EP0739804A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verriegeln einer Weichenzunge - Google Patents
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- B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
- B61L5/10—Locking mechanisms for points; Means for indicating the setting of points
Definitions
- the invention relates to a device for locking a switch tongue with the features specified in the preambles of claims 1 and 2.
- a corresponding device can be found in WO 95/03199.
- the switch lock enables a switch tongue to be locked or opened using structurally simple measures, while at the same time being easy to move, which leads to a reduction in maintenance. It is also ensured that the locked switch tongue cannot be unlocked even if the sliding element is no longer properly grasping the locking clip or, if necessary, detached therefrom. No further details can be found in the prior art about the course of the forces acting during locking or unlocking.
- the present invention is based on the problem of developing a device of the type mentioned at the outset in such a way that the forces required for locking the switch tongue can be set in a controlled manner, in particular can be kept small.
- the locking force can be influenced in a controlled manner by changing the course of the support surface of the second roller element. At the same time, it is ensured that proper locking takes place, in particular overcoming a dead center in the support surface of the clamp counterpart following one or more curve segments, ensuring that an uncontrolled unlocking cannot take place after locking the switch tongue.
- a starting piece 14 extends from the stock rail 10 in a known manner, which is penetrated on the one hand by a push rod 16 and on the other hand by a locking clip 18, preferably in the form of two mutually parallel angle levers, between which the push rod 16 extends.
- the closure clip 18 is based on a clip receptacle 20 and is rotatably mounted in the latter about an axis 22.
- the clamp receptacle 20 itself is preferably firmly connected in a known manner to the foot 24 of the switch tongue 12.
- the closure piece 14 has a support surface 26 on which a first roller element 28 can be supported in the locked position of the switch tongue 12 and rolls on the latter in the manner described below.
- the roller element 28 starts from an angled leg 30 of the locking clip 18.
- the roller element 28, which is rotatably mounted about an axis 32, runs at a distance from the free end 34 of the horizontal section 30 of the closure clip 18.
- a second roller element 36 is rotatably mounted about an axis 38, in a section 40 angled downward with respect to the stock rail 10 or switch tongue 12, so that the horizontally extending section of the closure clip 18 ) has a hook-shaped geometry with the second roller element 36 arranged at the end.
- the second roller element 36 is guided in an L-shaped link slot 42 of the push rod 16.
- the slotted slot 42 has a horizontally extending section 44 and a downward section 40, that is to say facing away from the stock rail 10 or switch tongue 12, which comprises a boundary surface 46 facing the stock rail 10 or switch tongue 12, on which the second roller element 36 supports and rolls along.
- the push rod 16 can be supported on a further roller element 54, which starts from the closure piece 14.
- the support surface 26 assigned to the first roller element 28 is composed of two curve segment sections 56 and 58, which are separated by a projection 60, which is to be referred to as dead center, and which the roller element 28 must overcome in order to be completely locked or locked to be able to be moved out of the unlocked position.
- the dead center 60 ensures that when the switch tongue 12 is locked, uncontrolled unlocking cannot take place.
- roller element 28 is not yet on the support surface 26, but lies against an edge 61, which acts in relation to the clamp bearing specified by the axis 22 as a clamp counter-bearing on which the roller element 28 is supported .
- the locking clip 16 is supported via the roller element 50 running in the longitudinal slot 52 below the axis 22 of the locking clip 18, so that a supporting force P2 is formed.
- the one running within the angled portion 44 second roller element 36 is supported on surface 46 with a force P3.
- the first roller element 28 is supported on the edge 61 with a force P4.
- the closure clip 18 itself is supported in its clip bearing with a force P5.
- the tongue is supported on a sliding chair with a force P6.
- a closing force P7 acts between the stock rail 10 and the switch tongue 12.
- the distance between the stock rail 10 and the switch tongue 12 is greatest in comparison with the representations of FIGS. 2 to 7. During this locking, the first roller element 28 is always supported on the edge 61.
- the distance is gradually reduced.
