WO2023052101A1 - Ladedose für ein kraftfahrzeug sowie hiermit ausgestattetes kraftfahrzeug - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a charging socket for a motor vehicle according to claim 1 and a motor vehicle equipped therewith according to claim 6.
- DE 102020201 574 A1 discloses a charging socket for an electrically drivable motor vehicle, in which a first power connection and a second power connection are provided on a charging socket holder.
- the charging socket as a whole can be either covered or opened by a charging socket cover driven by an electric motor.
- a covering means is provided which optionally covers or uncovers one of the two power connections.
- the charging socket cover and the covering means are positively connected to one another by means of a mechanism, in particular having a series of springs, in such a way that a movement of the covering means has to be triggered manually in any case.
- this well-known charging socket appears to be elaborately designed.
- a charging socket for a motor vehicle which is provided with a first power connection and a second power connection provided on a charging socket holder, as well as a covering means for optionally covering one of the two Power connections is provided in a covering position or release in an open position.
- the covering means is pivotably mounted on the charging socket holder and is operatively connected to it magnetically and is set up to carry out or stop a magnetism-induced movement of the covering means from the covering position into the open position and back.
- the cover means can be opened or closed magnetically or electromagnetically by a power connection without having to be mechanically operatively connected to a charging socket cover.
- the first power connection is designed such that it can be either covered or opened by the covering means.
- the second power connection is designed such that it can be either covered or opened by the covering means.
- the magnet provided or the magnetic material provided is made of a soft magnetic material, in particular an alloy based on iron, nickel and cobalt or as soft ferrite (NiZn, MnZn), or a hard magnetic material, in particular NdFeB or an AlNiCo alloy , educated.
- a pivot axis of the covering means is at least partially mounted on the charging socket holder and/or a magnetic closure means is at least partially accommodated.
- the magnetic closure means can be located in the charging socket holder, particularly preferably in a common housing with the power connections, which creates a compact charging socket.
- the reliability and cost-effective production of the charging socket according to the invention is improved even further if the magnetic closure means is designed as an electromagnet and is operatively connected to at least one section of the covering means and/or the pivot axis, which is designed as a magnet and/or with a magnetic component.
- the charging socket according to the invention is set up in such a way that a movement of the pivot axis and/or the covering means is initiated, carried out or ended by a change in the magnetic field emanating from the magnetic closure means or the electromagnet.
- the magnetic closure means is operatively connected to a printed circuit board or circuit board located in the charging socket.
- This enables electronic or electrical actuation of the magnetic closure means, in particular the electromagnet, by means of electronics which are already in a charging socket and are in particular actively connected to on-board electronics in a motor vehicle, which advantageously reduces the cost of manufacturing and installing the charging socket in a motor vehicle.
- an electromagnet which is operatively connected to the latter and is set up to magnetically repel the covering means to initiate an open position and/or to magnetically attract it to assume the covering position .
- the opening movement and covering movement or the maintenance of the covering position are additionally supported electromagnetically in an advantageous manner.
- the electromagnet can optionally be operatively connected to the printed circuit board located in the charging socket, so that the cost of manufacturing and installing the charging socket according to the invention in a motor vehicle is advantageously further reduced and its control is simplified in a simple manner.
- FIG. 1 is a perspective view of a charging socket according to the invention with a covering means in a covering position.
- Fig. 2 shows part of the charging socket shown in Figure 1 in a
- FIG. 3 shows the charging socket shown in FIG. 2 in an open position.
- Fig. 4 shows an alternative embodiment of a charging socket according to
- FIG. 1 shows part of a motor vehicle 1 according to the invention, shown symbolically, in which a charging socket 5 is installed.
- the charging socket 5 has a charging socket holder 10 in which a first power connection 15 and a second power connection 20 located underneath are provided.
- the second power connection 20 is covered by a covering means 25 that is in a covering position, so that the second power connection 20 shown in this figure is only shown symbolically.
