JP2004507662A - 燃料噴射弁及び燃料噴射装置のための緊締エレメント - Google Patents

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Abstract

内燃機関のシリンダヘッド(26)の受容孔内に挿入可能な燃料噴射弁(18)のための、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する緊締エレメントは、第1の段付きリング(19)を有している。この第1の段付きリング(19)は、燃料噴射弁(18)を少なくとも部分的に取り囲み、燃料噴射弁(18)に当接可能な弁押圧面(20)を有している。第1の段付きリング(19)は、その弁押圧面(20)とは反対側で少なくとも1つの周方向のピッチ面(21)を有しており、該ピッチ面(21)が、第2の段付きリング(22)の対応する、対抗押圧面(23)を有する周方向のピッチ面(24)と係合するようになっている。ピッチ面(21,24)は、第1の段付きリング(19)と第2の段付きリング(22)とが互いに相対回転する際に、互いに軸方向で離れる方向に押圧されるように、配置されている。

Description

【0001】
本発明は、請求項1の上位概念部に記載した緊締エレメント、及び請求項11の上位概念部に記載した燃料噴射装置に関する。
【0002】
特開平08−312503号公報によれば、保持部材の形状の緊締エレメントが公知である。この保持部材は、内燃機関の燃焼室内に形成された比較的高い燃焼圧力に抗して燃料噴射弁を保持する。この場合、保持部材は、燃料噴射弁のつばにおいて周方向で互いに向き合う2つの箇所に作用し、この際に、つばはその下側がシリンダヘッドの上側に当接し、それによって燃料噴射弁が保持されるようになっている。この場合、保持部材は緊締ねじによってシリンダヘッドに引き寄せられる。
【0003】
上記特開平08−312503号公報により公知の保持部材は、既に燃料分配管路が組み付けられている場合に、緊締ねじへのアクセス(接近)が困難であるという欠点を有している。燃料分配管路が、保持部材の後で組み付けられ、かつ、保持部材が所定の保持力でプレロード(予圧)をかけられた後では、燃料噴射弁はもはや非常に大きい力を加えなければ移動させることができなくなり、高圧噴射システムにおいて堅固に固定された燃料分配管路に対する接続箇所における公差に適合しなくなる。従って気密な接続は困難であるか、又は得られない。緊締ねじが、燃料分配管路の組み付け後に緊締されると、緊締ねじにアクセスしにくくなる。
【0004】
ドイツ連邦共和国特許公開第19735665号明細書によればさらに、前記特開平08−312503号公報により公知の保持部材と類似の、緊締爪として構成された保持装置が公知である。この保持装置においては、シリンダヘッドは切欠を有していて、該切欠内に燃料噴射弁のつばが配置されており、これによって燃料噴射弁のつば(このつばに保持装置が作用する)がシリンダヘッド内に埋め込まれている。従って前述の欠点が存在している。
【0005】
ドイツ連邦共和国特許公開第19756102号明細書によれば、燃料噴射弁を内燃機関のシリンダヘッドの受容孔内で保持し、燃料分配管路で支持する緊締エレメントが公知である。緊締エレメントは螺旋状ばねより成っており、この螺旋状ばねは、燃料噴射弁のばね受容部と燃料分配管路のばね受容部との間に延びている。さらにこのドイツ連邦共和国特許公開第19756102号明細書によれば、組み立てのための1つ又は多数の組み付けブラケット(湾曲部材)を設けることが公知である。この組み付けブラケットは、燃料噴射弁と燃料分配管路と螺旋状ばねとにプレロードをかけて、組み立て完了するまでその位置を互いに保持する。
【0006】
ドイツ連邦共和国特許公開第19756102号明細書により公知の緊締エレメントは、1つの螺旋状ばねによって必要な強さの緊締力を得ることは非常に困難であるという欠点がある。同様に、燃料分配管路と緊締エレメントと燃料噴射弁とから成る前もって組み立てら得たユニットを組み付ける際には、付加的な組み付けブラケットを必要とする。また、燃料分配管路の組み付けと共に、すべての螺旋状ばねを同時に緊張する必要があり、個別の燃料噴射弁を相次いで、それぞれの受容孔内の場合によっては生じる公差に適合させることができない、という欠点がある。
