WO2005084988A1 - Fördereinheit - Google Patents

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WO2005084988A1
WO2005084988A1 PCT/EP2005/050413 EP2005050413W WO2005084988A1 WO 2005084988 A1 WO2005084988 A1 WO 2005084988A1 EP 2005050413 W EP2005050413 W EP 2005050413W WO 2005084988 A1 WO2005084988 A1 WO 2005084988A1
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Torsten Barz
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/077—Fuel tanks with means modifying or controlling distribution or motion of fuel, e.g. to prevent noise, surge, splash or fuel starvation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03105—Fuel tanks with supplementary interior tanks inside the fuel tank
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03236—Fuel tanks characterised by special filters, the mounting thereof

Definitions

  • the invention relates to a conveyor unit with a
  • the delivery unit is used to deliver fuel from a fuel tank to an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the filters known for this purpose are separate components, which are mounted on the bottom of the swirl pot, so that the filter is in the fuel tank even when the level is low
  • Fuel is located.
  • a correspondingly small mesh size of the filter fabric ensures that the entire surface of the filter is wetted with fuel, even if the filter is only partially immersed in the fuel. Due to the installation of the filter under the bottom of the conveyor unit, the installation space required for the conveyor unit in the axial direction increases to a not inconsiderable extent. Since today's fuel tanks are becoming increasingly flat, it is increasingly learn to integrate such delivery units in the fuel tank.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a delivery unit with a baffle, which requires as little space as possible in the axial extent and ensures a reliable supply of the fuel to the inlet opening of the baffle.
  • the baffle of the conveyor unit should also be as simple as possible.
  • the object is achieved in that channels are arranged on the side of the swirl pot facing the tank bottom. are designed such that fuel can flow from the periphery of the swirl pot to the inlet opening, and that filter-forming shaped elements are arranged in the channels.
  • the swirl pot of the conveyor unit according to the invention thus enables relatively flat filters, which require particularly little installation space in axial extension.
  • the channels on the underside of the baffle ensure that the radial inflowing fuel is now directed to the inlet opening. This ensures a reliable fuel supply to the inlet opening even when the fuel tank is low.
  • the regions of the bottom of the baffle that form the channels are offset inwards relative to the remaining regions of the bottom.
  • the manufacture of the surge pot by means of injection molding is simplified in that the bottom of the surge pot has an almost uniform wall thickness.
  • a pocket formation on the inside of the swirl pot, depending on the channel design, is advantageously counteracted by a targeted arrangement of the suction area of the fuel pump in the largest pocket.
  • At least two, preferably three or four, channels are arranged on the bottom of the swirl pot.
  • the channels at the bottom of the baffle can be designed in any way. The formation of the channels with a course beginning at the circumference of the surge pot and then tapering has proven to be advantageous.
  • shaped elements spaced apart from one another are arranged in the radially outer region of the channels such that gaps forming between the shaped elements form the flow cross-section of the filter.
  • An increase in the degree of filtering by reducing the gap width with a constant flow cross-section is achieved in that at least one shaped element is not in contact with the tank bottom and the area thus created between the end face of the shaped element and the tank bottom is now part of the flow cross-section of the filter.
  • the geometrical dimensions and the spacing of the shaped elements can be adapted to the prevailing conditions of use.
  • the inlet area of the channels cannot be designed to be of any size, a sufficient filter effect can be achieved with the arrangement of the shaped elements forming the filters in at least two rows lying one behind the other in relation to the radial extent.
  • FIG. 2 a perspective view of the surge pot of the conveyor unit according to FIG. 1
  • 3 a second embodiment of the surge pot according to FIG. 1
  • the fuel tank 1 shown in FIG. 1 contains a delivery unit 2.
  • the delivery unit 2 is inserted through an opening 3 in the fuel tank 1, a flange 4 closing the opening 3 in the fuel tank 1.
  • the delivery unit 2 comprises a swirl pot 5 for receiving fuel and a fuel pump 6 arranged therein, which pumps the fuel to an internal combustion engine (not shown) of the motor vehicle.
  • the delivery unit 2 sits on the tank bottom 9 with the swirl pot 5.
