JP2015514903A - 燃料分配器および複数の燃料噴射弁を備えた装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料分配器と複数の燃料噴射弁とを有する装置（１）、特に内燃機関において高圧噴射するための燃料噴射装置である。【解決手段】 この場合、各燃料噴射弁は前記燃料分配器のタペット（２）に配置されている。前記燃料噴射弁のうちの少なくとも１つが保持部材（４）によって所属のタペット（２）に固定されている。前記保持部材（４）が、少なくともほぼ真っすぐな第１の脚（５）と、少なくともほぼ真っすぐな第２の脚（６）とを有している。前記タペット（２）が少なくとも１つの切欠（７，８）を有していて、該切欠（７，８）が前記タペット（２）の壁部（９）を貫通して延在している。前記第１の脚（５）と前記第２の脚（６）とが少なくとも１つの前記切欠（７，８）を通ってガイドされている。また、前記燃料噴射弁の接続スリーブ（３）がフランジ（１５）を有していて、該フランジ（１５）が、前記燃料噴射弁を前記タペット（２）に固定するために、前記保持部材（４）の前記第１の脚（５）および前記保持部材（４）の前記第２の脚（６）に支えられている。これによって、燃料噴射弁をタペット（２）に確実に固定することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、装置、特に内燃機関において高圧噴射するための燃料噴射装置であって、燃料分配器と複数の燃料噴射弁とを有する形式のものに関する。特に本発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料の直接噴射が行われる、混合気圧縮外部点火式内燃機関のための燃料噴射装置の分野に関する。

特許文献１によれば、音響を遮断する構造形式を特徴とする燃料噴射装置が公知である。この場合、燃料噴射装置は、少なくとも１つの燃料噴射弁と、該燃料噴射弁のためのシリンダヘッド内に設けられた収容部と、接続スリーブを備えた燃料分配ストリップとを有しており、前記接続スリーブ内に燃料噴射弁が部分的にオーバーラップして挿入されている。燃料噴射弁と燃料分配器管路とを、半径方向で力が作用しないように互いに間隔を保ち、かつ燃料噴射弁を確実にシリンダヘッドの収容孔内で支持するために、燃料噴射弁と接続スリーブとの間に支持クランプが設けられている。この支持クランプは、湾曲部材の形をした構成部分として構成されている。支持クランプは支持クランプ湾曲部で以って、燃料分配ストリップにおける接続スリーブの下流側の端面に、組み込まれた状態で当接する。燃料噴射弁は、管状に構成された結合体内に懸架されている。燃料噴射弁はハウジングショルダにおいて、結合体の保持フランジによって下方から係合され、それによって燃料噴射弁は、収容孔の半径方向に延在するショルダに対して間隔を保って自由に懸架されている。

特許文献１により公知の燃料噴射装置は、固定部材の数が多く、複雑さの度合いが高いので、同じく、製造時の初期組立のための費用、分解並びに保守点検時の再組立のための費用が高い、という欠点を有している。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００５０２０３８０号明細書

請求項１の特徴を有する本発明による装置は、改善された構成を可能にする、という利点を有している。特に、固定部材の数および複雑さの度合いが低減され、ひいては製造時における初期組立のための費用、並びに保守点検時における考えられる分解並びに再組立のための費用が低減される、という利点が得られる。特に、固定部材の数および複雑さの度合いは最小限に抑えられる。別の考えられる利点は、特に燃料噴射弁の幾何学的形状とタペットの幾何学的形状とが適切に設定されているかぎりは、固定の際に各燃料噴射弁が所定の限界内で旋回可能である、という点にある。これによって、燃料分配器のタペットと例えばシリンダヘッドの弁孔との間で半径方向の公差を補正することができる。

従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載した装置の好適な実施態様が可能である。

この装置は、特にガソリン直接噴射式の内燃機関に適している。この場合、燃料分配器は、特に燃料分配ストリップとして構成されていてよい。燃料分配器は、高圧化した燃料を蓄え、かつ燃料を燃料噴射弁に分配するために用いられる。この場合、燃料噴射弁は、特に高圧噴射弁として構成されていてよい。燃料噴射弁は、燃焼過程のために必要な高圧化した燃料をそれぞれの燃焼室内に噴射する。この場合、燃料は高圧ポンプを介して圧縮され、調量制御されて高圧管路を介して燃料分配器に圧送される。