【0007】
発明の利点
これに対して、請求項1の特徴を有する本発明による緊締エレメントは、高い緊締力が得られ、しかもこの高い緊締力が、小さい寸法の緊締エレメントによって達成されるという利点を有している。
【0008】
請求項2から9に記載した手段によって、請求項1に記載した緊締エレメントの有利な変化実施例が可能である。
【0009】
第1の段付きリングと第2の段付きリングとが同軸的な孔を有していて、これらの孔内に、燃料噴射弁と燃料分配管路の接続スリーブとが挿入可能であれば、有利である。これによって、緊締エレメントの小さい構造的大きさ及び良好な配置が得られる。何故ならば、緊締力を受容するために、燃料噴射弁の周囲に設けられたつばを必要とするだけだからである。さらに有利には、緊締エレメントを孔内にガイドすることができる。
【0010】
また有利には、第1の段付きリングと第2の段付きリングとが、第1の段付きリング又は第2の段付きリングの段部によって互いに同軸的にガイドされており、該段部が、他方の段付きリングの軸方向の孔の対応する段部内に係合するようになっている。これによって、緊締エレメントは、組み付け時に1つのエレメントとして挿入することができるコンパクトに閉じられた構造部として構成することができる。
【0011】
第1の段付きリングと第2の段付きリングとが、周方向で、段付きリングに対して軸平行に回転可能に支承され、軸方向で摺動可能な、しかもそれぞれ横方向に延びる1つの孔を備えた、それぞれ1つのピンを有していれば有利であり、また一方のピンの孔がねじ山付き孔であって、他方のピンの孔内でガイドされたねじが設けられていて、このねじがねじ山付き孔に係合するようになっていれば有利である。これによって、第1の段付きリングと第2の段付きリングとは互いに回動せしめられ、緊締エレメントの緊締力が調節される。特にねじの配置は、ねじの軸線が少なくともほぼ燃料噴射弁と燃料分配管路とから形成された平面から離れる方向に延びていて、この平面に位置していないことによって、ねじに良好にアクセス可能であるように、構成されている。
【0012】
請求項11の特徴を有する本発明による燃料噴射装置は、上記従来技術のものに対して、保持力の支持が燃料分配管路に対して行われるという利点を有している。これによって、付加的な構成部材は必要なく、有利な構造スペースが得られる。緊締の連続は自由に選択することができる。
【0013】
図面
従来技術により緊締エレメント及び本発明の1実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。
【0014】
図1は、燃料噴射弁を受容孔内で緊締する、従来技術による緊締エレメント、
図2は、部分的に図示された燃料分配管路と、部分的に図示された燃料噴射弁との間に組み込まれた本発明による緊締エレメント、
図3は、部分的に断面して図示された燃料分配管路を備えた、図2の本発明による緊締エレメントの断面図、
図4は、図3の符号IVで示した部分の詳細を示す図、
図5は、ねじによって形成された緊張装置を備えた、図2の符号Vで示した断面の平面図、
図6は、部分的に図示された燃料分配管路と部分的に図示された燃料噴射弁との間に組み込まれた、本発明による緊締エレメントの、図2の側面図に対して90゜回転された側面図である。
【0015】
実施例の説明
図1は、従来技術による緊締エレメントを示した図である。
【0016】
緊締エレメントは、保持部材1の形状で構成されており、この保持部材1は、燃料噴射弁2を受容孔3内で保持する。燃料噴射弁2は、高圧下で燃焼室内に直接噴射される燃料噴射弁において一般的であるように、堅固な燃料分配管路4に接続されている。保持部材1は、シールプレート(Auflagestempel)5を有しており、このシールプレート5は、図面では破断されていて一部しか示されていないシリンダヘッド6に当接していて、ねじ7として構成された固定部材を有している。ねじ7は、保持部材1のレバーアーム8を貫通して、シリンダヘッド6のねじ山付き孔9内にねじ込まれている。
【0017】