- the forces P1 and P2 remain largely constant.
- the force P4 in the bracket counter bearing 61 alone i.e. the contact surface between the first roller element 28 and the edge 61, changes both in amount and in the direction, so that the bracket bearing force P5, the supporting force P6 of the switch tongue and the closing force P7 change as a result to change.
- the final locking i.e. the point at which on the one hand the first roller element rests on the curved segment 56 or 58 of the support surface 26 and on the other hand the second roller element merges from the support surface 46 into the horizontal section 44 of the link slot 42 Locking force P7 only slight. Only when the transition takes place and complete locking is carried out (FIG. 7) can a strong increase in the clamp bearing force P5 or the locking force P7 be ascertained.
- the second roller element 36 rolls off onto a support surface 64 which encloses an obtuse angle vertically or even to the horizontal section 44 of the slot slot 42.
- the second roller element moves upward when the switch tongue 12 is locked along the support surface 46, 64 in order to be in the horizontal section 44 of the L-shaped link slot 42 when the switch tongue 12 is locked.
- the inclination of the support surface 46 or 64 must be selected so that the force passing through the connecting line between the axis of rotation 38 of the roller element 36 and the axis of rotation 22 of the locking clip 18 has a component running in the direction of the horizontal section 44 of the slot slot 42 which is larger than that frictional forces opposing the rolling motion.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verriegeln einer Weichenzunge mit den in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmalen.
- Eine entsprechende Vorrichtung ist der WO 95/03199 zu entnehmen. Der Weichenverschluß ermöglicht mit konstruktiv einfachen Maßnahmen eine Weichenzunge zu verriegeln bzw. aufzuschlagen, wobei gleichzeitig eine Leichtgängigkeit erfolgt, die zu einer Wartungsreduzierung führt. Auch ist sichergestellt, daß die verriegelte Weichenzunge auch dann nicht entriegelt werden kann, wenn das Schiebeelement die Verschlußklammer nicht mehr ordnungsgemäß erfaßt oder gegebenenfalls von dieser gelöst ist. Über den Verlauf der beim Ver- bzw. Entriegeln wirkenden Kräfte sind dem Stand der Technik keine näheren Einzelheiten zu entnehmen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die zum Verriegeln der Weichenzunge erforderlichen Kräfte kontrolliert eingestellt werden, insbesondere kleingehalten werden können.
- Das Problem wird mit den den Patentansprüchen 1 und 2 zu entnehmenden Maßnahmen durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 oder 2 jeweils angegebenen Merkmale gelöst.
- Erfindungsgemäß kann die Verriegelungskraft kontrolliert durch Veränderung des Verlaufs der Abstützfläche des zweiten Rollenelementes beeinflußt werden. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß ein ordnungsgemäßes Verriegeln erfolgt, wobei insbesondere das Überwinden eines Totpunktes in der einem oder mehreren Kurvensegmenten folgenden Abstützfläche des Klammergegenlagers sicherstellt, daß nach Verriegeln der Weichenzunge ein unkontrolliertes Entriegeln nicht erfolgen kann.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen für sich und/oder in Kombination, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
- Es zeigen:
- Fig. 1 bis 7
- eine erste Ausführungsform eines Weichenverschlußes in verschiedenen Positionen einer zu verriegelnden Weichenzunge und
- Fig. 8 bis 14
- eine zweite Ausführungsform eines Weichenverschlußes, ebenfalls in verschiedenen Positionen einer zu verriegelnden Weichenzunge.
- In den Figuren, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist ein Ausschnitt einer aus Backenschiene 10 und Weichenzunge 12 bestehenden Weiche dargestellt, die über einen Klammerverschluß ver- bzw. entriegelt wird.
- Hierzu geht von der Backenschiene 10 in bekannter Weise ein Verschlußstück 14 aus, das einerseits von einer Schiebestange 16 und andererseits von einer Verschlußklammer 18 vorzugsweise in Form von zwei parallel zueinander verlaufenden Winkelhebeln durchsetzt wird, zwischen denen die Schiebestange 16 verläuft.