この装置は、好適な形式で燃料噴射装置として構成されていてよい。この場合、燃料分配器は適当な形式で、取り付け構造部、特に内燃機関のシリンダヘッドに結合されてよい。燃料分配器は、複数の部分より構成され、例えば主管、ホルダ、燃料噴射弁を収容するためのタペット（弁タペット）、圧力センサのための接続部および顧客のための接続部を有していてよい。この場合、個別の部分および場合によっては設けられている取り付け部分は、主管に直接はんだ付けされていてよい。完全な構造群は、例えばホルダを介してシリンダヘッドに直に堅固にねじ固定される。別の固定解決策も可能である。

燃料分配器のタペット内に取り付けられた燃料噴射弁は、燃料噴射弁がシリンダヘッドの相応の孔内に挿入されると、燃料の内圧によっておよび場合によっては適切な支持部材によって生ぜしめられる力に基づいて、シリンダヘッドに設けられた軸方向のストッパに押しつけられることが考えられる。これは勿論、シリンダヘッドにおける燃料噴射弁の接触面間で金属接触を生ぜしめるという欠点を有している。これによって、燃料噴射弁に起因する騒音が車両構造部内に直に伝達される。燃料噴射弁のフランジが保持部材の脚で支持されることによって、シリンダヘッドにおける支持は廃止される。これによって金属接触は解消され、騒音の直接的な伝達は低減される。

これによって、例えばシリンダヘッドと燃料分配器と燃料噴射弁との間の、固体伝播音を伝達する音響回路は縮小される。特に騒音励起の源は、シリンダヘッド等から機械的に遮断される。

これによって保持部材は、燃料噴射弁をシリンダヘッド等から軸方向で機械的に遮断することができる。何故ならば燃料噴射弁をタペットに直に固定することができるからである。この場合、固定部材の数および複雑さの度合いは最小限に減少され得る。

好適には、第１の脚および第２の脚は、少なくともほぼ燃料噴射弁のタペットの縦軸線と直角に交わる平面内に位置している。これによって特に、保持部材に向かって軸方向に作用する、燃料の内圧によって生ぜしめられる力は、好適には保持部材の脚によって吸収される。これによって、縦軸線に対して直角方向の、保持部材に作用する力の成分は避けられる。

さらに好適には、保持部材の第１の脚と第２の脚とが、初期状態で互いに非平行に方向付けされている。好適な形式で、保持部材の第１の脚と第２の脚とが、保持部材を緊締するために、少なくとも１つの切欠内で相互に旋回せしめられている。例えば、脚が初期状態で非平行に方向付けられている保持部材の構成において、脚の平行位置によって、および脚を少なくとも１つの切欠内に嵌め込むことによって緊締力が生ぜしめられる。このような緊締力は、保持部材をタペット内で確実に固定する。

好適には、保持部材の第１の脚に当接面が形成されていて、該当接面において燃料噴射弁の接続スリーブのフランジが第１の脚に当接し、および／または保持部材の第２の脚に当接面が形成されていて、該当接面において燃料噴射弁の接続スリーブのフランジが第２の脚に当接する。保持部材の脚における当接面の構成によって、燃料噴射弁のフランジと保持部材との間の接触面は拡大される。これによって、より高い負荷可能性が得られ、ひいてはより高い作動圧力に装置を適合させることができる。しかもこれによって、形状締結が得られる。

また好適には、保持部材の第１の脚と燃料噴射弁の接続スリーブのフランジとの間に、保持部材をタペットに対して相対的に固定する形状締結が形成されており、および／または保持部材の第２の脚と燃料噴射弁の接続スリーブのフランジとの間に、保持部材をタペットに対して相対的に固定する形状締結が形成されている。この場合、形状締結は、緊締作用に追加してまたは緊締作用の代わりに設けられてよい。形状締結によって、保持部材は耐用年数に亘って抜け落ちないように固定される。形状締結は、例えば、第１の脚における当接面の適切な構成、若しくは第２の脚における当接面の適切な構成によって得られる。特に第１の脚における当接面は、圧刻成形部によって形成され、第２の脚の当接面は、別の圧刻成形部によって形成される。

