DE4404835A1 - Damping valve esp. for oscillation damper - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil entsprechend dem Ober begriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a damping valve according to the upper Concept of claim 1.
Es sind Ventilausführungen bekannt, beispielsweise aus der DE-OS 25 00 826, wo eine relativ dicke Ventilabdeckplatte mit Innenkontur eine Ringnut abdeckt. Derzeit muß dieses Bauteil bei der Montage dem Automaten noch von Hand zugeführt werden.Valve designs are known, for example from DE-OS 25 00 826, where a relatively thick valve cover plate with Inner contour covers an annular groove. This component currently has to be are still fed into the machine by hand during assembly.
Weiterhin sind Schraubenfederventile dieser Bauart bekannt, deren Vordrossel für das gegenüberliegende Dämpfventil durch eine zusätzliche Scheibe innerhalb des Dämpfungsventils rea lisiert wird. Vorteilhaft ist hierbei der bereits mit drosselfreien Öffnungen versehene Einheitsventilkörper, der eine Standardisierung des Dämpfungsventils ermöglicht. Nach teilig ist jedoch das zusätzliche Bauteil, das die Drossel öffnungen aufweist sowie die bereits erläuterten Schwach punkte.Coil spring valves of this type are also known, whose pre-throttle for the opposite damping valve an additional disc inside the damping valve rea is lized. The one that is already advantageous is throttle-free orifices provided unit valve body, the allows standardization of the damping valve. After However, the additional component that forms the throttle is in part has openings as well as the weakness already explained Points.
In der französischen Offenlegungsschrift FR-OS 2 061 905 wird ein Ventil mit sehr einfachem Aufbau vorgestellt. Der Ventil körper besteht aus Blech, wobei alle Bohrungen stanztechnisch eingebracht sind. Die dünne Ventilabdeckscheibe ist auf einem inneren Teilkreis mit Bohrungen durchsetzt. Es besteht die Möglichkeit, die Ventilabdeckscheibe mit einer variablen An zahl von Bohrungen auszustatten. Als außerordentlich nachtei lig ist die Ventilscheibe mit ihren Vordrosselbohrungen anzu sehen, da sie gegenüber dem Ventilkörper lageorientiert ein gebaut werden muß. Dafür ist wiederum Handarbeit notwendig, da die Scheibe für die vollautomatische Montage keinen ratationssymmetrischen Aufbau besitzt. Aufgrund der Bohrungen im Bereich der höchsten Spannungen ist die Dauerhaltbarkeit stark eingeschränkt. Es besteht außerdem die Gefahr, daß sich die Ventilscheibe bereits bei der Montage oder im Fahrbetrieb gegenüber dem Ventilkörper verdreht und zumindest eine Redu zierung der Durchtrittsquerschnitte wenn nicht gar eine hy draulische Blockierung auftreten kann.In French patent application FR-OS 2 061 905 presented a valve with a very simple structure. The valve body is made of sheet metal, with all holes punched are introduced. The thin valve cover is on one inner pitch circle interspersed with holes. There is the Possibility of the valve cover plate with a variable type number of holes. As an extraordinary night lig the valve disc with its pre-throttle bores is to be attached see, since they are oriented in relation to the valve body must be built. This again requires manual labor, because the disc for fully automatic assembly none has a symmetrical structure. Because of the holes durability is in the range of the highest tensions highly limited. There is also a risk that the valve disc during assembly or when driving twisted relative to the valve body and at least one Redu adornment of the passage cross-sections if not a hy Drastic blocking can occur.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Dämpfventil zu schaffen, das einen einheitlichen Ventilkörper für eine große Zahl von Dämpfventilausführungen ermöglicht, dabei eine ge ringe Masse der beweglichen Ventilteile für eine gute dyna mische Eigenschaft aufweist, nur rotationssymmetrische Ein zelteile besitzt, die eine vollautomatische Montage ermögli chen und generell eine geringe Teilezahl aufweist, wobei die Teile selbst einen äußerst einfachen Aufbau aufweisen sollen.The object of the present invention is to provide a damping valve create a unified valve body for a large Number of damping valve designs allows, a ge rings mass of the movable valve parts for a good dyna has mixing property, only rotationally symmetrical on has parts that enable fully automatic assembly Chen and generally has a small number of parts, the Parts themselves should have an extremely simple structure.