  • FIG. 2 shows the top view on the bottom 7 of the swirl pot 5 from FIG. 1.
  • the bottom 7 has an inlet opening 8 through which fuel from the fuel tank 1 enters the swirl pot 5.
  • the inlet opening 8 is provided with spacers 10.
  • Channels 11 are arranged in the bottom 7 of the surge pot 5 and are designed as inwardly offset regions. The channels 11 run from the radially outer edge of the base 7 of the baffle 5 to the inlet opening 8, with a tapering profile with respect to the radially outer edge.
  • the surge pot 5 stands on the tank bottom 9.
  • Shaped elements 13 are arranged in the radially outer region of each channel 11, which form a filter 14 in each channel 11, so that three channels 14 are present in three channels 11.
  • the fuel in the fuel tank 1 flows through the filter ter 14 and the channels 11 to the inlet opening 8, through which it enters the baffle 5.
  • the surge pot 5 shown in FIG. 3 has contact elements 14 with which it stands on the tank bottom, not shown.
  • the contact elements 15 are designed such that they form lateral boundaries of the channels 11, via which fuel can flow from the fuel tank to the inlet opening 8 and thus into the surge pot 5.
  • Shaped elements 13 form a filter 14 in each channel 11 so that the particles in the fuel do not get into the swirl pot 5 and thus into the suction area of the fuel pump.
  • the surge pot 5 in FIG. 4 has a base 7, in which the channels 11 are formed as regions offset inwards. In the interior of the surge pot 5, the bottom 7 is flat. As a result, the bottom 7 in the areas 12 with which the baffle 5 sits on the tank bottom has a greater wall thickness than in the area of the channels 11.
  • the channels 11 in the surge pot 5 according to FIG. 5 are also designed as inwardly offset regions.
  • the bottom 7 of the baffle 5 has approximately the same wall thickness in all areas, so that the channels 11 form as elevations and the areas 12 form pockets 16 in the interior of the baffle 5.
  • the size of the pockets 16 can be influenced by targeted design of the channels 11.
  • the fuel pump 6 is arranged with its suction area in the largest pocket 16.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Fördereinheit (2) mit einem Schwalltopf (5), einer darin angeordneten Kraftstoffpumpe (6) und einem am Boden (7) des Schwalltopfes (5) angeordneten Filter (14), der eine am Boden (7) des Schwalltopfes (5) an­geordneten Einlassöffnung (8) vorgeschaltet ist. Auf der dem Tankboden (9) zugewandten Seite des Schwalltopfes (5) sind Kanäle (11) angeordnet, die derart ausgebildet sind, dass Kraftstoff vom Umfang des Schwalltopfes (5) zur Einlassöff­nung (8) strömen kann und dass in den Kanälen (11) Filter (14) bildende Formelemente (13) angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Fördereinheit
Gegenstand der Erfindung ist eine Fördereinheit mit einem
Schwalltopf, einer darin angeordneten Kraftstoffpumpe und einem am Boden des Schwalltopfes angeordneten Filter, der einer am Boden des Schwalltopfes angeordneten Einlassöffnung vorgeschaltet ist. Die Fördereinheit dient zum Fördern von Kraft- stoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs .
Es ist bekannt, derartige Fördereinheiten in Kraftstoffbehältern einzusetzen. Im Kraftstoff enthaltene Verunreinigungen können in die Kraftstoffpumpe gelangen und diese beschädigen. Um die Kraftstoffpumpe vor diesen Verunreinigungen zu schützen, wird der von der Kraftstoffpumpe angesaugte Kraftstoff gefiltert. Dazu ist der Kraftstoffpumpe ein Grobfilter vorgeschaltet, um die Partikel, die zu einer Beschädigung der Kraftstoffpumpe führen könnten, vom Ansaugbereich der Kraftstoffpumpe fernzuhalten .