- Die Verschlußklammer 18 geht von einer Klammeraufnahme 20 aus und ist in dieser um eine Achse 22 drehbar gelagert. Die Klammeraufnahme 20 selbst ist in bekannter Weise vorzugsweise mit dem Fuß 24 der Weichenzunge 12 fest verbunden.
- Das Verschlußstück 14 weist eine Abstützfläche 26 auf, an der ein erstes Rollenelement 28 in verriegelter Stellung der Weichenzunge 12 abstützbar ist und an dieser in nachstehend beschriebener Weise abrollt. Das Rollenelement 28 geht dabei von einem abgewinkelten Schenkel 30 der Verschlußklammer 18 aus. Das Rollenelement 28, das um eine Achse 32 drehbar gelagert ist, verläuft beabstandet zum freien Ende 34 des horizontalen Abschnitts 30 der Verschlußklammer 18.
- Im Bereich des freien Endes 34 der Verschlußklammer 18 ist ein zweites Rollenelement 36 um eine Achse 38 drehbar gelagert, und zwar in einem in bezug auf die Backenschiene 10 bzw. Weichenzunge 12 nach unten abgewinkelten Abschnitt 40, so daß der horizontal verlaufende Abschnitt der Verschlußklammer 18)eine hakenförmige Geometrie mit dem am Ende angeordneten zweiten Rollenelement 36 aufweist.
- Das zweite Rollenelement 36 ist in einem L-förmigen Kulissenschlitz 42 der Schiebestange 16 geführt aufgenommen. Dabei weist der Kulissenschlitz 42 einen horizontal verlaufenden Abschnitt 44 und einen nach unten, also von der Backenschiene 10 bzw. Weichenzunge 12 abgewandten Abschnitt 40 auf, der eine der Backenschiene 10 bzw. Weichenzunge 12 zugewandte Begrenzungsfläche 46 umfaßt, an der sich das zweite Rollenelement 36 abstützt und entlangrollt.
- Ferner gehen von der Verschlußklammer 18 weitere Rollenelemente 48 und 50 aus, von denen das eine Rollenelement 48 an der Unterseite der Schiebestange 16 abgestützt ist und das andere Rollenelement 50 innerhalb eines in Längsrichtung der Schiebestange 16 verlaufenden Schlitzes 52 verläuft. Die weiteren Rollenelemente 48 und 50 verlaufen beim Verriegeln der Weichenzunge 12 in etwa vertikal unterhalb der Achse 22, als dem Klammerlager, wodurch sich günstige Hebelkräfte ergeben.
- Schließlich ist die Schiebestange 16 auf einem weiteren Rollenelement 54 abstützbar, welches von dem Verschlußstück 14 ausgeht.
- Wie die Figuren des weiteren verdeutlichen, setzt sich die dem ersten Rollenelement 28 zugeordnete Abstützfläche 26 aus zwei Kurvensegmentabschnitten 56 und 58 zusammen, die über einen als Totpunkt zu bezeichnenden Vorsprung 60 getrennt sind, den das Rollenelement 28 überwinden muß, um vollständig verriegelt zu werden bzw. aus der entriegelten Stellung heraus bewegt werden zu können. Der Totpunkt 60 stellt dabei sicher, daß bei verriegelter Weichenzunge 12 ein unkontrolliertes Entriegeln nicht erfolgen kann.
- In den Fig. 1 bis 14 befindet sich jedoch das Rollenelement 28 noch nicht auf der Abstützfläche 26, sondern liegt an einer Kante 61 an, die in bezug auf das durch die Achse 22 vorgegebene Klammerlager als Klammergegenlager wirkt, an dem sich das Rollenelement 28 abstützt.
- Wird die Schiebestange 16 in Richtung des Pfeils 62 mit einer Kraft P1 gezogen, so bilden sich beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 7, bei denen die Abstützfläche 46 des abgewinkelten Abschnitts 44 der Führung oder des Kulissenschlitzes 42 zu seinem horizontalen Abschnitt 44 einen spitzen Winkel einschließt, folgende Kräfte aus.