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem der Querschnitt der Vordrossel von der Breite einer Einströmöff nung des Zulaufkanals und dem mittleren radialen Abstand zwi schen einer die Ventilplattenkontur bestimmende Kante und der Einströmöffnung definiert wird. Vorteilhafterweise kann ein Einheitsventilkörper für viele verschiedene Dämpfventile an gewandt werden. Des weiteren tritt nur eine geringe Dämpf kraftstreuung auf, da die Ventilplatte als Einzelbauteil mit sehr geringem Aufwand äußert genau gefertigt werden kann und dadurch die Querschnitte nur einer geringen Schwankungsbreite unterliegen.According to the invention the object is achieved in that the Cross section of the pre-throttle the width of an inflow tion of the inlet channel and the mean radial distance between an edge defining the valve plate contour and the Inflow opening is defined. Advantageously, a Unit valve body for many different damping valves be turned. Furthermore, there is only a small amount of steam force spreading, since the valve plate as a single component with very little effort can be manufactured extremely accurately and this means that the cross sections have only a small fluctuation range subject to.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal ist die Einström öffnung im Bereich des Außendurchmessers des Dämpfventilkör pers angeordnet, wobei der Außendurchmesser der Ventilplatte den Vordrosselquerschnitt bestimmt. Das hat zur Folge, daß große Vordrosselquerschnitte erzielt werden können, da der Teilkreis, auf dem die Vordrosseln angeordnet sind, ebenfalls groß ist. In Verbindung damit werden die Einflüsse der die Vordrossel bestimmenden Maße, insbesondere des Außendurchmes sers der Ventilplatte, nochmals reduziert.According to a further advantageous feature, the inflow is opening in the area of the outer diameter of the damping valve body pers arranged, the outer diameter of the valve plate determines the pre-throttle cross-section. This has the consequence that large pre-throttle cross sections can be achieved because of the Pitch circle, on which the chokes are arranged, also is great. In connection with this, the influences of the Pre-throttle determining dimensions, especially the outside diameter valve plate, again reduced.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilplatte elastisch als eine geschlossene Scheibe ausge führt und am Innendurchmesser verspannt. Eine solche Scheibe stellt ein äußerst preiswertes Einzelbauteil dar. Dadurch, daß die Scheibe geschlossen ausgeführt ist kann sie relativ dünn ausgeführt werden, so daß die Masse der Scheibe keinen nach teiligen Einfluß auf die Funktionsfähigkeit des Dämpfventils besitzt und trotzdem die Dauerhaltbarkeit gewährleistet ist.In a further advantageous embodiment of the invention Valve plate made elastic as a closed disc leads and clamped on the inner diameter. Such a disc represents an extremely inexpensive single component. The fact that the disc is closed it can be relatively thin be carried out so that the mass of the disc does not follow partial influence on the functionality of the damping valve possesses and durability is guaranteed.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird die Ventil sitzfläche von einem Steglabyrinthsystem gebildet, das die Zulaufkanäle beider Durchströmungsrichtungen voneinander trennt. Das Steglabyrinthsystem ermöglicht sehr große druck beaufschlagte Flächen für die Ventilplatte. Darüber hinaus entstehen keine großen Auflageflächen für die Ventilplatte, die ein Kleben dieser auf der Ventilsitzfläche zu Folge haben könnten. Dabei besteht das Steglabyrinthsystem vorteilhafter weise aus konzentrisch angeordneten Stegabschnitten, die zur Trennung der richtungsabhängigen Zulaufkanäle radial verlau fende Stegabschnitte aufweisen. Das Steglabyrinthsystem ist neben der Ausbildung möglichst großer druckbeaufschlagter Flächen für die Ventilscheibe zusätzlich dahingehend opti miert, bei einer kleinen Ventilsitzauflagefläche die Durch biegung der Ventilplatte auf ein Kleinstmaß zu begrenzen.According to a further advantageous feature, the valve seat formed by a bridge labyrinth system that the Inlet channels of both flow directions from each other separates. The bridge labyrinth system enables very high pressure acted areas for the valve plate. Furthermore there are no large contact surfaces for the valve plate, which result in this sticking to the valve seat surface could. The bridge labyrinth system is more advantageous as from concentrically arranged web sections, which for Separation of the direction-dependent inlet ducts radially blue fende web sections. The bridge labyrinth system is in addition to training the largest possible pressurized Areas for the valve disc additionally opti with a small valve seat contact area limit the bending of the valve plate to a minimum.