- the first power connection 15 or the second power connection 20 can be implemented in any suitable manner.
- the first power connection 15 can be in the form of a direct current connection, which is known per se, while the second power connection 20 is in the form of an alternating current connection.
- the covering means 25 is essentially plate-shaped and, in the covering position shown, rests against the charging socket holder 10 with its surface facing the charging socket 5 . At one end, the covering means 25 is rotatably mounted about a pivot axis S, as becomes particularly clear with reference to FIG. This shows part of the charging socket 10 shown in FIG. 1 in a side view in section, with the motor vehicle 1 and details of the first power connection 15 and second power connection 20 not being shown for reasons of simplicity.
- the part of the covering means 25 located around the pivot axis S is provided with a round section 30 which is rotatably mounted in a corresponding section 35 of the charging socket holder 10 .
- a magnetic means 40 embodied as a permanent magnet in the round section 30 which is in electromagnetic operative connection with a magnetic closure means 45 which is embodied as an electromagnet and is located in the charging socket holder 10 .
- the electromagnetic active connection is symbolized by arrows M representing selected field lines.
- the magnetic closure means 45 is connected to a printed circuit board or circuit board 55 located in the charging socket 5 in such a way that an initiation of a movement of the covering means 25, the direction of the movement of the covering means 25, the speed of the movement of the covering means 25 and/or or a termination of the movement of the covering means 25 can be controlled or regulated.
- the printed circuit board 55 is operatively connected to on-board electronics of the motor vehicle 1 (not shown here).
- FIG. 3 shows the position of the covering means 25 in the fully open position.
- the arrows M representing the selected field lines are now oriented differently than in the covering position shown in FIG.
- the magnetic means 40 was energized by the magnetic closure means 45 in such a way that a movement of the magnetic means 40 about the pivot axis S, and thus a movement of the covering means 25, was caused .
- FIGS. 2 and 3 basically already allows reliable movement of the covering means 25 or its holding in a desired position, ie its covering position, open position or any position in between.
- an electromagnet 60 that is positioned in the charging socket holder 10 and is positioned at the end of the covering means 25 opposite the pivot axis S can also be provided, which is connected to the printed circuit board 55 by means of an electrical line 65 .
- the electromagnet 60 is supplied with current in such a way that it attracts a magnetic, in particular ferromagnetic, section 70 of the covering means 25 which is remote from the pivot axis S in the covering position shown.
- the electromagnet 60 is energized in such a way that it repels the ferromagnetic section 70 (not shown).
- the movement or the holding of a movement of the covering means 25 is brought about according to the invention by an electromagnetic operative connection of the magnetic means 40 with the magnetic closure means 45, possibly supported by an electromagnetic operative connection of the electromagnet 60 with the magnetic section 70.
- additional mechanical spring means can be provided in order to support a desired movement of the covering means 25.
- a torsion spring can be arranged on the charging socket holder 10 in the region of section 35, which is operatively connected to section 30: When the cover means 25 moves from the open position to the cover position due to magnetic closure, the torsion spring is pretensioned. As a result, the movement of the covering means 25 is supported by the spring force when the covering position is assumed to be desired.
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Abstract
Zum Zwecke einer vereinfachten Herstellung und Bedienung einer Ladedose (5) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem an einem Ladedosenhalter (10) vorgesehenen ersten Stromanschluss (15) und zweiten Stromanschluss (20), sowie einem Abdeckmittel (25) zur wahlweisen Überdeckung eines der beiden Stromanschlüsse (15, 20) in einer Abdeckposition oder Freigabe in einer Öffnungsposition, ist vorgesehen, dass das Abdeckmittel (25) verschwenkbar an dem Ladedosenhalter (10) gelagert sowie magnetschlüssig mit diesem wirkverbunden und eingerichtet ist, eine magnetschlüssig induzierte Bewegung des Abdeckmittels (25) von der Abdeckposition in die Öffnungsposition und zurück durchzuführen oder anzuhalten.