Die hierzu bekannten Filter sind separate Bauteile, die am Boden des Schwalltopfes montiert sind, damit sich auch bei niedrigem Füllstand im Kraftstoffbehälter der Filter im
Kraftstoff befindet. Eine entsprechend kleine Maschenweite des Filtergewebes sorgt dafür, dass die gesamte Oberfläche des Filters mit Kraftstoff benetzt ist, auch wenn der Filter nur zum Teil in den Kraftstoff eintaucht. Aufgrund der Monta- ge des Filters unter dem Boden der Fördereinheit erhöht sich der für die Fördereinheit in axialer Richtung notwendige Bauraum in nicht unerheblichem Maße. Da heutige Kraftstoffbehälter immer flacher gestaltet sind, bereitet es zunehmend Prob- lerne, derartige Fördereinheiten in den Kraftstoffbehälter zu integrieren.
Es ist weiter bekannt, Formelemente kranzförmig radial außen am Boden des Schwalltopfes anzuordnen, so dass sie auf dem Boden des Kraftstoffbehälters aufstehen, um mit den sich zwischen den Formelementen ausbildenden Spalten eine Filterwirkung zu erzielen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinheit mit einem Schwalltopf zu schaffen, der in axialer Erstreckung möglichst wenig Bauraum benötigt und eine sichere Zuführung des Kraftstoffs zur Einlassöffnung des Schwalltopfes gewährleistet. Der Schwalltopf der Förderein- heit soll darüber hinaus möglichst einfach aufgebaut sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass auf der dem Tankboden zugewandten Seite des Schwalltopfes Kanäle angeordnet sind, die. derart ausgebildet sind, dass Kraftstoff vom Umfang des Schwalltopfes zur Einlassöffnung strömen kann, und dass in den Kanälen filterbildende Formelemente angeordnet sind.
Der Schwalltopf der erfindungsgemäßen Fördereinheit ermög- licht so relativ flach bauende Filter, die in axialer Erstreckung besonders wenig Bauraum benötigen. Die Kanäle an der Unterseite des Schwalltopfes gewährleisten, dass der radiale einströmende Kraftstoff nunmehr gezielt zur Einlassöffnung geführt wird. Dadurch ist eine zuverlässige Kraftstoffversor- gung der Einlassöffnung auch bei geringem Füllstand im Kraftstoffbehälter gewährleistet. In einer einfach herzustellenden Ausgestaltung sind die die Kanäle bildenden Bereiche des Bodens des Schwalltopfes gegenüber den verbleibenden Bereichen des Bodens nach innen versetzt ausgebildet.
Eine nahezu vollständige Entleerung des Schwalltopfes durch die Kraftstoffpumpe wird dadurch gewährleistet, dass der Boden des Schwalltopfes auf seiner Innenseite eben ausgebildet ist.
Die Herstellung des Schwalltopfes mittels Spritzgießens wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch vereinfacht, dass der Boden des Schwalltopfes eine nahezu gleichmäßige Wandstärke besitzt. Eine in Abhängigkeit der Kanalgestaltung sich ausbildende Taschenbildung auf der Innenseite des Schwalltopfes wird vorteilhafterweise durch eine gezielte Anordnung des Ansaugbereichs der Kraftstoffpumpe in der größten Tasche entgegengewirkt .
Eine ungleichmäßige Ausbildung des Bodens des Schwalltopfes wird vermieden, wenn die Kanäle von am Boden des Schwalltopfes angeordneten Aufstandselementen seitlich begrenzt sind. Die Kanalgestaltung über die Aufstandselemente lässt sich dabei besonders einfach realisieren. Ein derartiger Schwalltopf erlaubt die Ausbildung eines ebenen und dünnwandigen Bodens, wodurch der Schwalltopf besonders kostengünstig herstellbar ist. Infolge des geringen Materialverbrauchs wird das Gewicht des Schwalltopfes nicht wesentlich erhöht.
Für eine ausreichende Kraftstoffzuführung zur Einlassöffnung sind mindestens zwei, vorzugsweise drei oder vier, Kanäle am Boden des Schwalltopfes angeordnet. Die Kanäle am Boden des Schwalltopfes können beliebig gestaltet sein. Dabei hat sich die Ausbildung der Kanäle mit einem am Umfang des Schwalltopfes beginnenden und danach verjüngenden Verlauf als vorteilhaft herausgestellt.
Für die Ausbildung eines Filters sind im radial äußeren Bereich der Kanäle derart zueinander beabstandete Formelemente angeordnet, dass sich zwischen den Formelementen ausbildende Spalte den Durchströmquerschnitt des Filters bilden.