Entsprechend einem weiteren Merkmal weist das Dämpfventil mehrere Vordrosseln auf. Gemäß einem vorteilhaften Unteran spruch liegt dann der kleinste Vordrosselquerschnitt vor, wenn der Außendurchmesser der Ventilplatte mit dem äußersten Um fangsstegbereich der Austrittsseite für die umgekehrte Durch strömungsrichtung zur Anlage kommt. Zusätzlich kann das Steg labyrinthsystem vorteilhafterweise eine radiale Öffnung be sitzen, die als Vordrossel dient. According to a further feature, the damping valve has several chokes on. According to an advantageous Unteran the smallest pre-throttle cross-section is then available if the outer diameter of the valve plate with the outermost order Exit web area for the reverse through direction of flow comes to the system. In addition, the web labyrinth system advantageously be a radial opening sit, which serves as a choke.
Des weiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Quer schnitte mindestens zweier Vordrosseln eine voneinander un terschiedliche Größe aufweisen. Durch dieses vorteilhafte Merkmal kann eine Bandbreite der Außendurchmesser der Ventil scheibe kleingehalten werden. Es lassen sich die Zulaufkanäle sehr eng zueinander ausführen, ohne daß ein hydraulischer Kurzschluß auftreten kann, bei dem Dämpfmedium unter Umgehung der Ventilscheibe zwischen den Zulaufkanälen kommuniziert. Maßliche Grenzen setzen lediglich die Auflageflächen für die Ventilscheibe, die die Durchströmungsrichtungen voneinander trennen. Anhand der folgenden Figurenbeschreibungen wird die Erfindung näher erläutert.Furthermore, it is advantageously provided that the cross cut at least two pre-chokes one from the other have different sizes. Because of this advantageous Feature can be a range of the outside diameter of the valve disc are kept small. There are inlet channels run very close to each other without a hydraulic Short circuit can occur bypassing the damping medium the valve disc communicates between the inlet channels. Dimensional limits only set the contact surfaces for the Valve disc showing the flow directions from each other separate. Based on the following description of the figures Invention explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1a, b Dämpfventil an einer Kolbenstange; Fig. 1a, b damping valve on a piston rod;
Fig. 2a, b Dämpfventil in Bodenventilausführung; Fig. 2a, b damping valve in the bottom valve version;
Fig. 3a, b Dämpfventilkörper als Einzelteil. Fig. 3a, b Dämpfventilkörper as a single part.
Die Fig. 1 zeigt ein Dämpfventil 1 an einer Kolbenstange 3, wie es üblicherweise bei einem Schwingungsdämpfer zum Einsatz kommt. Das Dämpfventil 1 besitzt einen Dämpfventilkörper 1a, der pro Durchströmungsrichtung mindestens einen Zulaufka nal 5a, 5b aufweist. Jeder dieser Zulaufkanäle 5 verbindet die Oberseite 1b des Dämpfventilkörpers 1a mit der Unterseite 1c. Auf mindestens einer Seite, in diesem Ausführungsbeispiel der Oberseite 1b, ist eine Ventilplatte 7 angeordnet, die am In nendurchmesser 7a fest eingespannt ist. Diese Ventilplatte 7 deckt den Zulaufkanal 5b bzw. die Zulaufkanäle ab, die auf der Oberseite 1b ihren Austrittsquerschnitt besitzen, und über nimmt dadurch eine Rückschlagventilfunktion. Dabei ist die Ventilplatte 7 als eine geschlossene, kreisringförmige Scheibe ausgebildet, die sich an einer Stützplatte 9 abstützt, wenn die maximale Öffnungsstellung erreicht ist. Für eine Anpassung des Dämpfventils 1 an verschiedene Dämpfventilkennlinien wird dieser Einheitsdämpfventilkörper 1a ganz einfach mit ver schieden starken Ventilplatten 7 bestückt. Fig. 1 shows a damping valve 1 on a piston rod 3 , as is usually used in a vibration damper. The damping valve 1 has a damping valve body 1 a, which has at least one inlet channel 5 a, 5 b per flow direction. Each of these inlet channels 5 connects the top 1 b of the damping valve body 1 a with the bottom 1 c. On at least one side, in this embodiment the top 1 b, a valve plate 7 is arranged, which is firmly clamped on the inner diameter 7 a. This valve plate 7 covers the inlet channel 5 b or the inlet channels, which have their outlet cross section on the top 1 b, and thereby takes over a check valve function. The valve plate 7 is designed as a closed, circular disk which is supported on a support plate 9 when the maximum opening position is reached. For an adjustment of the damping valve 1 to different damping valve characteristics, this unit damping valve body 1 a is simply equipped with different valve plates 7 .
