WO2018054604A1 - Dämpfventil für einen schwingungsdämpfer - Google Patents
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- F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
- F16F9/348—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
- F16F9/3484—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body characterised by features of the annular discs per se, singularly or in combination
Definitions
- the invention relates to a damping valve for a vibration damper according to the preamble of patent claim 1.
- a proven means consists in the combination of two valve discs, wherein a valve disc has a peripheral recess into which the adjacent valve disc can dip.
- US 5 529 154 discloses this design in various variants. However, this is associated with the problem that the valve disk to be deformed is exposed to a high surface pressure in the region of the overlying edges of the neighboring disk.
- CH 483 587 or DE 38 16 539 A1 describe a check valve which has a metallic valve disk in combination with an elastomer coating.
- the elastomer coating serves as a stop protection.
- the object of the present invention is to solve the problem associated with surface pressure.
- the further valve element is formed by an elastic coating of the valve disc, which exerts on the valve disc on the design of its top surface a different supporting force.
- the advantage is that no additional assembly work has to be done for the further valve element. Furthermore, the known from the prior art solid body edges of the additional valve disc omitted. Consequently, no increased surface pressure between two adjacent valve discs can occur in the present solution.
- One possibility of adapting the support forces is that the coating covers only a portion of the valve disc. The coating is firmly connected to the valve disc. Consequently, there is a greater spring rate for the valve disc in the contact area with the coating than in the uncoated portion.
- the coating has a different wall thickness. This can be selectively but also introduce over a larger surface area increased spring rates of the valve disc. Through the distribution of different spring rates on the pressurized surfaces, the Abhub can be specifically influenced.
- the different wall thickness is carried out in the form of a rib profile, which limits Verdrängersammlung.
- the rib profile can practically limit small pressure chambers, which are connected to one another via an overflow system, so that the damping medium located in the pressure chambers escape during compression of the displacement chambers and thus can develop a damping force.
- a particularly simple embodiment is characterized in that the coating is designed eccentrically to a main axis of the valve disc.
- Valve discs are often firmly clamped on the inner or outer diameter, so that only the free diameter of the valve seat surface lifts. So that no additional spring action is introduced into the tensioning chain between the valve disc and the damping valve body via the coating, the coating is made outside a clamping surface of the valve disc.
- the coating is designed as a stop limit in Abhubides the valve disc.
- the support disk serves to limit the stroke of the valve disc.
- the coating may be executed in the stop direction on the valve seat surface in order to avoid impact noise during the closing movement.
- the coating makes it possible to use a valve disc with constant material thickness and waiving axial projections by the coating has axially projecting orientation elements, which aligns the valve disc to single valve seat surface.
- damping valves with directional pre-opening cross sections are used.
- a pre-opening cross-section is an additional damping valve, which is used in particular for small flow velocities.
- additional axially movable valve discs and possibly valve springs are used.
- the coating with the valve disk forms a check valve which is separate from the valve seat surface, in that the coating has a cover region which is not bonded to the valve disk for a passage opening in the valve disk.
- Fig. 1 damping valve in sectional view
- FIG. 6 valve disc with coating in the closing direction; 7 top view of the damper valve body according to FIG. 6.
- FIG. 1 shows a damping valve 1 for a vibration damper of any design.
- the damping valve 1 comprises a damper valve body 3 which is fixed to a piston rod 5.
- the invention is not limited to such an embodiment and may, for. B. be used in a bottom valve or as part of an adjustable damping valve.
- the Dämpfventil analyses 3 divides a cylinder 7 of the vibration damper in a piston rod side and a piston rod remote working space 9, 1 1, which are both filled with damping medium.
- passageways 13; 15 executed for each one flow direction on different pitch circles.
- the design of the passageways is to be considered only as an example.
- An exit side of the passageways 13; 15 is connected to at least one valve disc 17; 19 at least partially covered.
