ist und mit dem Ausgang 16 der Förderpumpe in Verbindung steht.

Der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung läuft wie folgt ab: Befinden sich die Teile in der in den Figuren gezeigten Position, dann wird Brennstoff über das Drosselelement zu den Zuführungsdurchlässen 26 und von diesen zu der Bohrung 19 über die Zuführungsleitungen 25 geführt. Die Menge des Brennstoffes, der zu der Bohrung 19 fließt und damit das Ausmaß der Bewegung der Pumpkplben 20 nach außen hängt von dem Einstellen de§ Drosselelementes ab. Wenn sich das Verteilerelement weiter dreht, dann bewegen sich die Zuführungsleitungen aus der Verbindung mit den Zufüh= rungsdurchlässen heraus, und der Teil der Abführleitung 23 kommt mit einem der Ausgänge 24 in Verbindung, Während die .Abführleitung 22, 23 mit einem Ausgang in Verbindung steht, werden die Pumpkolben 20 durch die Nockenbuckel nach innen bewegt» die auf der inneren Peripherie des Noekenringes 21 geformt sind, und da^ durch wird erreicht, daß der Brennstoff aus der Bohrung 19 zu der entsprechenden Einspritzdüse der Maschine gefördert wird. Ein weiteres Drehen des Verteilerelementes bringt die Leitung 23 aus dem Abgleich mit dem Durchgang 24, und die Zuführungsleitungen 25 kommen in Verbindung mit den Zuführungsdurchlässen 26, die im

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rechten Winkel zu den in den Figuren gezeigten angeordnet sind. Die Zuführung von Brennstoff an die Bohrung 19 erfolgt jetzt, und der Eetriebszyklus wird wiederholt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Aufgänge 24 vorgesehen, und daher sind zwei Paare von diametral gegenüber angeordneten Nockenbuckeln vorgesehen, die jeweils unter rechten Winkeln zueinander angeordnet sind.

Wie bereits erklärt wurde, kann, wenn der Brennstofftank 17 leer geworden ist, Luft eventuell von dem Ausgang 16 der Förderpumpe 14 fließen und in die Leitungen des Verteilerelementes gelangen. In einem solchen Fall hört die Brennstoffzufuhr zur Maschine auf, und wenn der Brennstofftank wieder mit Brennstoff gefüllt wird, ist es erforderlich, die Luft aus den verschiedenen Durchgängen und Leitungen herauszubringen, ehe die Maschine wieder richtig arbeiten kann.

Wenn eine oder alle der Verbindungen zwischen den Ausgängen und den zugehörigen Düsen unterbrochen ist bzw. unterbrochen sind, dann wird, da das Verteilerelement umläuft, Luft durch die Pumpkolben entlang der Abführleitung 22 und wiederum durch die Ausgänge gepumpt . Wenn Brennstoff in die Vorrichtung hineinzufliessen beginnt, dann folgt eine Mischung aus Luft und Brennstoff diesem Weg, wobei der Brennstoff jedoch nach außen von der Vorrichtung verspritzt wird. Um nun die Notwendigkeit des Abschaltens eines Ausganges oder der Ausgänge zu vermeiden, ist in dem Körper ein weiterer Satz von Durchgängen 30 vorgesehen, die mit ihren äußeren Enden mit einer umfangmäßig sich erstreckenden Rille bzw. Nut 31 in Verbindung stehen und an ihren inneren Enden auf den Umfang des Verteilerelementes in der von den Ausgängen 24 eingenommenen Ebene ausbrechen, wobei diese weiteren Durchlässe jedoch alternierend relativ zu den Ausgängen 24 einen Abstand haben bzw. versetzt sind. Die Rille 31 steht über eine eingeschränkte bzw. beschränkte öffnung oder Auslaßöffnung 32 und ein Rückschlagventil 33 mit einer Abflußleitung in Verbindung, welche zu dem Brennstofftank zurückführt. Es ist ersichtlich, daß der