また好適には、保持部材の第１の脚が少なくともほぼ長方形の形状を有しており、および／または保持部材の第２の脚が少なくともほぼ長方形の形状を有している。特に保持部材全体がほぼ長方形の形状を有している。長方形の形状は、例えば適切な圧刻成形部によってところどころ変えられていてよい。

また好適には、第１の脚が燃料噴射弁の領域に、タペットの縦軸線若しくは燃料噴射弁の接続スリーブの縦軸線に関連して半径方向で外方に湾曲された固定区分を有しており、および／または第２の脚が燃料噴射弁の領域に、タペットの縦軸線若しくは燃料噴射弁の接続スリーブの縦軸線に関連して半径方向で外方に湾曲された固定区分を有している。特に、燃料噴射弁の接続スリーブは、好適な形式で、少なくとも部分的に円筒形周壁状の接触面を有しており、この場合、第１の脚の固定区分若しくは第２の脚の固定区分が、燃料噴射弁の接続スリーブの接触面に当接してよい。これによって、燃料噴射弁の接続スリーブと保持部材との間に、保持部材が抜け落ちないように確保する形状締結が形成される。

好適にはさらに、保持部材が、第１の脚と第２の脚とを接続する湾曲部を有しており、該湾曲部にストッパが設けられていて、該ストッパがタペットの外側に当接するようになっている。これによって、組立の枠内で、タペットにおける保持部材の所定の終端位置が予め与えられている。これによって、正確な組み込み位置が保証される。例えば、湾曲部のストッパは、湾曲部の湾曲された部分によって形成されてよい。これによって、保持部材の安価な構成が可能である。また、湾曲部のストッパは、湾曲部に結合されたストッパ部分によって形成されてもよい。特に、このようなストッパ部分は、湾曲部に射出成形されたプラスチック射出成形部によって実現されてよい。これによって、同様に湾曲部にストッパを設けることができる。

タペットに保持部材を取り付ける作業を簡略化するために、保持部材の、少なくともほぼ真っすぐな２つの脚は、異なる長さで構成されてもよい。これによって、少なくとも１つの切欠内に別々に導入することが可能であり、それによって組立の改善が得られる。特に、好適には貫通孔として構成された２つの切欠がタペット内に設けられている。これによって、保持部材の各脚は、切欠のうちのそれぞれ一方を通ってガイドされる。異なる脚長さを有する保持部材の構成によって、貫通孔内に別々に導入することができる。

燃料分配器のタペットおよび燃料噴射弁を備えた、本発明の第１実施例による装置の一部の概略的な斜視図である。 本発明の第１実施例による、図１に示した装置の保持部材の概略的な斜視図である。 本発明の第１実施例による、図１に示した装置の燃料噴射弁の接続スリーブの一部の概略的な斜視図である。 本発明の第２実施例による、図２に示した装置の保持部材の概略的な斜視図である。 本発明の第３実施例による、図２に示した装置の保持部材の概略的な斜視図である。 本発明の第４実施例による、図１に示した装置の一部の概略的な斜視図である。 本発明の第４実施例による、図５に示した装置の保持部材の概略的な斜視図である。

本発明の好適な実施例を、添付の図面を用いて以下に詳しく説明する。図面中、対応する構成要素には同じ符号が付けられている。

図１は、第１実施例による、タペット２と燃料噴射弁の接続スリーブ３とを有する装置１の一部の概略的な斜視図を示す。装置１は、複数のタペット２を有しており、これらのタペット２は、好適には長方形の管状のベース体を介して互いに結合されている。これによって、特に燃料分配ストリップとして構成され得る燃料分配器が形成されている。燃料分配器のタペット２に燃料噴射弁が配置されている。これによって特に、この装置１は、内燃機関における高圧噴射のための燃料噴射装置として構成される。この場合、燃料分配器に、高圧ポンプを介して高圧化した燃料が供給される。