- Die Verschlußklammer 16 ist über das unterhalb der Achse 22 der Verschlußklammer 18 in dem Längsschlitz 52 verlaufende Rollenelement 50 abgestützt, so daß sich eine Abstützkraft P2 ausbildet. Das innerhalb des abgewinkelten Abschnitts 44 verlaufende zweite Rollenelement 36 stützt sich an der Fläche 46 mit einer Kraft P3 ab. Das erste Rollenelement 28 stützt sich an der Kante 61 mit einer Kraft P4 ab. Die Verschlußklammer 18 selbst ist in ihrem Klammerlager mit einer Kraft P5 abgestützt. Die Zunge ist ihrerseits mit einer Kraft P6 auf einem Gleitstuhl abgestützt. Schließlich wirkt zwischen Backenschiene 10 und Weichenzunge 12 eine Verschlußkraft P7.
- Der Verlauf der einzelnen Vektoren bzw. die sich aus diesen ergebenden Resultierenden sind den den einzelnen Figuren zugeordneten Kräfteparallelogrammen rein prinzipiell zu entnehmen. In den Kräfteparallelogrammen ist die sich aus den Kräften P2 und P3 ergebende Resultierende als P2, 3res eingetragen.
- Bei der Darstellung der Fig. 1 ist der Abstand zwischen Backenschiene 10 und Weichenzunge 12 im Vergleich zu den Darstellungen der Fig. 2 bis 7 am größten. Während dieses Verriegelns ist das erste Rollenelement 28 stets an der Kante 61 abgestützt.
- Sukzessiv wird der Abstand verringert. Dabei bleiben die Kräfte P1 und P2 weitgehend konstant. Allein die Kraft P4 im Klammergegenlager 61, also der Berührungsfläche zwischen dem ersten Rollenelement 28 und der Kante 61, ändert sich sowohl im Betrag als auch in der Richtung, so daß sich infolgedessen die Klammerlagerkraft P5, die Abstützkraft P6 der Weichenzunge als auch die Verschlußkraft P7 ändern. Allerdings ändert sich bis kurz vor der endgültigen Verriegelung, also dem Punkt, in dem einerseits das erste Rollenelement am Kurvensegment 56 bzw. 58 der Abstützfläche 26 anliegt und andererseits das zweite Rollenelement von der Abstützfläche 46 in den horizontalen Abschnitt 44 des Kulissenschlitzes 42 übergeht, die Verriegelungskraft P7 nur geringfügig. Erst dann, wenn der Übergang erfolgt und das vollständige Verriegeln durchgeführt wird (Fig. 7), ist eine starke Erhöhung der Klammerlagerkraft P5 bzw. der Verriegelungskraft P7 festzustellen.
- Mit anderen Worten wird bis kurz vor der Verriegelung eine nahezu gleichbleibende geringe Verriegelungskraft benötigt, um die Weichenzunge an die Backenschiene heranzuziehen. Der sich ändernde Abstand ist rein prinzipiell den Fig. 1 bis 7 im aneinanderliegenden Bereich zwischen Backenschienenkopf und Weichenzungenkopf erkennbar.
- Will man die Verriegelungskraft P7 bzw. die Klammerlagerkraft P5 in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen Kopf der Backenschiene 10 und der Weichenzunge 12 mit zunehmender Verringerung des Abstandes möglichst lange gleich lassen und erst bei vollständiger Verriegelung stark erhöhen, wie dies aus den Fig. 8 bis 14 erkennbar ist, in denen ebenfalls wiederum gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so ist es nur erforderlich, daß die Abstützfläche 64 im abgewinkelten Abschnitt 44 des Kulissenschlitzes 42, innerhalb der das zweite Rollenelement 36 geführt aufgenommen ist, in ihrem Verlauf geändert wird.