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Teil 23 der Abführleitung alternativ mit den Ausgängen 24 und den weiteren Durchlässen 30 in Verbindung stehen kann. Die Verbindung des Teiles 23 der Abführleitung mit einem Durchlaß 30 erfolgt, während Zufuhrungsleitungen 25 mit den Zuführungsdurchlässen 26 in Abgleich verbunden sind. Das bedeutet, daß Brennstoff neben der Zuführung zur Bohrung 19 auch entlang der Abführleitung und durch einen der weiteren Durchlässe 30 zu dem Brennstofftank über die öffnung 32 und das Rückschlagventil 33 fließt. Irgendwelche mit dem Brennstoff eingefangene Luft kann daher entweichen, und der Brennstoff, der dadurch verlorengeht, bleibt in dem Brennstoffsystem. Es besteht keine Notwendigkeit mehr für die Bedienungsperson, irgendeinen Teil der Vorrichtung zum Beseitigen der Luft abzuschalten bzw. zu unterbrechen.

Es ist wichtig, daß die Größe der Austrittsöffnung 32 so gewählt wird, daß der Fluß des Brennstoffes dahindurch nicht das Füllen der Bohrung 19 verhindert, wenn die Maschine langsam läuft oder gestartet wird.

Der Zweck des Ventiles 33 besteht im Verhindern der Möglichkeit, daß Brennstoff direkt von dem Tank in die Pumpvorrichtung angesaugt wird bzw. fließt. Normalerweise tritt das nicht auf, weil der Raum, der mit 34 bezeichnet ist, mit Brennstoff mit einem Druck, der durch ein Überströmventil bzw. Rückschlagventil 35 bestimmt wird, gefüllt wird. Brennstoff tritt in den Raum 34 infolge des Abfließens von Brennstoff entlang der verschiedenen Arbeitszwischenräume ein. Brennstoff kann aber auch vorsätzlich in den Raum 34 zugeführt werden über einen begrenzten Fluß von dem Ausgang der Förderpumpe. Ein solcher begrenzter Fluß kann dazu verwendet werden, das Risiko des Eintretens von Luft in die Leitungen im Verteürelement auf ein Minimum zu beschränken.

Es bestehen noch andere Vorteile, die sich aus dem beschriebenen Aufbau ergeben. Der Fluß des Brennstoffes durch einen weiteren Durchlaß 30 erfolgt jedesmal, wenn die Bohrung gefüllt ist, und

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dieser Fluß des Brennstoffes erfolgt mittels des Drosselelementes 28. Das bedeutet/ daß die Bewegung des Drosselelementes bei kleinen Abgaben von Brennstoff weniger kritisch ist, und das kann den Regler unterstützen, mit dem das Drosselelement verbunden ist, um eine konsistente Leerlaufdrehzahl der Maschine auf-· rechtzuerhalten.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß, wenn das Drosselventil geschlossen ist, beispielsweise wenn die maximal geregelte Geschwindigkeit der Maschine erreicht ist, die Pumpkolben 20 nach innen in dem größtmöglichen Maße herrührend von dem Druck des Brennstoffes im Raum 34 schließen können. Sie werden daher niemals durch den Nockenbuckel betätigt, so daß die Zufuhr von Brennstoff an die Maschine vollständig abgeschaltet wird. In einigen Formen der Vorrichtung pumpen die Pumpkolben selbst bei vollständigem Geschlossensein des Drosselventils eine sehr kleine Menge Brennstoff an die Maschine, und dieser Brennstoff führt zu einem unerwünschten Auspuffrauch, da er nicht sauber in der Maschine verbrannt wird. Darüberhinaus kann es passieren, daß der Brennstoff in den verschiedenen Leitungen übermäßig heiß wird, und das kann zu einem Festfressen des Verteilerelementes führen. Diese beiden Probleme werden mit dem obigen Aufbau vermieden, weil der Druck in dem Raum 34 die Pumpkolben maximal weit nach innen bewegt, so daß keine Pumpwirkung erfolgen kann.

