JP2003534492A - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

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JP2003534492A JP2001586734A JP2001586734A JP2003534492A JP 2003534492 A JP2003534492 A JP 2003534492A JP 2001586734 A JP2001586734 A JP 2001586734A JP 2001586734 A JP2001586734 A JP 2001586734A JP 2003534492 A JP2003534492 A JP 2003534492A
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Abstract

(57)【要約】 内燃機関用の燃料噴射弁であって、弁ケーシングと、噴射弁の噴口を開閉するための軸方向に可動の弁部材と、弁部材の閉鎖方向で作用する部分とを有し、この部分は、その噴口とは逆の側の端部をもって、弁ケーシング内に装入された第1の弁片内で案内され、かつこの端部をもって、第1の弁片内で制御圧力室を形成しており、この制御圧力室は、少なくとも1つの供給絞りを備えた供給通路を介して燃料高圧接続部に、かつ制御弁部材により閉鎖可能な、排出絞りを有している排出通路を介して燃料低圧接続部に接続可能であり、その際制御圧力室内の燃料圧力を介して噴射過程が制御可能である形式のものにおいて、少なくとも供給絞りを備えた供給通路の区分が弁ケーシング内に装入された第2の弁片に配置されており、この第2の弁片は第1の弁片内に構成された開口と結合されていて、第2の弁片の、供給通路の供給絞りを備えた区分が第1の弁片の制御圧力室内に開口しているようにすることを提案する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 背景技術 本発明は、請求項1の上位概念の特徴を有する燃料噴射弁に関する。
【0002】 このような、インゼクタとも呼ばれる燃料噴射弁は DE 196 50 865 A1 から公
知であり、燃料高圧貯蔵器を備えている燃料噴射装置に使用される。公知の燃料
噴射弁においては、弁ニードルは弁ピストンを介して制御圧力室内の燃料圧力に
より閉鎖方向に負荷される。制御圧力室は、弁ケーシング内に装入されている弁
片内に配置されていて、供給絞りを備えた供給通路と排出絞りを備えた排出通路
とを介して、燃料高圧接続部若しくは燃料低圧接続部に接続されている。排出絞
り及び供給絞りはいずれも、弁ケーシング内に装入された同一の弁片内に配置さ
れている。駆動部として例えば磁石調節器又は圧電調節器を有している制御弁の
弁部材により、排出通路を閉鎖及び開放することができ、かつ制御圧力室内の燃
料圧力を弁ニードルの個々の操作過程のために制御することができる。弁ニード
ルの開放速度は、排出通路が開かれている場合に、供給絞りと排出絞りとの間の
貫流差によって、ひいては固定的に調整された供給絞り及び排出絞りの大きさの
差によって、定められる。公知の燃料噴射弁の欠点は、供給絞りも、また排出絞
りも、極めて大きな精度で同じ部品内に製作されることである。絞りの一方の幾
何学的寸法が要求される精度にない場合には、弁片全体を新しく製作しなければ
ならない。供給通路及び排出通路は互いにほぼ垂直に制御圧力室内に開口してい
るので、同じ弁片内での供給絞り及び排出絞りの正確な製作は更に高価であり、
製品の歩留まりは相応して低い。公知の燃料噴射弁においては、弁体内に配置さ
れている、供給通路の、噴口に通じている圧力孔が分岐している区分は、弁片を
取り囲んでいるリング室内に開口しており、このリング室は供給絞りと接続して
いる。この場合の欠点は、供給通路のために弁体内に形成された孔が圧力孔の範
囲内で危険な漏えい箇所を有し、供給通路内の圧力が高い場合に機能障害を生じ
ることがあることである。
【0003】 発明の利点 請求項1の特徴構成要件を有する本発明による燃料噴射弁によって、前述の欠
点が回避される。このことは第1の弁片とは無関係に製作された第2の弁片によ