- Abweichend vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 7 rollt jedoch gemäß den Fig. 8 - 14 das zweite Rollenelement 36 an eine Abstützfläche 64 ab, die vertikal oder sogar zu dem horizontalen Abschnitt 44 des Kulissenschlitzes 42 einen stumpfen Winkel einschließt.
- Durch diesen Verlauf der Führungsfläche 64 und die damit verbundene Kraft P3 ausgehend von der Achse 38 des zweiten Rollenelementes 36 verändern sich die Kräfte P4, P5, P6 und P7 mit zunehmender Abstandsverringerung zwischen Backenschiene 10 und Weichenzunge 12, so daß folglich auch ein sicheres Verriegeln einer Weichenzunge dann möglich ist, wenn erhöhte Verriegelungskräfte P7 notwendig sind, ohne daß gleichzeitig die Kraft P1, mit der die Schiebestange 16 verstellt wird, erhöht werden muß.
- Unabhängig vom Verlauf der Abstützfläche 46 bzw. 64 wandert selbstverständlich das zweite Rollenelement beim Verriegeln der Weichenzunge 12 entlang der Abstützfläche 46, 64 hoch, um sich bei verriegelter Weichenzunge 12 im horizontalen Abschnitt 44 des L-förmigen Kulissenschlitzes 42 zu befinden. Um dieses "Hochwandern" sicherzustellen, muß die Neigung der Abstützfläche 46 bzw. 64 so gewählt werden, daß die durch die Verbindungslinie zwischen Drehachse 38 des Rollenelementes 36 und Drehachse 22 der Verschlußklammer 18 verlaufende Kraft eine in Richtung des horizontalen Abschnitts 44 des Kulissenschlitzes 42 verlaufende Komponente aufweist, die größer als die der Rollbewegung entgegengesetzten Reibungskräfte sind.
Claims (5)
- Vorrichtung zum Verriegeln einer Weichenzunge mit einer Backenschiene (10) mittels einer Verschlußklammer (18), die gelenkig von einem mittelbar oder unmittelbar von der Weichenzunge (12) ausgehenden Klammerlager (20) ausgeht, und die über ein erstes Rollenelement (28) an einer als Klammergegenlager wirkenden Abstützkante oder -fläche (26, 61) abstützbar ist, die ihrerseits von einem mit der Backenschiene (10) verbundenen Verschlußstück (14) ausgeht, wobei die das Verschlußstück (14) durchsetzende Verschlußklammer(18) ein zweites Rollenelement (36) aufweist, das von einer in einem die Verschlußklammer (18) mitnehmenden geführten Schiebeelement (16) verlaufenden Führung (42) mit einem horizontal verlaufenden Abschnitt (44) und einem zu diesem abgewinkelten und von der Weichenzunge abgewandten Abschnitt (40) aufgenommen ist und vor dem Verriegeln an einer eine Begrenzungsfläche bildenden Abstützfläche (46, 64) des abgewinkelten Abschnitts (40) abgestützt ist und bei verriegelter Weichenzunge (12) in dem horizontalen Abschnitt (44) verläuft, wobei auf das Schiebeelement (16) zum Verriegeln der Weichenzunge (12) eine erste Kraft (P1), im Klammerlager (20) eine fünfte Kraft (P5) und im Klammergegenlager (26, 61) eine vierte Kraft (P4) wirkt und wobei das zweite Rollenelement (36) mit einer dritten Kraft (P3) an der Abstützfläche (46; 64) abgestützt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erhöhung der fünften Kraft (P5) im Klammerlager (20) mit zunehmender Abstandsverringerung zwischen Backenschiene (10) und Verschlußklammer (18) bei gleichzeitiger auf das Schiebeelement (16) im wesentlichen gleichbleibend einwirkender erster Kraft (P1) der abgewinkelte Abschnitt (40) der auf der der Weichenzunge (12) abgewandten Seite des Verschlußstücks (14) gelegenen Führung (42) mit seiner Abstützfläche (46) für das zweite Rollenelement (36) derart verläuft, daß die Abstützfläche (46) mit dem horizontalen Abschnitt (44) einen spitzen Winkel einschließt und dadurch die dritte