Für die umgekehrte Durchströmungsrichtung von der Oberseite 1b zur Unterseite 1c des Dämpfventils 1 deckt die Ventilplatte 7 den entsprechenden Zulaufkanal 5a soweit ab, daß zwischen der Ventilplatte 7 und dem Dämpfventilkörper 1a im Bereich des Zulaufkanals 5a eine Vordrossel 11 entsteht, die ein aus ein gespannten Ventilscheiben 13 bestehendes Ventil 15 an der Un terseite 1c des Dämpfventils beeinflußt. Durch die Wahl des Außendurchmessers 7b der Ventilplatte 7 kann die Vordrossel 11 bei einem vorgegebenen Einheitsdämpfventilkörper 1a in ihrem Querschnitt sehr einfach bestimmt werden.For the reverse flow direction from the top 1 b to the bottom 1 c of the damping valve 1 , the valve plate 7 covers the corresponding inlet duct 5 a to such an extent that a pre-throttle 11 is formed between the valve plate 7 and the damping valve body 1 a in the region of the inlet duct 5 a an existing from a tensioned valve disks 13 valve 15 influenced on the underside 1 c of the damping valve. Through the choice of the outer diameter 7 b of the valve plate 7 , the pre-throttle 11 can be determined in its cross-section very easily for a given unit damping valve body 1 a.
Das Dämpfventil 15 an der Unterseite 1c wird mittels eines Befestigungsnietes 17 gegenüber einem umlaufenden Rand 19 des Dämpfventilkörpers 1a verspannt. Der Dämpfventilkörper 1a ist separat über eine Verstemmung 21 mit der Kolbenstange 3 ver bunden, so daß die Vorspannung der Ventilscheiben 13 unabhän gig von den Toleranzen der Reihenanordnung aus Stützplatte 9, Ventilplatte 7 und dem Ventilkörper 1a erfolgen kann.The damping valve 15 on the underside 1 c is braced by means of a fastening rivet 17 against a peripheral edge 19 of the damping valve body 1 a. The damping valve body 1 a is separately connected via a caulking 21 to the piston rod 3 , so that the pretensioning of the valve disks 13 can take place independently of the tolerances of the row arrangement of the support plate 9 , valve plate 7 and the valve body 1 a.
Die Fig. 1b zeigt eine Draufsicht des Dämpfventils 1. Die Ventilplatte 7 stützt sich dabei auf einem Steglabyrinthsy stem 23 ab. Dieses Steglabyrinthsystem 23 bestimmt die druck beaufschlagte Fläche der Ventilplatte 7 für die Anströmung von der Dämpfventilunterseite 1c. FIG. 1b shows a top view of the damping valve. 1 The valve plate 7 is supported on a web labyrinth system 23 . This bridge labyrinth system 23 determines the pressurized surface of the valve plate 7 for the inflow from the damping valve underside 1 c.