レバーアーム8は燃料噴射弁2の周囲を巡ってフォーク状に分割されている。燃料噴射弁2は段部10を有していて、その半径方向の面上にきのこ形押圧部材11が当接しており、きのこ形押圧部材11は、保持部材1のレバーアーム8のフォーク状の区分の両端部に成形されている。円錐形面13を介して角度補償を可能にする座金12を介してねじ7は、ねじ山付き孔9内により深くねじ込まれると、シールプレート5を介してシリンダヘッド6で支持されているレバーアーム8を引き寄せる。これによって、レバーアーム8のフォーク状の端部で、きのこ形押圧部材11(そのうちの1つしか、選択された図面では見えていない)を介して、燃料噴射弁2の外周部で見て互いに反対側の、段部10の2つのポイントで、緊締力が燃料噴射弁2に受容孔3に向かう方向の緊締力を加える。この緊締力によって、燃料噴射弁2は、受容孔3内で図示していない燃焼室内の燃焼圧力に抗して保持される。さらに図1には、燃料噴射弁2を制御するための接続プラグ14と燃焼室に対するシール15とが示されている。燃料分配管路4は、接続スリーブ14aを介して燃料噴射弁2に接続されている。
【0018】
内燃機関のコンパクトな構造形式が望まれているので、一般的には、容積比が狭くなっている。従って燃料分配管路4は、燃料噴射弁2のできるだけすぐ上に配置されていて、シリンダの中央から離れる方向にややずらされている。これによって、ねじ7の中心軸線16の延長線が燃料分配管路4にぶつかる、図示の配置が得られる。従って工具の作用は、燃料分配管路4の組み付けられた状態で、側方からしか行うことができず、しばしば、その他の構造群特に点火構造群又はガス交換構造群によって妨げられる。
【0019】
図2には、本発明による緊締エレメントが示されている。この緊締エレメントは、部分的にしか示されていない燃料分配管路17と、部分的にしか示されていない、シリンダヘッド26に挿入された燃料噴射弁18との間に配置されている。第1の段付きリング19は弁押圧面20を有しており、この弁押圧面20は燃料噴射弁18に間接的に当接している。燃料噴射弁18及び弁押圧面20とは反対側で、第1の段付きリング19は周方向の多数のピッチ面21を有しており、これらのピッチ面21は、図示の実施例では一方向で周方向に向かって同じピッチで配置されていて、ねじ面のそれぞれ1つの区分を形成している。
【0020】
第2の段付きリング21は対抗面23を有しており、この対抗面23は、燃料分配管路17の段部に当接している。燃料噴射弁18に向いた側では、第2の段付きリング22が同様に周方向の多数のピッチ面24を有している。対抗押圧面23は燃料分配管路17の接続スリーブ25に当接している。さらにまた、図面には中心軸線27が示されており、この中心軸線27は、シリンダヘッド26内に設けられた燃料噴射弁の図示していない受容孔の軸線に相当する。第1の段付きリング19及び第2の段付きリング22の周方向のピッチ面21,24は、そのピッチ及び回転方向付けが、ねじのように互いに協働し合うか若しくはそのピッチ面21,24が互いにかみ合うように、互いに調整されている。ピッチ面21,24は、例えば鋸歯状に構成されている。
【0021】
図2にはさらに燃料噴射弁18の接続プラグ28が示されている。燃料噴射弁18は、図示の構成では、電気的に操作されるアクチュエータを有する燃料噴射弁18である。さらに引張装置29(大部分は隠れている)が図示されており、この引張装置29は、第1の段付きリング19と第2の段付きリング22との相対的に回動を可能にするものであるが、以下では図5にその詳細が説明されている。
【0022】
図示の無電流状態では、第1の段付きリング19の個別の周方向のピッチ面21は、各周方向のピッチ面21,24の全面が、対応する周方向のピッチ面21,24に当接するように、対応する第2の段付きリング22の周方向のピッチ面に当接している。第1の段付きリング19と第2の段付きリング22とが互いに回動せしめられると、周方向のピッチ面21,24は互いに滑動して、第1の段付きリング19と第2の段付きリング22とは互いに離れる方向に押しつけ合う。弁押圧面20と対抗押圧面23とは、中心軸線27に関連して軸方向で互いに離れる方向に移動する。
【0023】
燃料噴射弁18の弁押圧面20と、燃料分配管路17の接続スリーブ25とが当接し合うと、緊締エレメントが燃料噴射弁18をシリンダヘッド26の受容孔内に押し込み、この際に燃料分配管路17で支えられる。周方向のピッチ面21,24のピッチを選択することによって、加えられた押圧力は、第1の段付きリング19と第2の段付きリング22とを互いに回転させる力に基づいて規定される。特に高い押圧力が得られる。
【0024】