Eine Erhöhung des Filtergrades durch Verringerung der Spaltbreite bei gleich bleibendem Durchströmquerschnitt wird dadurch erreicht, dass mindestens ein Formelement nicht mit dem Tankboden in Berührung steht und der dadurch erzeugte Bereich zwischen der Stirnseite des Formelements und dem Tankboden nunmehr Teil des Durchströmquerschnitts des Filters ist. Darüber hinaus sind die Formelemente in ihren geometrischen Abmessungen und dem Abstand zueinander an die jeweils vorherrschenden Einsatzbedingungen anpassbar.
Da der Einlassbereich der Kanäle nicht beliebig groß gestaltet werden kann, lässt sich eine ausreichende Filterwirkung mit der Anordnung der die Filter bildenden Formelemente in mindestens zwei hintereinander liegenden Reihen, bezogen auf die radiale Erstreckung, erzielen.
An mehreren Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: einen Kraftstoffbehälter mit einer Fördereinheit,
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung des Schwalltopfes der Fördereinheit nach Fig. 1, Fig. 3: eine zweite Ausführungsform des Schwalltopfes nach Fig. 1,
Fig. 4, 5: je eine Ausführungsform des Schwalltopfes nach Fig. 3 im Schnitt.
Der in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffbehälter 1 enthält eine Fördereinheit 2. Die Fördereinheit 2 wird durch eine Öffnung 3 des Kraftstoffbehälters 1 eingesetzt, wobei ein Flansch 4 die Öffnung 3 im Kraftstoffbehälter 1 verschließt. Die Fördereinheit 2 umfasst einen Schwalltopf 5 zur Aufnahme von Kraftstoff und eine darin angeordnete Kraftstoffpumpe 6, die den Kraftstoff zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs fördert. Mit dem Schwalltopf 5 sitzt die Fördereinheit 2 auf dem Tankboden 9 auf.
Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf dem Boden 7 des Schwalltopfes 5 aus Fig. 1. Der Boden 7 besitzt eine EinlassÖffnung 8, durch die Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 1 in den Schwalltopf 5 gelangt. Die Einlassöffnung 8 ist mit Abstandshaltern 10 versehen. Im Boden 7 des Schwalltopfes 5 sind Kanäle 11 angeordnet, die als nach innen versetzte Bereiche ausgebildet sind. Die Kanäle 11 verlaufen vom radial äußeren Rand des Bodens 7 des Schwalltopfes 5 zur Einlassöffnung 8, wobei sie bezogen auf den radial äußeren Rand einen verjüngenden Verlauf aufweisen. Mit den verbleibenden Bereichen 12 steht der Schwalltopf 5 auf dem Tankboden 9 auf. Im radial äußeren Bereich jedes Kanals 11 sind Formelemente 13 angeordnet, die in jedem Kanal 11 einen Filter 14 bilden, so dass bei drei Kanälen 11 drei Filter 14 vorhanden sind. Der im Kraftstofftank 1 vorhandene Kraftstoff strömt durch die Fil- ter 14 und die Kanäle 11 zur Einlassöffnung 8, über die er in den Schwalltopf 5 gelangt.
Der in Fig. 3 dargestellte Schwalltopf 5 besitzt Aufstands- elemente 14, mit denen er auf dem nicht dargestellten Tankboden aufsteht. Die Aufstandselemente 15 sind dabei so ausgebildet, dass sie seitliche Begrenzungen der Kanäle 11 bilden, über die Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter zur Einlassöffnung 8 und damit in den Schwalltopf 5 strömen kann. Im Be- reich des radial äußeren Rands der Kanäle 11 angeordnete
Formelemente 13 bilden in jedem Kanal 11 einen Filter 14, damit die im Kraftstoff befindlichen Partikel nicht in den Schwalltopf 5 und damit in den Ansaugbereich der Kraftstoffpumpe gelangen.