Es ist noch anzumerken, daß das Steglabyrinthsystem 23 aus mehreren konzentrisch ineinander angeordneten Stegab schnitten 23a besteht, die über radial verlaufende Stege 23b miteinander verbunden sind, so daß die beiden richtungsabhängigen Zulaufkanäle 5a/b voneinander getrennt werden. Die Stegabschnitte 23b sind dahingehend optimiert, eine möglichst gute Auflagefläche für die Ventilplatte 7 zu gewährleisten, damit sich diese unter keinen Umständen durch biegen kann, wenn eine Anströmung der Dämpfventiloberseite 1b ansteht. It should also be noted that the web labyrinth system 23 consists of a plurality of concentrically arranged web sections 23 a, which are connected to each other via radially extending webs 23 b, so that the two direction-dependent inlet channels 5 a / b are separated from one another. The web sections 23 b are optimized in order to ensure the best possible contact surface for the valve plate 7 , so that it can under no circumstances bend if there is an inflow onto the upper side of the damping valve 1 b.
Das Steglabyrinthsystem 23 gewährleistet, daß keine Klebeef fekte zwischen der Ventilplatte 7 und dem Dämpfventilkörper 1a auftreten. Darüber hinaus entstehen sehr große druckbeauf schlagte Flächen an der Ventilplatte 7, die ein leichtes öff nen ermöglichen. Zur Sicherheit, daß die Ventilplatte 7 beide Zulaufkanalsysteme 5 zuverlässig voneinander trennt, ist sie um ein bestimmtes Maß X größer ausgewählt als der benachbarte äußere Durchmesser 5b′ der druckbeaufschlagten Fläche an der Ventilplatte 7.The bridge labyrinth system 23 ensures that no adhesive effects occur between the valve plate 7 and the damping valve body 1 a. In addition, there are very large pressurized surfaces on the valve plate 7 , which enable easy opening. To ensure that the valve plate 7 reliably separates both inlet channel systems 5 from one another, it is selected by a certain dimension X larger than the adjacent outer diameter 5 b 'of the pressurized surface on the valve plate 7 .
Wie zu erkennen ist, bestimmt die Breite B des Zulaufkanals 5a sowie der mittlere Abstand Y zwischen dem Außendurchmesser 7b der Ventilplatte 7 und der Außendurchmesser 5a′ des Zulaufka nals 5a den Querschnitt der Vordrossel 11. Durch diese Anord nung auf einen möglichst großen Teilkreis, können negative Einflüsse aus fertigungsbedingten Toleranzen auf ein Kleinstmaß reduziert werden.As can be seen, the width B of the inlet channel 5 a and the average distance Y between the outer diameter 7 b of the valve plate 7 and the outer diameter 5 a 'of the inlet channel 5 a determines the cross section of the pre-throttle 11 . This arrangement of the largest possible pitch circle means that negative influences from manufacturing tolerances can be reduced to a minimum.
Die Fig. 2a und 2b zeigen ein Dämpfventil 1 in Bodenventil ausführung. Dabei stützt sich der Dämpfventilkörper 1a auf einen Boden 25 ab, der ein Zylinderrohr 27 und ein das Zylin derrohr umhüllende Behälterrohr 29 verschließt. Der prinzipi elle Aufbau ist mit dem Ventil nach Fig. 1 identisch. Zusätz lich ist eine radiale Öffnung 11a für den Zulaufkanal 5a in dem Ventilkörper 1a eingebracht worden, die für das Dämpfven til 15 auf der Unterseite 1c eine Vordrossel 11 darstellt. Aus der Draufsicht nach Fig. 2b ist erkennbar, daß die größte Ventilplatte 7 die kleinste Vordrossel bildet, nämlich nur die radiale Öffnung 11a zum Zulaufkanal. Bei Verringerung des Au ßendurchmessers 7a der Ventilplatte 7 vergrößert sich das Maß Y, so daß die Vordrossel 11 an Querschnitt zunimmt, wobei das Maß X (Fig. 1b) einzuhalten ist. Wie aus der Figur zu entneh men ist, können auch mehrere Vordrosseln 11 eingesetzt werden. Durch die unterschiedlich ausgeführten Vordrosselquerschnitte läßt sich das Dämpfventil sehr genau auf eine bestimmte Dämpfkraftkennlinie abstimmen. Besonders vorteilhaft ist da bei, daß der kleinste Vordrosselquerschnitt, der bei den höchsten Geschwindigkeiten die größte Dämpfwirkung erzielt, aber dadurch auch sehr toleranzempfindlich ist, von einer einzigen Vordrossel gebildet wird, so daß die Toleranzfehler der einen Vordrossel