周方向のピッチ面21,24及びピッチを選択することによって、中心軸線27に関連して軸方向での、第1段付きリング19と第2の段付きリング22とを互いに離れる方向押しやることができる最大長さが得られる。これによって、燃料分配管路17と燃料噴射弁18との間で生じる、中心軸線27に関連して軸方向での最大公差も補償することができる。緊締エレメントは、図1に示した公知の保持部材におけるねじ7のように、シリンダヘッド26にその他の固定点を設ける必要はない。本発明による緊締エレメントの構造的な大きさは全体的に小さい。
【0025】
図3には、図2に示した本発明による緊締エレメントと同じ図が示されているが、部分的に断面した燃料分配管路17を有する断面図で示されている。図2と同じ部材は、図3でも同じ符号が用いられている。同様に、シリンダヘッド26内に挿入されている燃料噴射弁18は部分的に示されている。燃料分配管路17の接続スリーブ25は、流入孔35を介して燃料分配管路17の分配管34に接続されている。図示されていない中心軸線27は、シリンダヘッド26内の燃料噴射弁18の図示していない受容孔の軸線に相当する。
【0026】
接続スリーブ25は、より小さい直径26を有する段部を備えており、この段部は、第1の段付きリング19の同軸的な孔31内及び第2の段付きリング22の同軸的な孔32内でガイドされており、この第1の段付きリング19と第2の段付きリング22とは同じ直径を有している。これによって、緊締エレメントは、燃料分配管路17の接続スリーブ25に関連して中心軸線27に対して半径方向で固定される。
【0027】
燃料噴射弁18は、流入区分37が燃料分配管路17の接続スリーブ25の孔38内に挿入されている。リングシール39は、燃料噴射弁18の流入区分37を接続スリーブ25の孔38に対してシールする。燃料噴射弁18は、断面で示された押圧スリーブ40を有しており、この押圧スリーブ30に第1の段付きリング19が当接していて、この第1の段付きリング19は例えば接続プラグ28の領域内で切欠を有している。押圧スリーブ40は燃料噴射弁18と一体的に構成することもできる。図3には、燃料噴射弁18(図示の構成では、電気的に操作されるアクチュエータを備えた燃料噴射弁18である)の接続プラグ28並びに、引張装置29の一部が示されている。この引張装置は以下で図5に関連して詳細が説明されている。
【0028】
図4は図3の符号IVで示した部分の詳細を示している。第1の段付きリング19は弁押圧面20が燃料噴射弁18の押圧スリーブ40に当接している。第2の段付きリング22は、燃料分配管路17の接続スリーブ25の段部30における対抗押圧面23に当接している。第1の段付きリング19の周方向のピッチ面21と第2の段付きリング22の周方向のピッチ面24とは、半径方向内方で、第1の段付きリング19の同軸的な孔31及び第2の段付きリング22の同軸的な孔32まで達しないように成形されている。第1の段付き孔19は段部33を有していて、この段部33は、第2の段付きリング22の同軸的な孔32の段付きリング41内でガイドされている。
【0029】
緊締エレメントをこのように構成したことによって、燃料噴射弁18と燃料分配管路17の接続スリーブ25とは互いに入り込んでいる。リングシール39によるシールは、燃料噴射弁18と緊締エレメントと燃料分配管路17とから成る前もって組み立てられたユニットを製造する際に既に検査することができる。何故ならば、本発明による緊締エレメントは、引っ張られていない状態で、燃料噴射弁18及び燃料分配管路17に力を加えることはなく、従ってこれらの部分は検査された位置で互いに止まっているからである。同様に有利には、本発明による緊締エレメントは構造的大きさが小さく、同軸的な孔31,32及び、接続スリーブ25の、小さい直径36を有する段部によってガイドされる。第2の段付きリング22の同軸的な孔32の段部41内でガイドされている第1の段付きリング19の段部33によって、周方向のピッチ面21,24が互いに半径方向で動かないように確保されることが保証される。
【0030】