って達成され、この第2の弁片には供給絞りを備えた、供給通路の区分が配置さ
れており、かつこの第2の弁片は第1の弁片に配置された開口と接続されていて
、供給絞りを備えた、第2の弁片の、供給通路の区分が第1の弁片の制御圧力室
内に開口している。供給通路と排出通路とは2つの別個の部品内に形成されてい
るので、これらは、著しく簡単にかつ互いに無関係に必要な精度で製作すること
ができ、製作の歩留まりを減少させることができる。有利にはインゼクタの後調
節の際に、供給絞りと排出絞りとの所定の貫流量の偏差が確定された場合に、供
給絞りを有する第2の弁片を交換することができ、その場合、制御圧力室を有す
る第1の弁片を取り外す必要はない。燃料噴射弁はこの場合完全に分解する必要
はなく、したがって供給絞りと排出絞りとの間の燃料流量の簡単な調和を第2の
弁片の適合及び交換によって行うことが可能である。交換可能な供給絞りはした
がって簡単な噴射弁の後調節を量偏差の場合に検査台で行うことができる。
【0004】 本発明の展開及び有利な構成は従属請求項に記載した特徴によって可能である
【0005】 特に有利なのは、第1の弁片内に構成されている開口が半径方向で孔の軸線に
対して延びて制御圧力室から分岐しており、かつ第2の弁片が、第1の弁片の開
口に対して同軸的に外方に向かって延びている、弁ケーシングの受容孔内に装入
されていて、供給通路が開口している端区分をもって、第1の弁片の開口内に装
入されていることである。これによって、第2の弁片を極めて簡単な形式で弁ケ
ーシングの受容孔内で交換することができる。
【0006】 第2の弁片は種々の実施形が可能であり、これらの実施形はシールを含んでい
て、これらのシールは第1の弁片と第2の弁片との間の結合をシールする。
【0007】 有利な実施例では、第1の弁片内に構成された開口の内壁が、第2の弁片の外
壁に構成されたシール縁のための、有利には円すい形の座面を形成している。
【0008】 もともと設けられている燃料高圧接続部のための接続短管は有利には同時に締
め付け部分として使用することができ、これは少なくとも間接的に第2の弁片を
第1の弁片に緊定する。有利な実施例では、接続短管と第2の弁片との間にばね
エレメントが締め込まれており、このばねエレメントは第2の弁片のシール縁を
円すい形の座面に押し付けている。
【0009】 有利には孔の漏えい箇所を回避するために、弁ケーシング内に配置されている
、噴口に噴射すべき燃料を供給する圧力孔が、有利にはばねエレメントの範囲内
で、第2の弁片を受容している受容孔内に開口している。
【0010】 第2の実施例では、第2の弁片は一体に、燃料高圧部のための接続部を構成さ
れていて、座シールを備えている。供給通路を取り囲んでいる段部が第2の弁片
の外周に設けられており、この段部によって、シールリングのためのリング形の
支持面が構成されており、このシールリングは、その支持面とは逆の側をもって
、第1の弁片に押し付けられている。高圧接続部はこの場合孔を介して接続され
、この孔は供給通路と制御圧力室とは逆の側の供給通路の入口との間で供給通路
内に開口し、かつ供給通路を弁ケーシング内に配置されている圧力孔と接続し、
この圧力孔は噴口に噴射すべき燃料を供給する。
【0011】 実施例の説明 本発明の実施例は図面に示されており、以下において説明する。
【0012】 図1a及び1bにおいては、例えば DE 196 50 865 A1 から公知のような背景
技術による電気的に制御可能な燃料噴射弁の断面図が示されている。このような
燃料噴射弁は燃料高圧貯蔵器を備えている燃料噴射装置に使用されるものであっ
て、燃料高圧貯蔵器は高圧搬送ポンプによって連続的に高圧燃料を供給され、こ
の燃料高圧貯蔵器からこの燃料が噴射圧力で個々の電気的に制御される噴射弁を
介して内燃機関に供給される。図1a及び1bに示した燃料噴射弁1はこの場合
縦孔5を備えた弁ケーシング4を有しており、この縦孔内で例えば圧力棒として
構成されたピストン状の部分6が配置されており、この部分はその一方の端部に
おいて圧力片67を介してノズル体65内に配置された弁ニードル60に作用し
、この弁ニードルはノズルばね64の閉鎖力及び部分6の圧力によってノズル体
65内の少なくとも1つの噴構7を閉鎖する。ノズル体はらせん緊定ピン66及