燃料噴射弁の部分的に示された接続スリーブ３は、保持部材４を介してタペット２に接続されている。この場合、保持部材４は少なくともほぼ真っすぐな脚５，６を有しており、これらの脚５，６は、タペット２の壁部９に形成された少なくとも１つの切欠７，８を貫通してガイドされている。この実施例では２つの切欠７，８が設けられており、これらの切欠７，８は貫通孔によって構成されている。この場合、切欠７，８は、少なくともほぼタペット２の軸線１０に対して直角に方向付けられている平面内に位置している。

第１実施例による装置１の構成を、以下に図２および図３も参照してさらに説明する。

図２は、図１に示した装置１の、第１実施例による保持部材４の概略的な斜視図を示す。保持部材４の第１の脚５および第２の脚６は、好ましくは初期状態では互いに平行に方向付けられていない。組立時に保持部材４の脚５，６が切欠７，８を貫通してガイドされる接合方向で見て、脚５，６は例えばほぼ互いに接近し合う方向またはほぼ遠ざかる方向１１に延在していてよいので、正確に平行な構成は得られない。脚５，６を相応に拡開若しくは圧縮することによって、好適な形式で互いに平行に構成された貫通孔７，８内への嵌め込みが可能となる。これによって、図１に示したような組立状態において緊締力が得られる。これによって保持部材４はタペット２から抜け落ちないように確保される。

しかもこの実施例では、脚５に圧刻成形部１２が設けられている。また脚６に圧刻成形部１３が設けられている。これらの圧刻成形部１２，１３によって、保持部材４の脚５，６に当接面１２，１３が形成されている。

図３は、第１実施例による、図１に示された装置１の燃料噴射弁の接続スリーブ３の一部の概略的な斜視図を示す。接続スリーブ３はフランジ１５を有している。接続スリーブ３のフランジ１５は、保持部材４の脚５，６の当接面１２，１３に当接している。これによって、燃料噴射弁の接続スリーブ３のフランジ１５と保持部材４の脚５，６との間に形状締結が形成されている。このような形状締結によって、保持部材４はタペット２内で保持され、それによって抜け落ちないように確保される。

従ってこの実施例では、タペット２から保持部材４が抜け落ちるのを阻止する２つの安全機構が設けられている。一方では、保持部材４の、タペットに関連して非平行な脚５，６を介して摩擦締結が形成される。他方では、保持部材４とタペット２との間の当接面１２，１３を介して形状締結が形成される。使用目的に応じて、これら２つの安全機構のうちのいずれか一方だけが実現されてもよい。

当接面１２，１３はこの実施例では、圧刻成形部１２，１３によって構成されている。しかしながら別の構成も可能である。さらに、燃料噴射弁３のフランジと、保持部材４をタペット２に対して相対的に固定する、保持部材４の脚５，６の少なくとも一方との間の形状締結は、脚５，６に設けた当接面１２，１３による形式とは異なる形式で実現されてよい。

さらに、タペット２に対して相対的に保持部材４を緊締するための摩擦締結は、この実施例では、少なくとも１つの切欠７，８内で脚５，６を旋回させることによって得られる。

従って、燃料噴射弁の接続スリーブ３のフランジ１５は、保持部材４の脚５，６に支持されている。従って、燃料噴射弁が軸線１０に沿ってタペット２から引き出されることは阻止される。これによって、タペット２に対する燃料噴射弁の所定の遊びも可能にする確実な固定が保証される。特に、構造的な構成によって、所定の限界内でタペット２に対して相対的に燃料噴射弁を旋回させることを可能にする懸架を得ることができる。

この実施例では、保持クランプ４はＵ字形に形成されている。これによって、安価な製造が可能である。さらに、僅かな所要スペースおよび最適な材料使用量が得られる。保持部材４は、特に、相応に湾曲され、型打ち成形される、相応の太い金属ワイヤより製造することができる。