Der Schwalltopf 5 in Fig. 4 besitzt einen Boden 7, in dem die Kanäle 11 als nach innen versetzte Bereiche ausgebildet sind. Im Inneren des Schwalltopfes 5 ist der Boden 7 eben ausgebildet. Daduach besitzt der Boden 7 in den Bereichen 12, mit de- nen der Schwalltopf 5 auf dem Tankboden aufsitzt, eine größere Wandstärke als im Bereich der Kanäle 11.
Die Kanäle 11 im Schwalltopf 5 nach Fig. 5 sind ebenfalls als nach innen versetzte Bereiche ausgebildet. Der Boden 7 des Schwalltopfes 5 besitzt in allen Bereichen annähernd dieselbe Wandstärke, so dass sich im Inneren des Schwalltopfes 5 die Kanäle 11 als Erhöhungen und die Bereiche 12 als Taschen 16 ausbilden. Durch gezielte Gestaltung der Kanäle 11 lässt sich die Größe der Taschen 16 beeinflussen. Die Kraftstoffpumpe 6 ist mit ihrem Ansaugbereich in der größten Tasche 16 angeordnet.

Claims

Patentansprüche
1. Fördereinheit mit einem Schwalltopf, einer darin angeordneten Kraftstoffpumpe und einem am Boden des Schwalltopfes angeordneten Filter, der einer im Boden des Schwalltopfes angeordneten Einlassöffnung vorgeschaltet ist, dadurch ge kenn z e i chnet , dass auf der dem Tankboden (9) zugewandten Seite des Schwalltopfes (5) Kanäle (11) angeordnet sind, die derart ausgebildet sind, dass Kraftstoff vom Umfang des Schwalltopfes (5) zur Einlassöffnung (8) strömen kann, und dass in den Kanälen (11) Filter (14) bildende Formelemente (13) angeordnet sind.
2. Fördereinheit nach Anspruch 1, dadurch ge kenn z ei chnet , dass die die Kanäle (11) bildenden Bereiche des Bodens (7) des Schwalltopfes (5) gegenüber den verbleibenden Bereichen (12) des Bodens ,ϊi (7) nach innen versetzt ausgebildet sind.
3. Fördereinheit nach Anspruch 2, dadurch ge kenn z ei chnet , dass der Boden (7) des Schwalltopfes (5) auf seiner Innenseite eben ausgebildet ist.
4. Fördereinheit nach Anspruch 2, dadurch ge kennz eichnet , dass der Boden (7) des Schwalltopfes (5) eine nahezu gleichmäßige Wandstärke besitzt.
5. Fördereinheit nach Anspruch 3, dadurch ge kennz ei chnet , dass die Kraftstoffpumpe (6) derart angeordnet ist, dass sie Kraftstoff aus einer Tasche (16) des Bodens (7) des Schwalltopfes (5) ansaugt, wobei die Tasche (16) einem Bereich (12) mit größerer axialer Erstreckung entspricht.
6. Fördereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn z e i chnet , dass die Kanäle (11) von am Boden (7) des Schwalltopfes (5) angeordneten Aufstandselementen (15) seitlich begrenzt sind.
7. Fördereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu rch ge kennz ei chnet , dass mindestens zwei, vorzugsweise drei oder vier, Kanäle (11) am Boden (7) des Schwalltopfes (5) angeordnet sind.
8. Fördereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu rch gekennz e i chnet , dass die Kanäle (11) beginnend am Umfang des Schwalltopfes (5) mit einen sich zunächst verjüngenden Verlauf ausgebildet sind. IΪO.
9. Fördereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennz ei chnet , dass im radial äußeren Bereich der Kanäle (11) derart zueinander beabstandete Formelemente (13) angeordnet sind, dass sich die zwischen den Formelementen (13) ausbildenden Spalte den Durchströmquerschnitt eines Filters (14) bilden.
10. Fördereinheit nach Anspruch 9, dadurch g e - kenn z e i chnet , dass mindestens ein Formelement (13) nicht mit dem Tankboden (9) in Berührung steht und der dadurch erzeugte Bereich zwischen der Stirnseite des Formelements (13) und dem Tankboden (9) ein Teil des Durchströmquerschnitts des Filters (14) ist.
11. Fördereinheit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn z e i chnet , dass die Formelemente (13) in radialer Erstreckung in mindestens zwei hintereinander liegenden Reihen angeordnet ist.
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