びノズル締め付けナット64によって弁体と結合されている。弁ニードル60に
は公知の形式で圧力肩68が構成されており、これはノズル体65の圧力室61
内に配置されている。圧力室61は圧力孔8を介して高圧下の燃料を供給される
。部分6の開放行程の際に、弁ニードル60は常に圧力肩68に作用している圧
力室61内の燃料高圧によってばね63の閉鎖力に抗して持ち上げられる。その
場合圧力室61に接続される噴口7を通して燃料が内燃機関の燃焼室内に噴射さ
れる。部分6の下降によって、弁ニードル60はばね63のばね力の閉鎖方向に
噴射弁の弁座62に押し付けられ、噴射過程が終了する。
【0013】 図1aにおいてもっとも良く認められるように、部分6は弁ニードル60とは
逆の側の端部において円筒孔11内で案内されており、これは弁片12内に形成
されており、弁片は弁ケーシング4内に装入されている。円筒孔11内で部分6
の端面13は制御圧力室14を仕切っており、これは供給通路16を介して燃料
高圧接続部3に接続されている。供給通路16は大体において3部分から構成さ
れている。その内壁がその長さの一部分において供給絞り15を構成している弁
片12の壁を通って半径方向に延びている孔は、弁片を取り囲んでいるリング室
20と持続的に接続されており、このリング室自体は、供給通路内に押し込まれ
た燃料フィルタ42を介して、持続的に弁ケーシング4内にねじ込まれた接続短
管9の燃料高圧接続部3と接続されている。リング室20はシールリング39を
介して縦孔5に対してシールされている。供給通路16を介して制御圧力室14
は、燃料高圧貯蔵器内の高い燃料圧力を受けている。部分6に対して同軸的に制
御圧力室14から、弁片12内を延びる孔が分岐しており、これは排出絞り18
を備えた排出通路17を形成しており、これは圧力逃し室19内に開口しており
、この圧力逃し室は燃料低圧接続部10に接続しており、この燃料低圧接続部自
体は図示していない形式で噴射弁1の燃料戻し部に接続されている。弁片12か
らの排出通路17の排出は、弁片12の外側の円すい状に沈まされた部分21の
範囲内に行われる。弁片12はこの場合、フランジ範囲22内で固くねじ部材2
3を介して弁ケーシング4に緊定されている。
【0014】 円すい形の部分21内には、弁座24が構成されていて、これに、噴射弁を制
御する磁石弁30の制御弁部材25が協働する。制御弁部材25は、接極子ボル
ト27及び接極子ディスク28の形の2部分より成る接極子と連結されており、
この接極子は磁石弁30の電磁石29と協働する。接極子プレートはその慣性質
量の作用で戻しばね35の力に抗して動力学的にしゅう動可能に接極子ボルト上
に支承されており、かつこの戻しばねによって休止状態において接極子ボルトの
ストッパリング26に押し付けられている。戻しばね35はケーシングに不動に
、接極子ボルトを案内する滑り片34のフランジ32を介して支えられており、
滑り片はこのフランジをもって弁片12とねじ部材23との間で弁ケーシング内
で固く締め込まれている。接極子ボルト及びこれと共に接極子ディスク及び接極
子ボルトと結合された制御弁部材25は持続的に、ケーシングに不動に支えられ
ている閉鎖ばね31によって負荷されており、したがって制御弁部材25は通常
は閉鎖位置で弁座24に接触している。電磁石が励磁されると、接極子プレート
28が電磁石により引きつけられ、その場合排出通路17が圧力逃し室19に向
かって開かれる。制御弁部材25と接極子プレート28との間には、接極子ボル
ト27にリング肩33があり、これは電磁石が励磁された場合にフランジ32に
接触し、これにより制御弁部材25の開放行程を制限する。開放行程を調整する
ために、フランジ32と弁片12との間に調整ディスク38が装入されている。
弁ニードルの開閉は次のような形式で磁石弁によって制御される。制御弁部材2
5の閉鎖位置において、制御圧力室14は逃し側19に向かって閉じられており
、したがってそこでは、供給絞り15を備えている供給通路16を介して極めて
迅速に高い圧力が形成され、これは燃料高圧貯蔵器内にも存在する。端面13の
面を介して制御圧力室14内の圧力は閉鎖力を部分6及びこれと結合されている
弁ニードル60に作用させ、この閉鎖力は、そうでない場合に開放方向に高圧に