sich nicht mit den Toleranzfehlern ande rer Vordrosseln auf summieren kann. Dadurch kann die Bandbreite der Außendurchmesser 7a kleingehalten werden. Die Zulaufkanä le 5a/b lassen sich sehr eng zueinander ausführen, ohne daß ein hydraulischer Kurzschluß auftreten kann, bei dem Dämpfme dium unter Umgehung der Ventilscheibe 7 zwischen den Zulauf kanälen 5a/b kommuniziert. Maßliche Grenzen setzen lediglich die Auflageflächen (Maß X) für die Ventilscheibe 7, die die Durchströmungsrichtungen voneinander trennen. FIGS. 2a and 2b show a damping valve 1 in the base valve embodiment. The damping valve body 1 a is supported on a bottom 25 , which closes a cylinder tube 27 and a cylinder tube that envelops the cylinder tube 29 . The principle construction is identical to the valve according to FIG. 1. In addition, a radial opening 11 a for the inlet channel 5 a has been introduced into the valve body 1 a, which represents a pre-throttle 11 for the damping valve 15 on the underside 1 c. From the top view of Fig. 2b is seen that the largest valve plate 7 forms the smallest choke, namely, only the radial opening 11 a to the feed channel. When the outer diameter 7 a of the valve plate 7 is reduced, the dimension Y increases, so that the pre-throttle 11 increases in cross section, the dimension X ( FIG. 1 b) being observed. As can be seen from the figure, several pre-chokes 11 can also be used. Due to the different pre-throttle cross-sections, the damping valve can be adjusted very precisely to a specific damping force characteristic. It is particularly advantageous that the smallest pre-throttle cross-section, which achieves the greatest damping effect at the highest speeds, but is therefore also very sensitive to tolerances, is formed by a single pre-throttle, so that the tolerance errors of one pre-throttle do not coincide with the tolerance errors of other pre-throttles can sum up. As a result, the bandwidth of the outer diameter 7 a can be kept small. The Zulaufkanä le 5 a / b can be very close to one another run without a hydraulic short circuit may occur in the Dämpfme dium bypassing the valve disc 7 between the inlet channels 5 a / b communicates. Dimensional limits only set the contact surfaces (dimension X) for the valve disc 7 , which separate the flow directions from each other.
Anzumerken ist noch, das das Stegsystem 23 bei dieser Ausfüh rung durch separate Unterstützungsflächen 23c ergänzt ist, die eine Durchbiegung der Ventilplatte 7 verhindern sollen.It should also be noted that the web system 23 in this embodiment is supplemented by separate support surfaces 23 c, which are intended to prevent deflection of the valve plate 7 .
In Fig. 3a und 3b ist der Dämpfventilkörper 1a noch einmal als Einzelteil dargestellt. Aufgrund der Tatsache, daß mehrere Vordrosselquerschnitte 11 vorgesehen sind, kann die druckbe aufschlagte Fläche, insbesondere der äußere Stegumfangsbe reich 23d, relativ weit radial nach außen gelegt werden, so daß eine optimal große druckbeaufschlagte Fläche für die Ven tilplatte 7 entsteht. Auch in dieser Ausführung weist das Steglabyrinthsystem 23 konzentrisch angeordnete Stegab schnitte 23a auf, die über radial verlaufende Stege 23b die Zulaufkanäle 5 voneinander trennt. Dadurch können die Zulauf kanäle 5 für beide Durchströmrichtungen auf einem gemeinsamen oder zumindest eng beieinanderliegenden Teilkreis(en) ange ordnet sein.In Fig. 3a and 3b of Dämpfventilkörper 1 a again is shown as a single part. Due to the fact that several pre-throttling cross sections 11 are provided, the pressure-loaded area, in particular the outer web circumference area 23 d, can be placed relatively far radially outward, so that an optimally large pressure area for the valve plate 7 is created. In this embodiment, too, the web labyrinth system 23 has concentrically arranged web sections 23 a, which separates the inlet channels 5 from one another via radially extending webs 23 b. As a result, the inlet channels 5 for both flow directions can be arranged on a common or at least closely spaced pitch circle (s).
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