Description
Ladedose für ein Kraftfahrzeug sowie hiermit ausgestattetes Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladedose für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 sowie ein hiermit ausgestattetes Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 6.
Aus der DE 102020201 574 A1 ist eine Ladedose für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug bekannt, bei der ein erster Stromanschluss und ein zweiter Stromanschluss an einem Ladedosenhalter vorgesehen sind. Die Ladedose insgesamt kann durch eine elektromotorisch angetriebene Ladedosenabdeckung wahlweise abgedeckt oder geöffnet werden. Darüber hinaus ist ein Abdeckmittel vorgesehen, das einen einzigen der beiden Stromanschlüsse wahlweise abdeckt oder freigibt. Die Ladedosenabdeckung und das Abdeckmittel sind vermittels einer insbesondere eine Reihe von Federn aufweisenden Mechanik derart miteinander zwangsverbunden, dass die Auslösung einer Bewegung des Abdeckmittels in jedem Fall händisch zu erfolgen hat. Insgesamt erscheint diese bekannte Ladedose aufwändig gestaltet zu sein.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den zuvor genannten Nachteil bei einer Ladedose bzw. einem entsprechend ausgestatteten Kraftfahrzeug zu überwinden.
Diese Aufgabe wird durch eine Ladedose gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 6 gelöst.
Konkret wird die genannte Aufgabe durch eine Ladedose für ein Kraftfahrzeug gelöst, die mit einem an einem Ladedosenhalter vorgesehenen ersten Stromanschluss und zweiten Stromanschluss sowie einem Abdeckmittel zur wahlweisen Überdeckung eines der beiden
Stromanschlüsse in einer Abdeckposition oder Freigabe in einer Öffnungsposition versehen ist. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass das Abdeckmittel verschwenkbar an dem Ladedosenhalter gelagert sowie magnetschlüssig mit diesem wirkverbunden und eingerichtet ist, eine magnetschlussinduzierte Bewegung des Abdeckmittels von der Abdeckposition in die Öffnungsposition und zurück durchzuführen oder anzuhalten. Mit anderen Worten ist das Abdeckmittel durch einen Stromanschluss magnetisch bzw. elektromagnetisch öffnenbar bzw. verschließbar ausgebildet, ohne mechanisch mit einer Ladedosenabdeckung wirkverbunden sein zu müssen. Mithin ist, wenn sich das Abdeckmittel im Bereich des ersten Stromanschlusses befindet, der erste Stromanschluss durch das Abdeckmittel wahlweise abdeckbar oder öffnenbar ausgebildet. Befindet sich das Abdeckmittel im Bereich des zweiten Stromanschlusses, so ist der zweite Stromanschluss durch das Abdeckmittel wahlweise abdeckbar oder öffnenbar ausgebildet. Es versteht sich, dass die entsprechenden korrespondierenden Bauteile je nach Funktionsstellung zueinander magnetisch anziehend oder abstoßend ausgebildet bzw. einstellbar sind. In vorteilhafter Weise ist hierdurch eine kostengünstig herstellbare sowie zuverlässig funktionierende Vorrichtung geschaffen, die darüber hinaus vergleichsweise einfach aufgebaut ist.
Es versteht sich weiter, dass im Hinblick auf eine magnetschlüssige Verbindung jedes geeignete Material bzw. jede geeignete Materialkombination gewählt werden kann. Der jeweils vorgesehene Magnet bzw. das jeweils vorgesehene magnetische Material ist aus einem weichmagnetischen Werkstoff, insbesondere aus einer Legierung auf Basis von Eisen, Nickel und Cobalt oder als Weichferrit (NiZn, MnZn), oder einem hartmagnetischen Werkstoff, insbesondere NdFeB oder einer AINiCo-Legierung, ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem Ladedosenhalter eine Schwenkachse des Abdeckmittels mindestens teilweise gelagert und/oder ein Magnetschlussmittel mindestens teilweise aufgenommen. In vorteilhafter Weise ist hierdurch die Zuverlässigkeit und kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter verbessert. Insbesondere kann sich das Magnetschlussmittel in dem Ladedosenhalter, in besonders bevorzugter Weise in einem gemeinsamen Gehäuse mit den Stromanschlüssen, befinden, wodurch eine kompakte Ladedose geschaffen ist.