基づいて作用する力よりも大きい。磁石弁の開放によって制御圧力室14が逃し
側19に向かって開かれると、制御圧力室14内のわずかな体積の圧力は極めて
迅速に減少する。それは制御圧力室は供給絞り15を介して高圧側から遮断され
ているからである。したがって弁ニードルに開放方向で作用する力が大きくなり
、したがって弁ニードルは上方に動き、この場合少なくとも1つの噴向が噴射の
ために開かれる。しかしながら磁石弁30が排出通路17を閉じると、制御圧力
室14内の圧力は供給通路16を通って流れる燃料によって極めて迅速に再び閉
じることができ、したがって最初の閉鎖力が生ぜしめられ、燃料噴射弁の弁ニー
ドルが閉鎖する。もちろん、制御弁部材25と協働する磁石調節器の代わりに、
圧電調節器あるいは圧電調節器と磁石調節器との組み合わせあるいは別の調節器
を使用することもできる。
【0015】 図2及び3には、本発明による燃料噴射弁の2つの実施例が示されている。図
2及び2における部分図示はこの場合図1a及び1bとは異なった部分に限られ
ている。同じ部分には同じ符号が付けられている。
【0016】 図2に示した第1の実施例においては、第2の弁片40は大体において円筒形
の装入部分として構成されていて、弁ケーシング4の受容孔46内に装入されて
いる。円筒形の第2の弁片40の外径は、受容孔46の内径よりも幾分か小さく
構成されている。第2の弁片40の、制御圧力室14に向いた端面側の端部は環
状のシール縁53を有しており、これは、後述するように、第1の弁片12に構
成された弁座55と協働する。更に、第2の弁片40は軸方向の孔を有しており
、これは供給通路16の区分16aを形成している。第2の弁片40内に構成さ
れている供給通路の区分16aの、横断面を狭くされている区分は供給絞り15
を形成している。供給絞りは公知の形式で第2の弁片40内に形成されており、
これは第1の弁片12と同じように、例えば金属から製作することができる。原
理的には第1及び第2の弁片は種々の材料から製作することもできる。第1の弁
片12は図1aに示した弁片12と異なって、供給絞り15を有している、供給
通路16の区分の代わりに、開口45が第1の弁片に設けられており、これは円
筒孔11に対して半径方向に側方に制御圧力室14から延びている。開口45の
内壁面55は、制御圧力室14から外方に向かって、第2の弁片40のための、
直径を拡大している、円すい形の座面を形成している。第2の弁片40は端区分
48をもって受容孔46内に装入されていて、シール縁53が円すい形の座面5
5に接触し、第2の弁片40の端区分48は供給通路16の出口開口を制御圧力
室14に向けているようになっている。接続短管9は第2の弁片40に向いたそ
の側に段付けされたリング面51を有しており、このリング面から接続短管9の
円筒状の突起52が突出している。第2の弁片40と円筒状の突起52との間に
は、ばねエレメント56,例えば皿ばね又はコイルばねが配置されている。接続
短管9は弁ケーシング4のねじ孔内にねじ込まれていて、受容孔46内に係合し
ている突起52をもってばねエレメント56を第2の弁片40に押し付け、第2
の弁片はこれによってシール縁53をもって円すい状の座面55に押される。突
起52を介して押される、リング面51に接触するシールリング41は同時に弁
ケーシング4に圧着されて、弁ケーシングを接続短管に対してシールする。弁ケ
ーシング4内に配置された、圧力室61に燃料を供給する圧力孔8はばねエレメ
ント56の範囲内で受容孔46内に開口している。高圧下の燃料は燃料高圧貯蔵
器から燃料フィルタを経てまず供給通路16の、接続短管9内に配置されている
部分内に達し、そこから一面ではばねエレメント56の間を通って受容孔46及
び圧力室8内に達し、かつ他面では第2の弁片40の区分16a及び供給絞り1
5を通って制御圧力室14内に達する。ここに図示した実施例と異なって、ばね
エレメント56を省略し、第2の弁片40を直接にねじ込まれた接続短管9をも
って、第1の弁片12に緊定することも可能である。接続短管9の突起52はそ
の場合圧力孔8を供給通路と接続するために、供給通路16内に半径方向に開口
する側方の孔を有することができる。第1の弁片12の、開口45を取り囲む範