- valve disc 17 In a flow of the valve disc 17, starting from the piston rod remote working chamber 1 1 raises the valve disc 17 from its outer valve seat surface 21 from.
- the Abhubterrorism is controlled by a support plate 23 in combination with an elastic coating 25 or damped braked.
- the elastic coating exerts a different supporting force on the valve disk 17 with reference to the valve disk 17 via the configuration of its cover surface.
- the elastic coating 25 covers only a portion of the valve disc. A free partial region 27 thus remains, so that the valve disc 17 has a lower spring stiffness there and can therefore lift off via the passage channels 13 even at a lower inflow pressure.
- Dämpfventil stresses 3 open all passageways in a common annular channel 29 of an inner and an outer valve seat surface 21 i; 21 a is limited.
- the coating has a different wall thickness. In the left half of the half, the elastic coating 25 abuts the support disk 23 at the outer edge already in the rest position 31, whereas radially further inside there is a clear distance.
- the different wall thickness can also be embodied in the form of a rib profile which delimits displacement chambers 33.
- These displacement chambers 33 communicate with each other via channels 35, so that an outflow of the damping medium therein can take place via axial openings 37 in the support disk 23 or the outer displacement chambers 33.
- the elastic coating 25 may also be performed eccentrically to a main axis 37 of the valve disc 17.
- the main axis 37 of the valve disc 17 is congruent with the longitudinal axis of the piston rod 5.
- Fig. 4 shows a valve disc 17 with an elastic coating 25, which is a to the seats 21 i; 21 a of the annular channel 29 separate check valve 39 forms.
- the valve disc 17 has a passage opening 41, which is covered by the coating 25 in the closing direction, wherein the passage opening 41 is arranged in an unglued cover area 43.
- the term "unglued” does not mean that the coating is necessarily fixed by an adhesive, rather the coating is "detachable" from the valve disc.
- valve disk 17 When the valve disk 17 flows from the underside, the coating 25 in the unglued cover area 43 lifts off from the valve disk 17, as shown in FIG. 5. In this case, the damping medium flow can exit radially into the working space 9.
- drainage openings 45 in the elastic coating would also be conceivable.
- Allen previously described valve discs 17 have the feature that the Besch is executed outside of a clamping surface 47 of the valve disc 17. This avoids an additional spring action within the tension chain between the Dämpfventil Eisen, the valve disc 17 and the support plate 23rd
- Fig. 6 shows a damping valve 1 with very similar components. Notwithstanding, the Dämpfventil stresses 3 has separate valve seat surfaces 21, as Fig. 7 illustrates.
- the valve disc 17 has an elastic coating 49, which are designed in the stop direction on the valve seat faces 21 of the damping valve body 3. Furthermore, as part of the elastic coating 49, the valve disk 17 has an axially projecting orientation element which aligns the valve disk 17 with the valve seat surface 21 in the circumferential direction.
- the valve disc 17 has an elastic coating 49, which are designed in the stop direction on the valve seat faces 21 of the damping valve body 3. Furthermore, as part of the elastic coating 49, the valve disk 17 has an axially projecting orientation element which aligns the valve disk 17 with the valve seat surface 21 in the circumferential direction.
- the meaningfulness can be seen because the check valve 39 via the axial orientation element 51, which in FIG. 7 is shown as an example, always to a single outlet opening, which is framed by the raised valve seat surface 21, is aligned.
- the orientation element 51 can also engage between the separate seat surfaces 21.
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Abstract
Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer Dämpfventil (1) für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Dämpfventilkörper (3) mit einem Durchtrittskanal (13; 15), dessen Austrittsöffnung von mindestens einer elastisch verformbaren Ventilscheibe (17) zumindest teilweise verschlossen wird, wobei der Ventilscheibe (17) ein weiteres Ventilelement (25; 49) beigeordnet ist, das der Ventilscheibe (17) ausgehend von einer Ventilsitzfläche (21) ein definiertes Abhubverhalten vorgibt, wobei das weitere Ventilelement (25; 49) von einer elastischen Beschichtung der Ventilscheibe (17) gebildet wird, die bezogen auf die Ventilscheibe (17) über die Ausgestaltung ihrer Deckfläche eine unterschiedliche Stützkraft ausübt.