Die Zuverlässigkeit und kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Ladedose wird noch weiter verbessert, wenn das Magnetschlussmittel als Elektromagnet ausgebildet ist und in Wirkverbindung mit mindestens einem Abschnitt des Abdeckmittels und/oder der Schwenkachse steht, welche als Magnet und/oder mit einem magnetischen Bestandteil ausgebildet sind. Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäße Ladedose derart eingerichtet, dass durch eine Änderung des von dem Magnetschlussmittel bzw. dem Elektromagnet ausgehenden Magnetfeldes eine Bewegung der Schwenkachse und/oder des Abdeckmittels eingeleitet, durchgeführt oder beendet wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Magnetschlussmittel mit einer in der Ladedose befindlichen Leiterplatte bzw. Platine wirkverbunden ist. Hierdurch ist eine elektronische oder elektrische Ansteuerung des Magnetschlussmittels, insbesondere des Elektromagneten, vermittels eines ohnehin in einer Ladedose befindlichen, insbesondere mit einer Bordelektronik eines Kraftfahrzeuges wirkverbundenen Elektronik ermöglicht, was den Herstellungsaufwand und Einbauaufwand der Ladedose in einem Kraftfahrzeug in vorteilhafter Weise verringert.
Gemäß einer zusätzlichen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich an dem Ladedosenhalter im Bereich des der Schwenkachse entgegengesetzten Ende des Abdeckmittels ein mit diesem Wirkverbundener Elektromagnet befindet, der eingerichtet ist, das Abdeckmittel zur Einleitung einer Öffnungsposition magnetisch abzustoßen und/oder zur Einnahme der Abdeckposition magnetisch anzuziehen. Hierdurch werden die Öffnungsbewegung und Abdeckbewegung bzw. der Erhalt der Abdeckposition in vorteilhafter Weise elektromagnetisch zusätzlich unterstützt. Es versteht sich, dass der Elektromagnet optional mit der in der Ladedose befindlichen Leiterplatte wirkverbunden sein kann, so dass der Herstellungsaufwand und Einbauaufwand der erfindungsgemäßen Ladedose in einem Kraftfahrzeug in vorteilhafter Weise weiter verringert sowie dessen Ansteuerung auf einfache Weise vereinfacht ist.
Die genannte Aufgabe wird ebenfalls durch ein Kraftfahrzeug gelöst, das mindestens eine Ladedose der zuvor offenbarten Art aufweist. Die dargestellten Vorteile gelten adäquat.
Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten, nicht maßstäblichen Figuren eine detaillierte, nicht präjudizierende, insbesondere einschränkende, Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ladedose mit einem in einer Abdeckposition befindlichen Abdeckmittel.
Fig. 2 zeigt eine Teil der in Figur 1 dargestellten Ladedose in einer
Seitenansicht im Schnitt.
Fig. 3 zeigt die in Figur 2 dargestellte Ladedose in einer Öffnungsposition.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Ladedose gemäß der
Darstellung der Fig. 2.
In Figur 1 ist ein Teil eines erfindungsgemäßen, symbolisch abgebildeten Kraftfahrzeuges 1 gezeigt, in dem eine Ladedose 5 installiert ist. Die Ladedose 5 weist einen Ladedosenhalter 10 auf, in dem ein erster Stromanschluss 15 und ein darunter befindlicher zweiter Stromanschluss 20 vorgesehen sind. Der zweite Stromanschluss 20 ist über ein in einer Abdeckposition befindliches Abdeckmittel 25 abgedeckt, so dass der in dieser Figur abgebildete zweite Stromanschluss 20 lediglich symbolisch dargestellt ist. Der erste Stromanschluss 15 bzw. der zweite Stromanschluss 20 kann auf jede geeignete Weise ausgeführt sein. So kann der erste Stromanschluss 15 beispielsweise als an sich bekannter Gleichstromanschluss ausgebildet sein, während der zweite Stromanschluss 20 als Wechselstromanschluss ausgebildet ist.