図5には図2で符号Vで示した箇所の断面した、第2の段付きリング22を上方から見た図が示されている。第1の段付きリング19及び第2の段付きリング22の同軸的な孔31,32の内部に位置する、燃料噴射弁18及び燃料分配管路17の接続スリーブ25の部分は、簡略化のために図示していない。第1の段付きリング19は、図5では第2の段付きリング22によって覆われている。引張装置29は、第1の段付きリング19に接続された第1の2重アイ42と、第2の段付きリング22に接続された第2の2重アイ43とから成っている。第1の2重アイ42内には、第1のピン44が軸方向で摺動可能に支承されている。また第2の2重アイ43内には第2のピン45が回転可能及び軸方向で摺動可能に支承されている。第2のピン45はねじ山付き孔を有しており、このねじ山付き孔内にはねじ46が横方向に延在して螺合するようになっている。第1のピン44の孔内にねじ46がガイドされていて、このねじ46のねじ頭47が第1のピン44に当接している。
【0031】
ねじが第2のピン45のねじ山付き孔内に挿入されて螺合されると、ねじ頭47がピン45を第1のピン44に向かって引き寄せる。第1の段付きリング19と第2の段付きリング22とは、第1の2重アイ42及び第2の2重アイ43を介して互いに相対的に回転せしめられ、緊締エレメントを緊締する。第1の段付きリング19と第2の段付きリング22とは、ピン44,45の軸線方向で互いに離れる方向移動するので、ねじ46は第2のピン45のねじ山付き孔及び第1のピン44の孔内で傾く。これは、ピン44、45が軸方向で移動可能であり、従って第1の段付きリング19及び第2の段付きリング22の互いに離れる方向の運動が補償されることによって、避けられる。
【0032】
図6には、図2の側面図に対して90゜回転せしめられた側面図で見て、部分的に示された燃料分配管路17と部分的に示された燃料噴射弁18との間に組み込まれた、本発明による緊締エレメントが示されている。同じ構成部分には同じ符号が記されている。
【0033】
図面は、接続プラグ28とシリンダヘッド26とを備えた燃料噴射弁18を図示している。燃料分配管路17の接続スリーブ25と燃料噴射弁18との間には、第1の段付きリング19と第2の段付きリング22とが位置している。第1の段付きリング19に接続された第1の2重アイ42内で第1のピン44がガイドされている。ねじ頭47は、この第1のピン44に当接している。第1のピン44は、第1の2重アイ42内でその軸方向に摺動せしめられる。
【0034】
図6に示されているように、ねじ頭47は、内燃機関から離れる方向に突き出すように配置されているので、ねじ頭47は、工具によって良好にアクセス可能である。従って、ねじ頭47はその他の構成部材によって隠されることはなく、相応の工具をねじ頭47に容易に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
燃料噴射弁を受容孔内で緊締する、従来技術による緊締エレメントの部分断面図である。
【図2】
部分的に図示された燃料分配管路と、部分的に図示された燃料噴射弁との間に組み込まれた本発明による緊締エレメントを示す図である。
【図3】
部分的に断面して図示された燃料分配管路を備えた、図2の本発明による緊締エレメントの断面図である。
【図4】
図3の符号IVで示した部分の詳細を示す図である。
【図5】
ねじによって形成された緊張装置を備えた、図2の符号Vで示した断面の平面図である。
【図6】
部分的に図示された燃料分配管路と部分的に図示された燃料噴射弁との間に組み込まれた、本発明による緊締エレメントの、図2の側面図に対して90゜回転された側面図である。

Claims (11)

  1. 内燃機関のシリンダヘッド(26)の受容孔内に挿入可能な、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(18)のための緊締エレメントであって、燃料噴射弁(18)を少なくとも部分的に取り囲む段付きリング(19)を有しており、該段付きリング(19)の弁押圧面(20)が燃料噴射弁(18)に当接可能である形式のものにおいて、
    第1の段付きリング(19)が、その弁押圧面(20)とは反対側で少なくとも1つの周方向のピッチ面(21)を有しており、該ピッチ面(21)が、第2の段付きリング(22)の対応する、対抗押圧面(23)を有する周方向のピッチ面(24)と係合するようになっており、
    ピッチ面(21,24)は、第1の段付きリング(19)と第2の段付きリング(22)とが互いに相対回転する際に、互いに軸方向で離れる方向に押圧されるように、配置されていることを特徴とする、燃料噴射弁及び燃料噴射装置のための緊締エレメント。