Description
Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer
Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 .
Mittlerweile besteht verstärkt das Bestreben nach einem definierten Abhubverhalten einer Ventilscheibe von einem Dämpfventilkörper. Dadurch können Geräusche von abrupt abhebenden Ventilscheiben vermieden werden.
Ein probates Mittel besteht in der Kombination zweier Ventilscheiben, wobei eine Ventilscheibe eine randseitige Aussparung aufweist, in die die benachbarte Ventilscheibe eintauchen kann. Die US 5 529 154 offenbart diese Bauform in verschiedenen Varianten. Damit ist jedoch das Problem verbunden, dass die zu verformende Ventilscheibe im Bereich der aufliegenden Ränder der Nachbarscheibe einer hohen Flächenpressung ausgesetzt ist.
Die CH 483 587 oder die DE 38 16 539 A1 beschreiben ein Rückschlagventil, das eine metallische Ventilscheibe in Kombination mit einer Elastomerbeschichtung aufweist. Die Elastomerbeschichtung dient als Anschlagschutz.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das im Zusammenhang mit der Flächenpressung bestehende Problem zu lösen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das weitere Ventilelement von einer elastischen Beschichtung der Ventilscheibe gebildet wird, die bezogen auf die Ventilscheibe über die Ausgestaltung ihrer Deckfläche eine unterschiedliche Stützkraft ausübt.
Der Vorteil besteht darin, dass für das weitere Ventilelement kein zusätzlicher Montageaufwand geleistet werden muss. Des Weiteren entfallen die aus dem Stand der Technik bekannten festen Körperkanten der zusätzlichen Ventilscheibe. Folglich kann bei der nun vorliegenden Lösung keine erhöhte Flächenpressung zwischen zwei benachbarten Ventilscheiben auftreten.
Eine Möglichkeit der Anpassung der Stützkräfte besteht darin, dass die Beschichtung nur einen Teilbereich der Ventilscheibe abdeckt. Die Beschichtung ist fest mit der Ventilscheibe verbunden. Folglich liegt für die Ventilscheibe im Kontaktbereich mit der Beschichtung eine größere Federrate vor als in dem nicht beschichteten Teilbereich.
Als weiterer Einstellparameter für das Abhubverhalten der Ventilscheibe besteht die Möglichkeit, dass die Beschichtung eine unterschiedliche Wandstärke aufweist. Damit lassen sich punktuell aber auch über einen größeren Flächenbereich eine gesteigerte Federraten der Ventilscheibe einführen. Über die Verteilung von unterschiedlichen Federraten an den druckbeaufschlagten Flächen kann das Abhubverhalten gezielt beeinflusst werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die unterschiedliche Wandstärke in der Form eines Rippenprofils ausgeführt, das Verdrängerräume begrenzt. Das Rippenprofil kann praktisch kleine Druckkammern begrenzen, die über ein Überlaufsystem miteinander verbunden sind, so dass das in den Druckkammern befindliche Dämpfmedium bei einer Kompression der Verdrängerräume entweichen und damit eine Dämpfkraft entfalten kann.
Eine ganz besonders einfache Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass die Beschichtung exzentrisch zu einer Hauptachse der Ventilscheibe ausgeführt ist.
Ventilscheiben werden häufig am Innen- oder Außendurchmesser fest eingespannt, so dass nur der freie Durchmesser von der Ventilsitzfläche abhebt. Damit über die Beschichtung keine zusätzliche Federwirkung in die Verspannungskette zwischen Ventilscheibe und Dämpfventilkörper eingeführt wird, ist die Beschichtung außerhalb einer Spannfläche der Ventilscheibe ausgeführt.