Das Abdeckmittel 25 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und liegt in der gezeigten Abdeckposition mit seiner der Ladedose 5 zugewandten Fläche gegen den Ladedosenhalter 10 an. An einem Ende ist das Abdeckmittel 25 um eine Schwenkachse S drehbar gelagert,
wie anhand der Fig. 2 besonders gut deutlich wird. Diese zeigt einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Ladedose 10 in Seitansicht im Schnitt dar, wobei auf eine Abbildung des Kraftfahrzeuges 1 sowie von Details des ersten Stromanschlusses 15 bzw. zweiten Stromanschlusses 20 aus Gründen der Einfachheit verzichtet wurde.
Zum Zwecke einer Verschwenkung ist der um die Schwenkachse S befindliche Teil des Abdeckmittels 25 mit einem runden Abschnitt 30 versehen, der in einem korrespondieren Abschnitt 35 des Ladedosenhalters 10 drehbar gelagert ist. Darüber hinaus befindet sich ein als Dauermagnet ausgebildetes magnetisches Mittel 40 in dem runden Abschnitt 30, das in elektromagnetischer Wirkverbindung mit einem in dem Ladedosenhalter 10 befindlichen, als Elektromagnet ausgebildeten Magnetschlussmittel 45 steht. Die elektromagnetische Wirkverbindung ist durch ausgewählte Feldlinien repräsentierende Pfeile M symbolisiert. Vermittels einer elektrischen Leitung 50 ist das Magnetschlussmittel 45 mit einer in der Ladedose 5 befindlichen Leiterplatte bzw. Platine 55 derart verbunden, dass eine Einleitung einer Bewegung des Abdeckmittels 25, die Richtung der Bewegung des Abdeckmittels 25, die Geschwindigkeit des Bewegung des Abdeckmittels 25 und/oder eine Beendigung der Bewegung des Abdeckmittels 25 gesteuert oder geregelt werden kann. Die Leiterplatte 55 ist gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer hier nicht gezeigten Bordelektronik des Kraftfahrzeuges 1 wirkverbunden.
So geht aus Fig. 3 die Stellung des Abdeckmittels 25 in vollständiger Öffnungsposition hervor. Wie zu erkennen ist, sind die ausgewählte Feldlinien repräsentierende Pfeile M nunmehr anders ausgerichtet als in der in Fig. 2 dargestellten Abdeckstellung. Mit anderen Worten wurde, ausgehend von dem in Fig. 2 gezeigten Zustand, eine Bestromung des magnetischen Mittels 40 durch das Magnetschlussmittel 45 derart vorgenommen, dass eine Bewegung des magnetischen Mittels 40 um die Schwenkachse S, und damit eine Bewegung des Abdeckmittels 25, hervorgerufen wurde.
Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Ausführungsform einer Ladedose 5 erlaubt dem Grundsatz nach bereits eine zuverlässige Bewegung des Abdeckmittels 25 bzw. dessen Halten einer gewünschten Position, d.h. dessen Abdeckposition, Öffnungsposition oder einer beliebigen Position hierzwischen. Gemäß der in Fig. 4 dargestellten alternativen
Ausführungsform kann jedoch zusätzlich ein an dem der Schwenkachse S entgegengesetzten Ende des Abdeckmittels 25 positionierter, in dem Ladedosenhalter 10 befindlicher Elektromagnet 60 vorgesehen sein, der vermittels einer elektrischen Leitung 65 mit der Leiterplatte 55 verbunden ist. Der Elektromagnet 60 ist derart mit Strom beaufschlagt, dass er einen von der Schwenkachse S entfernten magnetischen, insbesondere ferromagnetischen, Abschnitt 70 des Abdeckmittels 25 in der gezeigten Abdeckposition anzieht. Für den Fall, dass das Abdeckmittel 25 hingegen geöffnet werden soll, wird der Elektromagnet 60 derart bestromt, dass er den ferromagnetischen Abschnitt 70 abstößt (nicht gezeigt).