しかも、この当接面１２，１３は、接続スリーブ３のフランジ１５と保持部材４との間の接触領域において面圧を減少させることができる。これによって、材料負荷が減少する。好適な形式で、タペット２内で燃料噴射弁を僅かに旋回させることは、当接面１２，１３の適当な構成および／またはフランジ１５の適当な構成によって得られるか若しくは促進される。タペット２内および接続スリーブ３のための当接面１２，１３内における、保持部材４の脚５，６の支持ポイントの間隔が小さいことによって、保持部材４の横断面を減少させることができ、特に細いワイヤを使用することができる。

燃料噴射弁の接続スリーブ３は円筒形周壁状の外側１６を有しており、この外側１６における接続スリーブ３の外径は、フランジ５における外径よりも小さい。脚５，６は、燃料噴射弁の接続スリーブ３の円筒形周壁状の外側１６に対して半径方向で僅かに間隔を保っている。

図４は、第２実施例による、図２に示した装置１の保持部材４の概略的な斜視図を示す。この実施例において、保持部材４の、脚５，６を互いに接続する湾曲部１７に、該湾曲部１７と結合されたストッパ部分１８が設けられている。このストッパ部分１８は、例えば湾曲部１７を少なくとも部分的に射出成形により包囲することによって形成されてよい。ストッパ１８は、組立時にタペット２の外側２０に当接するストッパ１９を形成する。これによって正確な組み込み位置が保証されている。

図５は、第３実施例による、図２に示した装置１の保持部材４の概略的な斜視図を示す。この実施例では、湾曲部１７が湾曲された部分２１を有しており、この湾曲された部分２１がストッパ１９を形成する。これによって保持部材４の正確な組み込み位置が保証されている。

図６は、タペット２と燃料噴射弁の接続スリーブ３とを備えた、第４実施例による、図１に示した装置１の一部の概略的な斜視図を示す。この実施例では壁部９に切欠７が設けられており、この切欠７を通って保持部材４の２つの脚５，６が延在している。また保持部材４は、この実施例では少なくともほぼ長方形の形状を有している。特に保持部材４の２つの脚５，６は、少なくともほぼ長方形の形状を有している。この場合、この実施例では、保持部材４の湾曲部１７も長方形の形状を有している。保持部材４は、この実施例ではＵ字形の保持部材４として構成されている。

図７は、第４実施例による、図５に示した装置の保持部材４の概略的な斜視図を示す。この場合、脚５，６は圧刻成形部１２，１３を有しており、これらの圧刻成形部１２，１３は、接続スリーブ３のフランジ１５のための当接面１２，１３を形成する。また、脚５，６は、接続スリーブ３の円筒形周壁状の外側１６の領域に、タペット２の軸線（縦軸線）１０若しくは燃料噴射弁の接続スリーブ３に関連して外方に湾曲された固定区分２５，２６を有している。この実施例では、円筒形周壁状の外側１６が、脚５，６の固定区分２５，２６のための可能な接触面として用いられる。脚５，６の固定区分２５，２６は、燃料噴射弁の接続スリーブ３の円筒形周壁状の外側１６に対して半径方向で僅かに間隔を保っている。これによって、組み立てられた状態で保持部材４がタペット２から抜け落ちるのを確実に阻止する形状締結が形成されている。

図６および図７に記載した、第４実施例による装置１は、保持部材４と接続スリーブ３との間の特に大きい接触面を可能にする、という利点を有している。しかも、高い圧力を許容する頑丈な構造が得られる。

本発明は、図示の実施例のみに限定されるものではない。

１ 装置
２ タペット
３ 接続スリーブ
４ 保持部材、保持クランプ
５，６ 脚
７，８ 切欠
９ 壁部
１０ 軸線
１２，１３ 圧刻成形部、当接面
１５ フランジ
１６ 外側、接触面
１７ 湾曲部
１８ ストッパ部分
１９ ストッパ
２０ 外側
２１ 湾曲された部分
２５，２６ 固定区分

Claims (13)