Neben der Funktion der definierten Abhubbewegung kann auch vorgesehen sein, dass die Beschichtung als eine Anschlagbegrenzung in Abhubrichtung der Ventilscheibe ausgeführt ist. Damit werden Anschlaggeräusche z. B. an einer Stützscheibe
des Dämpfventils vermieden. Die Stützscheibe dient der Abhubbegrenzung der Ventilscheibe.
Alternativ oder ergänzend kann die Beschichtung in Anschlagrichtung auf die Ventilsitzfläche ausgeführt sein, um Anschlaggeräusche bei der Schließbewegung zu vermeiden.
Die Beschichtung ermöglicht es, eine Ventilscheibe mit konstanter Materialstärke und unter Verzicht auf Axialvorsprünge zu verwenden, indem die Beschichtung axial vorstehende Orientierungselemente aufweist, die die Ventilscheibe zu einzelnen Ventilsitzfläche ausrichtet.
Bei besonders anspruchsvollen Anwendungen werden Dämpfventile mit richtungsabhängigen Voröffnungsquerschnitten eingesetzt. Ein Voröffnungsquerschnitt ist ein zusätzliches Dämpfventil, das insbesondere für kleine Strömungsgeschwindigkeiten eingesetzt wird. Im Stand der Technik werden dafür zusätzliche axial bewegliche Ventilscheiben und ggf. Ventilfedern verwendet. Man kann aber auch vorsehen, dass die Beschichtung mit der Ventilscheibe ein von der Ventilsitzfläche separates Rückschlagventil bildet, indem die Beschichtung einen mit der Ventilscheibe unverklebten Abdeckbereich für eine Durchlassöffnung in der Ventilscheibe aufweist.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 Dämpfventil in Schnittdarstellung;
Fig. 2 und 3 Ventilscheibenvariante;
Fig. 4 und 5 Ventilscheibe mit Rückschlagventil;
Fig. 6 Ventilscheibe mit Beschichtung in Schließrichtung;
Fig. 7 Draufsicht des Dämpferventilkörpers nach Figur 6.
Die Figur 1 zeigt ein Dämpfventil 1 für einen Schwingungsdämpfer beliebiger Bauweise. Das Dämpfventil 1 umfasst einen Dämpfventilkörper 3, der an einer Kolbenstange 5 befestigt ist. Die Erfindung ist nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt und kann z. B. bei einem Bodenventil oder auch im Rahmen eines verstellbaren Dämpfventils eingesetzt werden.
Der Dämpfventilkörper 3 unterteilt einen Zylinder 7 des Schwingungsdämpfers in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9;1 1 , die beide mit Dämpfmedium gefüllt sind. In dem Dämpfventilkörper 3 sind Durchtrittskanäle 13; 15 für jeweils eine Durchströmungsrichtung auf unterschiedlichen Teilkreisen ausgeführt. Die Ausgestaltung der Durchtrittskanäle ist nur beispielhaft anzusehen. Eine Austrittsseite der Durchtrittskanäle 13; 15 ist mit mindestens einer Ventilscheibe 17; 19 zumindest teilweise abgedeckt.
Bei einer Anströmung der Ventilscheibe 17 ausgehend vom kolbenstangenfernen Arbeitsraum 1 1 hebt die Ventilscheibe 17 von ihrer äußeren Ventilsitzfläche 21 ab. Die Abhubbewegung wird von einer Stützscheibe 23 in Kombination mit einer elastischen Beschichtung 25 gesteuert bzw. gedämpft gebremst. Die elastische Beschich- tung, übt bezogen auf die Ventilscheibe 17 über die Ausgestaltung ihrer Deckfläche eine unterschiedliche Stützkraft aus auf die Ventilscheibe 17.