囲及び第2の弁片40の端面48を平らに構成し、第2の弁片40をシールリン
グをもって第1の弁片12の外壁面の平らな部分に圧着することも可能である。
この場合、第2の弁片40は第1の弁片の開口45内に係合しない。
【0017】 別の実施例は図3に示されている。この実施例においては第2の弁片40は一
体に接続短管9と金属から製作されている。原理的にはこの実施例は次のことに
よって生じる。すなわち図2の接続短管9の円筒状の突起52が幾分か延長せし
められていて、別の段状部を有しており、これが別のシールリング54、例えば
ヴィトンシールのためのリング形の支持面57を形成しているようにする。支持
面57から別の円筒状の突起が突出しており、これはその端面48をもって、第
1の弁片12の開口45内に係合している。シールリング54は接続短管9を弁
ケーシング4のねじ孔内にねじ込む際に第1の弁片12の外壁面に圧着され、こ
れによって、制御圧力室14がシールされる。供給絞り15と、供給通路16の
、制御圧力室14とは逆の側の入口3との間で横孔58が供給通路16内に開口
しており、これは供給通路を弁ケーシング4内に配置された圧力孔8と接続して
いる。有利にはこの横孔58は圧力孔8に対してほぼ同軸的に接続短管9内に形
成されている。
【図面の簡単な説明】
【図1a】 磁石調節器を有している、背景技術から公知の燃料噴射弁の上方部分の断面図
である。
【図1b】 図1aに示した公知の燃料噴射弁の下方部分の断面図である。
【図2】 本発明による燃料噴射弁の第1実施例の部分断面図である。
【図3】 本発明による燃料噴射弁の第2実施例の部分断面図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射弁、 3 燃料高圧接続部、 4 弁ケーシング、 5 縦孔、
6 ピストン状の部分、 7 噴口、 8 圧力孔、 9 接続短管、 10
燃料低圧接続部、 11 円筒孔、 12 弁片、 13 端面、 14 制
御圧力室、 15 供給絞り、 16 供給通路、 16a 区分、 17 排
出通路、 18 排出絞り、 19 圧力逃し室、 20 リング室、 21
円すい形に沈まされた部分、 22 フランジ範囲、 23 ねじ部材、 24
弁座、 25 制御弁部材、 26 ストッパリング、 27 接極子ボルト
、 28 接極子ディスク、 29 電磁石、 30 磁石弁、 31 閉鎖ば
ね、 32 フランジ、 33 リング肩、 34 滑り片、 35 戻しばね
、 38 調整ディスク、 39 シールリング、 40 弁片、 41 シー
ルリング、 42 燃料フィルタ、 45 開口、 46 受容孔、 48 端
部、 51 リング面、 52 突起、 53 シール縁、 54 シールリン
グ、 55 端面、 56 ばねエレメント、 57 支持面、 58 横孔、
60 弁ニードル、 61 圧力室、 62 弁座、 63 ノズルばね、
64 ノズル締め付けナット、 65 ノズル体、 66 らせん緊定ピン、
67 圧力片、 68 圧力肩
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 61/16 F02M 61/16 K

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関用の燃料噴射弁(1)であって、弁ケーシング(4
    )と、噴射弁の噴口(7)を開閉するための軸方向に可動の弁部材(60)と、
    弁部材(60)の閉鎖方向で作用する部分(6)とを有し、この部分は、その噴
    口(7)とは逆の側の端部(13)をもって、弁ケーシング(4)内に装入され
    た第1の弁片(12)内で案内され、かつこの端部(13)をもって、第1の弁
    片(12)内で制御圧力室を形成しており、この制御圧力室(14)は、少なく
    とも1つの供給絞り(15)を備えた供給通路(16)を介して燃料高圧接続部
    (3)に、かつ可動の制御弁部材(25)により閉鎖可能な、排出絞りを有して
    いる排出通路(17)を介して燃料低圧接続部(10)に接続可能であり、その
    際制御弁部材(25)を介して制御される、制御圧力室(14)内の燃料圧力を
    介して噴射過程が制御可能である形式のものにおいて、少なくとも供給絞り(1