1. 装置（１）、特に内燃機関において高圧噴射するための燃料噴射装置であって、燃料分配器と複数の燃料噴射弁とを有しており、各燃料噴射弁が前記燃料分配器のタペット（２）に配置されていて、前記燃料噴射弁のうちの少なくとも１つが保持部材（４）によって所属のタペット（２）に固定されている形式のものにおいて、
   前記保持部材（４）が、少なくともほぼ真っすぐな第１の脚（５）と、少なくともほぼ真っすぐな第２の脚（６）とを有しており、前記タペット（２）が少なくとも１つの切欠（７，８）を有していて、該切欠（７，８）が前記タペット（２）の壁部（９）を貫通して延在しており、前記第１の脚（５）と前記第２の脚（６）とが少なくとも部分的に、少なくとも１つの前記切欠（７，８）を通ってガイドされており、前記燃料噴射弁の接続スリーブ（３）がフランジ（１５）を有していて、該フランジ（１５）が、前記燃料噴射弁を前記タペット（２）に固定するために、前記保持部材（４）の前記第１の脚（５）および前記保持部材（４）の前記第２の脚（６）に支えられていることを特徴とする、燃料分配器および複数の燃料噴射弁を備えた装置。
2. 前記第１の脚（５）および前記第２の脚（６）が、少なくともほぼ前記タペット（２）の縦軸線（１０）と直角に交わる平面内に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記保持部材（４）の前記第１の脚（５）と前記第２の脚（６）とが、初期状態で互いに非平行に方向付けされていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記保持部材（４）の前記第１の脚（５）と前記第２の脚（６）とが、前記保持部材（４）を緊締するために、少なくとも１つの前記切欠（７，８）内で相互に旋回せしめられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記保持部材（４）の前記第１の脚（５）に当接面（１２）が形成されていて、該当接面（１２）において前記燃料噴射弁の前記接続スリーブ（３）の前記フランジ（１５）が前記第１の脚（５）に当接し、および／または前記保持部材（４）の前記第２の脚（６）に当接面（１３）が形成されていて、該当接面（１３）において前記燃料噴射弁の前記接続スリーブ（３）の前記フランジ（１５）が前記第２の脚（６）に当接することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記第１の脚（５）の前記当接面（１２）が圧刻成形部（１２）によって形成されているか、若しくは前記第２の脚（６）の前記当接面（１３）が圧刻成形部（１３）によって形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記保持部材（４）の前記第１の脚（５）と前記燃料噴射弁の前記接続スリーブ（３）の前記フランジ（１５）との間に、前記保持部材（４）を前記タペット（２）に対して相対的に固定する形状締結が形成されており、および／または前記保持部材（４）の前記第２の脚（６）と前記燃料噴射弁の前記接続スリーブ（３）の前記フランジ（１５）との間に、前記保持部材（４）を前記タペット（２）に対して相対的に固定する形状締結が形成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記保持部材（４）の前記第１の脚（５）が少なくともほぼ長方形の形状を有しており、および／または前記保持部材（４）の前記第２の脚（６）が少なくともほぼ長方形の形状を有していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記第１の脚（５）が前記燃料噴射弁の前記接続スリーブ（３）の領域内に、前記タペット（２）の縦軸線（１０）に関連して半径方向で外方に湾曲された固定区分（２５）を有しており、および／または前記第２の脚（６）が前記燃料噴射弁の前記接続スリーブ（３）の領域内に、前記タペット（２）の縦軸線（１０）に関連して半径方向で外方に湾曲された固定区分（２６）を有していることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記燃料噴射弁の前記接続スリーブ（３）が、少なくとも部分的に円筒形周壁状の接触面（１６）を有しており、前記第１の脚（５）の前記固定区分（２５）若しくは前記第２の脚（６）の前記固定区分（２６）が前記接続スリーブ（３）の前記接触面（１６）に対して半径方向で僅かに間隔を保っていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記保持部材（４）が、前記第１の脚（５）と前記第２の脚（６）とを接続する湾曲部（１７）を有しており、前記湾曲部（１７）にストッパ（１９）が設けられていて、該ストッパ（１９）が前記タペット（２）の外側（２０）に当接することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記湾曲部（１７）の前記ストッパ（１９）が前記湾曲部（１７）の湾曲された部分（２１）によって形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 前記湾曲部（１７）の前記ストッパ（１９）が、前記湾曲部（１７）に結合されたストッパ部分（１８）によって形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

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