Wie man aus der Zusammenschau der Fig. 1 und Fig. 2 erkennen kann, deckt die elastische Beschichtung 25 nur eine Teilbereich der Ventilscheibe ab. Es verbleibt somit ein freier Teilbereich 27, so dass die Ventilscheibe 17 dort eine geringere Fe- dersteifigkeit aufweist und somit auch schon bei einem geringeren Anströmungs- druck über die Durchtrittskanäle 13 abheben kann. Bei diesem Dämpfventilkörper 3 münden alle Durchtrittskanäle in einem gemeinsamen Ringkanal 29, der von einer inneren und einer äußeren Ventilsitzfläche 21 i; 21 a begrenzt wird.
Wie man weiter aus der Fig. 1 entnehmen kann, weist die Beschichtung eine unterschiedliche Wandstärke auf. In der linken Schnitthälfte liegt die elastische Beschichten 25 am Außenrand schon in der Ruheposition 31 an der Stützscheibe 23 an, hingegen besteht radial weiter innen ein deutlicher Abstand.
Aus der Zusammenschau mit der Fig. 2 geht hervor, dass die unterschiedliche Wandstärke auch in der Form eines Rippenprofils ausgeführt sein kann, das Verdrängerräume 33 begrenzt. Diese Verdrängerräume 33 stehen miteinander über Kanäle 35 in Verbindung, so dass ein Abfluss des darin befindlichen Dämpfmediums über Axialöffnungen 37 in der Stützscheibe 23 oder die außenliegenden Verdrängerräume 33 erfolgen kann.
Mit der Fig. 3 soll gezeigt werden, dass die elastische Beschichtung 25 auch exzentrisch zu einer Hauptachse 37 der Ventilscheibe 17 ausgeführt sein kann. Die Hauptachse 37 der Ventilscheibe 17 ist deckungsgleich mit der Längsachse der Kolbenstange 5. Bei einer exzentrischen elastischen Beschichtung 25 ergibt eine maximale Stützkraft im Bereich des geringsten Randabstands und eine minimale Stützkraft im Bereich des größten Randabstands zur Ventilscheibe 17.
Die Fig. 4 zeigt eine Ventilscheibe 17 mit einer elastischen Beschichtung 25, die ein zu den Sitzflächen 21 i; 21 a des Ringkanals 29 separates Rückschlagventil 39 bildet. Dazu verfügt die Ventilscheibe 17 über eine Durchlassöffnung 41 , die von der Beschichtung 25 in Schließrichtung abgedeckt wird, wobei die Durchlassöffnung 41 in einem unverklebten Abdeckbereich 43 angeordnet ist. Der Begriff „unverklebt" bedeutet nicht, dass die Beschichtung unbedingt durch einen Kleber fixiert ist. Vielmehr ist die Beschichtung von der Ventilscheibe„lösbar".
Bei einer Anströmung der Ventilscheibe 17 von der Unterseite hebt die Beschichtung 25 im unverklebten Abdeckbereich 43 von der Ventilscheibe 17 ab, wie die Fig. 5 zeigt. In diesem Fall kann der Dämpfmediumstrom radial in den Arbeitsraum 9 austreten. Denkbar wäre jedoch auch Abflussöffnungen 45 in der elastischen Beschichtung.
Allen bisher beschriebenen Ventilscheiben 17 weisen das Merkmal auf, das die Besch ichtung außerhalb einer Spannfläche 47 der Ventilscheibe 17 ausgeführt ist. Dadurch vermeidet man eine zusätzliche Federwirkung innerhalb der Verspannungs- kette zwischen dem Dämpfventilkörper 3, der Ventilscheibe 17 und der Stützscheibe 23.