Das Ventil 33 ist ein einfaches Rückschlagventil, welches leicht in die geschlossene Stellung federvorgespannt sein kann, vorausgesetzt , daß es öffnen kann, wenn die Maschine zum Zwecke des Startens angekurbelt wird. Das Ventil 33 und die eingeschränkte Öffnung bzw. Drosselstelle 32 dienen dazu, das Einstellen des Drosselelementes bei kleinen Brennstofflußraten weniger kritisch zu machen. Wenn der Brennstoff zu der Maschine aber stark fließt, dann kann der Fluß des Brennstoffes durch das Ventil 33 eine Belästigung sein, weil es einen Brennstoffverlust darstellt, soweit die Druckpumpe bzw. Förderpumpe 14 betroffen ist. Das bedeutet,

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daß es notwendig sein kann, die Kapazität der Niederdruckpumpe für einige Anwendungen zu erhöhen.

Das Ventil, welches in Fig. 3 gezeigt ist, beseitigt dieses Problem, da es auf den Druck des durch die Durchlässe 30 fliessenden Brennstoffes anspricht. Das Ventil weist einen Führungskörper 36 auf mit einem Gewindeteil 37, der mit einer Gewindebohrung in dem Pumpkörper in Eingriff bringbar ist. Die Bohrung Jn dem Führungskörper wird eingenommen von einem Ventilelement 38, welches mittels einer gewundenen Kompressionsfeder 39 zu dem dem Ausgang abgewandten Ende der Bohrung federvorgespannt ist. Am Ende der Bohrung, die ein wenig vergrößert ist, ist ein geflanschtes Absperrglied 40 vorgesehen, welches eine zentrale Blindbohrung 41 aufweist, die bei Benutzung mit der sich umfangmäßig erstreckenden Rille 31 verbunden ist. Das innere Ende des Absperrgliedes weist einen verkleinerten Durchmesser auf, um so einen ringförmigen Raum 42 zu bilden, der mit der Bohrung 41 über eine Bohrung 43 mit kleinem Durchmesser in Verbindung steht. Das Absperrglied bildet einen Anschlag für das Ventilelement.

Das Ventilelement weist auch eine Blindbohrung 44 auf, die sich von dem Ende des Ventilelementes neben dem Absperrglied 40 aus erstreckt und mit einer sich umfangmäßig erstreckenden Nut bzw. Rille 45 auf der Peripherie des Ventilelementes über eine Bohrung 46 kleinen Durchmessers in Verbindung steht. In der gezeigten Ruhestellung des Ventilelementes steht die Rille 45 mit einem Durchlaß 47 in dem Führungskörper 36 in Verbindung, und durch diesen Durchlaß fließender Brennstoff wird zu dem Brennstofftank zurückgeführt.

Im Betrieb reicht beim Anlassen der Maschine zum Zwecke des Beseitigens von Luft aus den Leitungen der Pumpe der auf das Ventilelement ausgeübte kurzzeitige Druck von Luft und Brennstoff aus zum Anheben des Ventilelementes um ein kleines Stück von dem Absperrglied 40 weg, wodurch Luft und Brennstoff in den Brennstoff-