  2. 第1の段付きリング(19)と第2の段付きリング(22)とが同軸的な孔(31,32)を有していて、これらの孔内に、燃料噴射弁(18)と燃料分配管路(17)の接続スリーブ(25)とが挿入可能である、請求項1記載の緊締エレメント。
  3. 第1の段付きリング(19)及び/又は第2の段付きリング(22)が、同軸的な孔(31,32)内で、燃料分配管路(17)の接続スリーブ(25)の、直径の小さい段部(36)によってガイドされている、請求項2記載の緊締エレメント。
  4. 第1の段付きリング(19)と第2の段付きリング(22)とが、第1の段付きリング(19)又は第2の段付きリング(22)の段部(33)によって互いに同軸的にガイドされており、該段部(33)が、他方の段付きリング(22)の軸方向の孔(32)の対応する段部(41)内に係合する、請求項1から3までのいずれか1項記載の緊締エレメント。
  5. 第1の段付きリング(19)と第2の段付きリング(22)とが、スリーブによって互いに同心的にガイドされており、該スリーブが、第1の段付きリング(19)及び第2の段付きリング(22)の共通の軸方向孔内に配置されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の緊締エレメント。
  6. 第1の段付きリング(19)と第2の段付きリング(22)とが、周方向でそれぞれ1つの引張部材を有しており、これら2つの引張部材間に1つの引張装置(29)が設けられており、これらの引張部材が互いに閉じる方向に引っ張られる際に、第1の段付きリング(19)と第2の段付きリング(22)とが軸方向で互いに離れる方向に押し付けられる、請求項1から5までのいずれか1項記載の緊締エレメント。
  7. 段付きリング(19,22)の引張部材が、段付きリング(19,22)に対して軸平行に回転可能に支承され、かつ軸方向で摺動可能なピン(44,45)より成っていて、各ピン(44,45)に、横方向に延びる孔が貫通形成されている、請求項6記載の緊締エレメント。
  8. 一方のピン(45)の孔がねじ山付き孔であって、引張装置が、他方のピン(44)の孔内でガイドされたねじ(46)であって、該ねじ(46)がねじ山付き孔内に係合する、請求項7記載の緊締エレメント。
  9. 引張装置は、第2の段付きリング(19)及び第2の段付きリング(22)の外周部に次のように配置されている、つまり、ねじ(46)の軸線が、少なくともほぼ、堅固な燃料分配管路(17)によって長手方向に沿って、及びこの燃料分配管路(17)に結合された燃料噴射弁(18)によって規定された平面に対してほぼ垂直に位置するように、配置されている、請求項8記載の緊締エレメント。
  10. 段付きリング(19,22)のピッチ面(21,22)が鋸歯状に構成されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の緊締エレメント。
  11. 内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するための、燃料分配管路(17)と燃料噴射弁(18)とを備えた燃料噴射装置であって、燃料分配管路(17)に接続スリーブ(25)を介して接続されていて、内燃機関のシリンダヘッド(26)の受容孔内に挿入可能であって、燃料噴射弁(18)を少なくとも部分的に包囲する緊締エレメントが設けられており、該緊締エレメントが、弁押圧面(20)で燃料噴射弁(18)に当接する第1の段付きリング(19)を有している形式のものにおいて、
    第1の段付きリング(19)が、その弁押圧面(20)とは反対側で少なくとも1つの周方向のピッチ面(21)を有しており、該ピッチ面(21)が、燃料分配管路(17)の所属の接続スリーブ(25)に設けられた対抗押圧面(23)に当接する第2の段付きリング(22)の対応する周方向のピッチ面(24)と係合するようになっており、
    前記ピッチ面(21,24)は、第1の段付きリング(19)と第2の段付きリング(22)とが互いに相対回転する際に、互いに軸方向で離れる方向に押圧されるように、配置されていることを特徴とする、燃料噴射弁及び燃料噴射装置のための緊締エレメント。
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