Die Fig. 6 zeigt ein Dämpfventil 1 mit sehr ähnlichen Bauteilen. Abweichend verfügt der Dämpfventilkörper 3 über separate Ventilsitzflächen 21 , wie die Fig. 7 verdeutlicht. Ergänzend oder alternativ zu den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 5 verfügt die Ventilscheibe 17 über eine elastische Beschichtung 49, die in Anschlagrichtung auf die Ventilsitzflächen 21 des Dämpfventilkörpers 3 ausgeführt sind. Des Weiteren verfügt die Ventilscheibe 17 als Teil der elastischen Beschichtung 49 über ein axial vorstehendes Orientierungselement, die die Ventilscheibe 17 zu der Ventilsitzfläche 21 in Umfangsrichtung ausrichtet. In der Figur insbesondere bei einer Kombination einer Ventilscheibe mit einem Rückschlagventil gemäß der Fig. 4 und der Fig. 5 mit einem Dämpfventilkörper 5 nach Fig. 6 wird die Sinnhaftigkeit erkennbar, da das Rückschlagventil 39 über das axiale Orientierungselement 51 , das in der Fig. 7 beispielhaft dargestellt ist, stets zu einer einzelnen Austrittsöffnung, die von der erhabenen Ventilsitzfläche 21 eingerahmt wird, ausgerichtet wird. Selbstverständlich kann das Orientierungselement 51 auch zwischen den getrennten Sitzflächen 21 eingreifen.
Bezugszeichen
Dämpfventil
Dämpfventilkörper
Kolbenstange
Zylinder
kolbenstangenseitiger Arbeitsraum kolbenstangenferner Arbeitsraum
Durchtrittskanal
Durchtrittskanal
Ventilscheibe
Ventilscheibe
Ventilsitzfläche
i innere Ventilsitzfläche
a äußere Ventilsitzfläche
Stützscheibe
elastische Beschichtung
Teilbereich
Ringkanal
Rippenprofil
Verdrängerraum
Kanal
Hauptachse
Rückschlagventil
Durchlassöffnung
unverklebter Abdeckbereich
Abflussöffnungen
Spannfläche
elastische Beschichtung
Orientierungselement
Claims
1 . Dämpfventil (1 ) für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Dämpfventilkörper (3) mit einem Durchtrittskanal (13; 15), dessen Austrittsöffnung von mindestens einer elastisch verformbaren Ventilscheibe (17) zumindest teilweise verschlossen wird, wobei der Ventilscheibe (17) ein weiteres Ventilelement (25; 49) beigeordnet ist, das der Ventilscheibe (17) ausgehend von einer Ventilsitzfläche (21 ) ein definiertes Abhubverhalten vorgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Ventilelement (25; 49) von einer elastischen Beschichtung der Ventilscheibe (17) gebildet wird, die bezogen auf die Ventilscheibe (17) über die Ausgestaltung ihrer Deckfläche eine unterschiedliche Stützkraft ausübt.
2. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (25; 49) nur einen Teilbereich der Ventilscheibe (17) abdeckt.
3. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (25; 49) eine unterschiedliche Wandstärke aufweist.
4. Dämpfventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedliche Wandstärke in der Form eines Rippenprofils (31 ) ausgeführt ist, das mindestens einen Verdrängerraum (33) begrenzt.
5. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (25; 49) exzentrisch zu einer Hauptachse (37) der Ventilscheibe (17) ausgeführt ist.
6. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (25; 49) außerhalb eine Spannfläche (47) der Ventilscheibe (17) ausgeführt ist.
7. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (25) als eine Anschlagbegrenzung in Abhubrichtung der Ventilscheibe (17) ausgeführt ist.
8. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (49) in Anschlagrichtung auf die Ventilsitzfläche (21 ) ausgeführt ist
9. Dämpfventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (49) axial vorstehende Orientierungselemente (51 ) aufweist, die die Ventilscheibe (17) zu einzelnen Ventilsitzfläche (21 ) ausrichtet.
10. Dämpfventil nach einem der Ansprüche 1 -9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (25) mit der Ventilscheibe (17) ein von der Ventilsitzfläche (21) separates Rückschlagventil (39) bildet, indem die Beschichtung (25) einen mit der Ventilscheibe (17) unverklebten Abdeckbereich (43) für eine Durchlassöffnung (41) in der Ventilscheibe (17) aufweist.
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