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tank über die Bohrungen 41, 43, 44 und 46 fließen kann. Die Bohrung 4 3 nimmt die Stelle der Drosselstelle 32 ein. Dieses Verfahren wird fortgesetzt und die Luft nach und nach ausgetrieben. Das Ventilelement wird auch von dem Absperrglied angehoben, um einen Fluß des Brennstoffes zu erlauben, und bei niedrigen Drosseleinstellungen, aber sich vergrößerndem Durchschnittsdruck an dem Ventilelement vergrößert sich der Fluß des Brennstoffes, und der Druckabfall über der Bohrung 46 vergrößert sich bis zu dem Punkt, bei dem das Ventilelement sich gegen die Wirkung der Druckfeder 39 bewegt zum Abschalten des Durchlasses 47, wodurch ein weiterer Brennstoffluß verhindert wird. Ist der Durchlaß 47 geschlossen, dann ist das Ventilelement dem vollen Druck des Brennstoffes in der umfangsmäßigen Rille 31 ausgesetzt und bewegt sich nur zu dem Absperrglied zurück, wenn der Druck des Brennstoffes um einen ausreichenden Betrag abfällt.

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Leerseife

Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O

MB 21-1588 P/be

Lucas Industries Limited, Birmingham / Großbritannien

Brennstoffeinspritzpumpe

PATENTANSPRÜCHE

1 .) Brennstoffeinspritzpumpe zum Zuführen von Brennstoff an eine Verbrennungskraftmaschine, gekennzeichnet durch einen Körper (10),ein rotierendes Verteilerelement (12) in dem Körper (10), welches im Betrieb in einem Zeittaktverhältnis mit der zugehörigen Maschine antreibbar ist, eine in dem Verteilerelement (12) vorgesehene, sich quer erstreckende Bohrung (19), ein Paar Pumpkolben (20) in der Bohrung (19), eine sich von der Bohrung (19) zu einer ersten axialen Position auf dem Umfang des Verteilerelementes (12) erstreckende Abführleitung (22), einen Ausgang in dem Körper (10), der so angeordnet ist, daß er mit der Abführleitung (22) während der Einwärtsbewegung der Pumpkolben (20) verbunden ist, eine Nockeneinrichtung (21) zum Bewirken einer Einwärtsbewegung der Pumpkolben (20), wenn das Verteilerelement (12) rotiert und während die Abführleitung (22) mit dem Ausgang in

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H.PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O . WILLROIDERSTR. 8 · TEL. (089)640640

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Verbindung steht, eine Zuführungsleitung (25) in dem Verteilerelement (12), wobei die Zuführungsleitung (25) mit der Bohrung (19) in Verbindung steht und sich zu einer zweiten axialen Position auf dem Umfang des Verteilerelementes (12) erstreckt, die axial einen Abstand aufweist von der ersten Position, einen Zuführungsdurchlass (26) in dem Körper (10) zur Verbindung mit der Zuführungsleitung (25) während wenigstens eines Teiles der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Einwärtsbewegungen der Pumpkolben (20) ,

eine Quelle von unter Druck stehendem Brennstoff, ein einstellbares Drosselelement (28) , durch welches Brennstoff von der Quelle zu dem Zuführungsdurchlass (26) fließen kann, einen weiteren Durchlaß (3O) in dem Körper (10), wobei der weitere Durchlaß (30) in der zweiten axialen Position zum verbindungsmäßigen Abgleich mit der Abführleitung (22) während wenigstens eines Teiles der Zeit, in der der Zuführungsdurchlaß (26) mit der Zuführungsleitung (25) in Verbindung steht, positioniert ist, wodurch ein Brennstoffluß zusammen mit irgendwelcher Luft über die Zuführungsleitung (25) entlang der Abführleitung (22) und durch den weiteren Durchlaß (30) erfolgen kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Drosselstelle bzw. einen Durchflußbegrenzer (32), der mit dem weiteren Durchlaß (30) in Reihe angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch den weiteren Durchlaß (30) mit einem Brennstofftank (17) verbindende Leitungsmittel und ein Rückschlagventil (33) in den Leitungsmitteln.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein stromabwärts von der Drosseleinrichtung vorgesehenes druckabhängiges Ventil, wobei das Ventil schließt um zu vermeiden, daß ein Fluß durch den weiteren Durchlaß erfolgt, wenn der an dem Ventil anliegende Druck einen vorbestimmten Wert erreicht.

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