Kraft (P3) ausgehend vom Drehpunkt (38) des zweiten Rollenelementes (36) horizontal oder in Richtung des horizontalen Abschnitts (44) der Führung verläuft. - Vorrichtung zum Verriegeln einer Weichenzunge mit einer Backenschiene (10) mittels einer Verschlußklammer (18), die gelenkig von einem mittelbar oder unmittelbar von der Weichenzunge (12) ausgehenden Klammerlager (20) ausgeht, und die über ein erstes Rollenelement (28) an einer als Klammergegenlager wirkenden Abstützkante oder -fläche (26, 61) abstützbar ist, die ihrerseits von einem mit der Backenschiene (10) verbundenen Verschlußstück (14) ausgeht, wobei die das Verschlußstück (14) durchsetzende Verschlußklammer(18) ein zweites Rollenelement (36) aufweist, das von einer in einem die Verschlußklammer (18) mitnehmenden geführten Schiebeelement (16) verlaufenden Führung (42) mit einem horizontal verlaufenden Abschnitt (44) und einem zu diesem abgewinkelten und von der Weichenzunge abgewandten Abschnitt (40) aufgenommen ist und vor dem Verriegeln an einer eine Begrenzungsfläche bildenden Abstützfläche (46, 64) des abgewinkelten Abschnitts (40) abgestützt ist und bei verriegelter Weichenzunge (12) in dem horizontalen Abschnitt (44) verläuft, wobei auf das Schiebeelement (16) zum Verriegeln der Weichenzunge (12) eine erste Kraft (P1), im Klammerlager (20) eine fünfte Kraft (P5) und im Klammergegenlager (26, 61) eine vierte Kraft (P4) wirkt und wobei das zweite Rollenelement (36) mit einer dritten Kraft (P3) an der Abstützfläche (46; 64) abgestützt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzielung einer im wesentlichen gleichbleibenden fünften Kraft (P5) im Klammerlager (20) mit zunehmender Abstandsverringerung zwischen Backenschiene (10) und Verschlußklammer bei gleichzeitiger auf das Schiebeelement (16) im wesentlichen gleichbleibend einwirkender erster Kraft (P1) der abgewinkelte Abschnitt (40) der auf der der Weichenzunge (12) abgewandten Seite des Verschlußstücks (14) gelegenen Führung (42) mit der Abstützfläche (64) für das zweite Rollenelement (36) derart verläuft, daß die Abstützfläche (64) mit dem horizontalen Abschnitt (44) einen rechten oder stumpfen Winkel einschließt und dadurch die dritte Kraft (P3) von dem horizontalen Abschnitt (44) der Führung weggerichtet verläuft, und unmittelbar vor vollständiger Verriegelung der Weichenzunge die fünfte Kraft (P5) stark zunimmt. - Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das entlang der an der ortsfest zur Backenschiene (10) verlaufenden Abstützfläche (26) abrollende erste Rollenelement (28) im Abstand zum äußeren auf der der Weichenzunge (12) abliegenden Seite der Backenschiene verlaufende freie Ende der Verschlußklammer (18) drehbar gelagert ist und daß das zweite in der eine L-Form aufweisenden Führung (42) angeordnete Rollenelement (36) in einem von der Backenschiene weg nach unten abgewinkelten Abschnitt (64) der Verschlußklammer (18) gelagert ist. - Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschlußklammer (18) über zumindest einem dritten und vierten Rollenelement (48, 50) gegenüber dem Schiebelement (16) abstützbar ist, wobei in verriegelter Position der Weichenzunge (12) das dritte und vierte Rollenelement (48, 50) in etwa vertikal unterhalb der Achse (22) der Verschlußklammer verläuft. - Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das vierte Rollenelement (50) in einer in Längsrichtung des Schiebeelements (16) verlaufenden Führung (52) angeordnet ist.
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