    5)を備えた供給通路(16)の区分(16a)が弁ケーシング(4)内に装入
    された第2の弁片(40)に配置されており、この第2の弁片(40)は第1の
    弁片(12)内に構成された開口(45)と接続されていて、第2の弁片(40
    )の、供給通路(16)の供給絞り(15)を備えた区分(16a)が第1の弁
    片(12)の制御圧力室(14)内に開口していることを特徴とする、内燃機関
    用の燃料噴射弁。
  2. 【請求項2】 第1の弁片(12)内に構成されている開口(45)が半径
    方向で孔(11)の軸線に対して延びて制御圧力室(14)から分岐しており、
    かつ第2の弁片(40)が、第1の弁片(12)の開口(45)に対して同軸的
    に外方に向かって延びている、弁ケーシング(4)の受容孔(46)内に装入さ
    れていて、供給通路(16)が開口している端区分(48)をもって、第1の弁
    片(12)の開口(45)内に装入されていることを特徴とする、請求項1記載
    の燃料噴射弁。
  3. 【請求項3】 シール(53,54)が設けられており、このシールは第1
    の弁片(12)と第2の弁片(40)との間の接続をシールしていることを特徴
    とする、請求項1又は2記載の燃料噴射弁。
  4. 【請求項4】 燃料高圧接続部を有している、弁ケーシング(4)に固定可
    能な、噴射弁の接続短管(9)が締め付け部分を形成しており、この締め付け部
    分は少なくとも間接的に第2の弁片(40)を第1の弁片(12)に緊定してい
    ることを特徴とする、請求項3記載の燃料噴射弁。
  5. 【請求項5】 第1の弁片(12)内に構成された開口(45)の内壁(5
    5)が、第2の弁片(40)の外壁に構成されたシール縁(53)のための座面
    を形成していることを特徴とする、請求項4記載の燃料噴射弁。
  6. 【請求項6】 座面(55)が円すい形に構成されていることを特徴とする
    、請求項5記載の燃料噴射弁。
  7. 【請求項7】 接続短管(9)と第2の弁片(40)との間にばねエレメン
    ト(56)が締め込まれており、このばねエレメントは第2の弁片(40)のシ
    ール縁(53)を座面(55)に押し付けていることを特徴とする、請求項5記
    載の燃料噴射弁。
  8. 【請求項8】 弁ケーシング(4)内に配置されている、噴口(7)に噴射
    すべき燃料を供給する圧力孔(8)が、有利にはばねエレメント(56)の範囲
    内で、第2の弁片(40)を受容している受容孔(46)内に開口していること
    を特徴とする、請求項7記載の燃料噴射弁。
  9. 【請求項9】 第2の弁片(40)が、燃料高圧接続部(3)を有している
    、弁ケーシング(4)に固定可能な接続短管(9)として構成されていることを
    特徴とする、請求項4記載の燃料噴射弁。
  10. 【請求項10】 供給通路(16)を取り囲んでいる段部が第2の弁片(4
    0)の外周に設けられており、この段部によって、シールとして役立つシールリ
    ング(54)のためのリング形の支持面(57)が構成されており、このシール
    リングは、その支持面(57)とは逆の側をもって、第1の弁片(12)に押し
    付けられて、制御圧力室(14)の開口(45)をシールしていることを特徴と
    する、請求項9記載の燃料噴射弁。
  11. 【請求項11】 供給絞り(15)と、制御圧力室(14)とは逆の側の、
    供給通路(3)の入口(3)との間で、孔(58)が供給通路(16)内に開口
    しており、この孔は供給通路を弁ケーシング(4)内に配置された圧力孔(8)
    と接続しており、この圧力孔(8)は噴口(7)に噴射すべき燃料を供給するこ
    とを特徴とする、請求項9又は10記載の燃料噴射弁。
  12. 【請求項12】 供給通路(16)内に開口している孔(58)が、圧力孔
    (8)に対してほぼ同軸的に、接続短管(3)内に取り付けられていることを特
    徴とする、請求項11記載の燃料噴射弁。
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