Es sei angemerkt, dass die Bewegung bzw. das Halten einer Bewegung des Abdeckmittels 25 erfindungsgemäß durch eine elektromagnetische Wirkverbindung des magnetischen Mittels 40 mit dem Magnetschlussmittel 45, ggf. unterstützt durch eine elektromagnetische Wirkverbindung des Elektromagneten 60 mit dem magnetischen Abschnitt 70, herbeigeführt wird. Es können jedoch, ohne dass dies in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, zusätzliche mechanische Federmittel vorgesehen sein, um eine gewünschte Bewegung des Abdeckmittels 25 zu unterstützen. So kann an dem Ladedosenhalter 10 im Bereich des Abschnittes 35 eine Drehfeder angeordnet sein, die in Wirkverbindung mit dem Abschnitt 30 steht: Wenn das Abdeckmittel 25 magnetschlussbedingt von der Öffnungsposition in die Abdeckposition bewegt, so wird die Drehfeder vorgespannt. Hierdurch wird die Bewegung des Abdeckmittels 25 bei einer gewünschten Einnahme der Abdeckposition federkraftbedingt unterstützt.
Bezugszeichenliste:
1 Kraftfahrzeug
5 Ladedose
10 Ladedosenhalter
15 erster Stromanschluss
20 zweiter Stromanschluss
25 Abdeckmittel
30 runder Abschnitt
35 korrespondierender Abschnitt
40 magnetisches Mittel
45 Magnetschlussmittel
50 elektrische Leitung
55 Platine
60 Elektromagnet
65 elektrische Leitung
70 magnetischer Abschnitt
M Wirkverbindung
S Schenkachse
Claims
1. Ladedose (5) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem an einem Ladedosenhalter (10) vorgesehenen ersten Stromanschluss (15) und zweiten Stromanschluss (20), sowie einem Abdeckmittel (25) zur wahlweisen Überdeckung eines der beiden Stromanschlüsse (15, 20) in einer Abdeckposition oder Freigabe in einer
Öffnungsposition, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckmittel (25) verschwenkbar an dem Ladedosenhalter (10) gelagert sowie magnetschlüssig mit diesem wirkverbunden und eingerichtet ist, eine magnetschlüssig induzierte Bewegung des Abdeckmittels (25) von der Abdeckposition in die Öffnungsposition und zurück durchzuführen oder anzuhalten.
2. Ladedose (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ladedosenhalter (10) eine Schwenkachse (S) des Abdeckmittels (25) mindestens teilweise gelagert und/oder ein Magnetschlussmittel (45) mindestens teilweise aufgenommen ist.
3. Ladedose (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetschlussmittel (45) als Elektromagnet ausgebildet ist und in Wirkverbindung mit mindestens einem Abschnitt (30) des Abdeckmittels (25) und/oder der Schwenkachse (S) steht, welche als Magnet und/oder mit einem magnetischen Bestandteil ausgebildet sind.
4. Ladedose (5) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetschlussmittel (45) mit einer in der Ladedose (5) befindlichen Leiterplatte (55) wirkverbunden ist.
5. Ladedose (5) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich eines der Schwenkachse (S) entgegengesetzten Endes des Abdeckmittels (25) ein mit diesem Wirkverbundener Elektromagnet (60) befindet, der eingerichtet ist,
9 das Abdeckmittel (25) zur Einleitung einer Öffnungsposition magnetisch abzustoßen und/oder zur Einnahme der Abdeckposition magnetisch anzuziehen. Kraftfahrzeug (1), gekennzeichnet durch mindestens eine Ladedose (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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