CN109952455A - 周转式齿轮传动装置、尤其是具有整合的圆柱齿轮差速器的减速传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种周转式齿轮传动装置，其具有布置在第一行星件平面内的第一行星件、布置在第二行星件平面内的第二行星件和行星架，行星架具有第一支架器壁区段、第二支架器壁区段和第三支架器壁区段，其中，第一和第二支架器壁区段相互轴向间隔开并且由基础部件形成，而第三支架器壁区段由盖元件形成，盖元件被安放在基础部件上，第二支架器壁区段承载有多个在圆周方向上相互间隔开的兜部，它们分别在第二齿部平面内具有轴向延伸的兜部器壁，并且在背离第一支架器壁区段的端部区域中通过径向延伸的兜底部封闭，在各自的兜部中容纳有第二齿部平面的行星件，并且盖元件在兜底部上安放在分别背离兜内部的盖安设面上。
Description
技术领域
本发明涉及一种周转式齿轮传动装置，其具有承载第一齿部平面内的第一行星系以及承载第二齿部平面内的第二行星系的行星架，其中，第一行星系的至少一个行星件与第二行星系的行星件在行星架的区域内传动耦联。尤其是本发明在此还涉及一种用于电动驱动的机动车的该周转式齿轮传动装置的实施方案，其中，该周转式齿轮传动装置实施为具有整合的圆柱齿轮差速器的减速传动装置。
背景技术
由DE 10049564 A公知一种周转式齿轮传动装置。在该公知的传动装置中，行星架由基础元件和安放其上的盖组成。基础元件形成其中安设有第一行星组的行星件的兜部。第二行星组的行星件被安设在基础元件与所安放的盖之间的中间空间内。盖与基础元件的耦联通过过梁实现，过梁与基础元件整合构造，并且跨接第二齿部平面。
由DE 740 15 23 A公知一种用于周转式齿轮传动装置的行星架，该行星架同样在两个齿部平面内支撑行星件，其中，行星架构成为使得该行星件架作为一体式的构件形成三个在轴向上依次排列的并且分别承载行星销的器壁。
发明内容
本发明的任务是，提供一种周转式齿轮传动装置，它的行星件有利地被径向支撑，并且突出之处在于具有牢固的、紧凑的且可低成本实现的构造。
该任务根据本发明通过周转式齿轮传动装置得以解决，该周转式齿轮传动装置包括：
-布置在第一行星件平面内的第一行星件，
-布置在第二行星件平面内的第二行星件，以及
-行星架，行星架具有第一支架器壁区段、第二支架器壁区段和第三支架器壁区段，其中
-第一和第二支架器壁区段相互轴向间隔开并且由基础部件形成，而第三支架器壁区段由盖元件形成，盖元件被安放在基础部件上，
-第二支架器壁区段承载有多个在圆周方向上相互间隔开的兜部，这些兜部分别具有在第二齿部平面内轴向延伸的兜部器壁，并且在背离第一支架器壁区段的端部区域内通过径向延伸的兜底部封闭，
-在各自的兜部中容纳有第二齿部平面的行星件，并且
-盖元件在兜底部上安放在分别背离兜内部的盖安设面上。
由此能够以有利的方式提供周转式齿轮传动装置，在其中，可以在唯一的、高刚性的整体部件上构造有对于第一和第二齿部平面的行星件的定位极其重要的几何形状，并且即使在负荷力矩很高的情况下也能够在彼此啮合的圆柱齿轮上得到有利的滚转关系。
根据本发明的特别优选的实施方式，第一以及第二行星件支承在行星销上，行星销于是紧凑配合地容纳在基础部件的孔内。行星件在此优选地经由滚动轴承、尤其是滚针轴承安设在那些行星销上。
根据本发明的周转式齿轮传动装置优选构成为使得第一支架器壁区段、第二支架器壁区段、兜部器壁、以及兜底部由整体部件形成。该整体部件在此又优选由铸造材料、尤其是由球墨钢铸材料制成。然而作为替选也能够将该整体部件作为锻造构件制成，或者也能够作为例如由多个板材成形部件构成的经焊接的构件来制成。
根据本发明的特别优选的实施方式，基础部件构成为使各自的兜底部都形成有容纳孔，在容纳孔中安设有行星销的相应的区段。
根据本发明的特别的方面，可以延长构造各自的行星销，使得该行星销在背离兜内部的一侧上凸出超过由兜底部构成的盖安设面，其中，盖元件于是利用相应的配合孔容纳各自的行星销的超出部分。由此得到了盖元件的精准定位以及盖元件与基础部件的能够承受高负荷的抗相对转动的(drehfest)耦联。此外，盖元件还在支撑住行星销的安设在兜底部中的区段时起到加固的作用。
根据本发明的另外的特别的方面，可以以如下方式地构造周转式齿轮传动装置，即，使得第二齿部平面在位于兜部之间的中间区域中藏有圆柱齿轮差速传动装置的组件。由此以特别有利的方式得到以下可能性，即，在那个经由第二行星件引起转矩提高的齿部平面内实现对周转式齿轮传动装置的经分路的功率截取。圆柱齿轮差速传动装置的太阳轮在此可以在兜底部之间位于和兜底部一样的轴向高度水平上。因此也可以考虑利用该构造空间区域用来实现高的零部件密度。然后，使安放到兜底部上的盖元件封闭住第二齿部平面。
兜部优选以如下方式构成，即，其中每一个兜部都产生在径向剖面中呈U形的结构，于是其中，容纳在其中的行星件是圆柱齿轮，其齿部区段式地朝着基础部件的圆周区域暴露。该行星件于是例如可以径向从内部与齿圈啮合，该齿圈在第二齿部平面内延伸并且与行星架同轴地围嵌行星架。
周转式齿轮传动装置的特别高的基础传动比能够以有利的方式通过使容纳在各自的兜部内的行星件抗相对转动地与在第一齿部平面内共轴布置的行星件耦联来实现。布置在第一齿部平面内的第一行星件优选相比第二行星件具有更大的节圆直径。第一和第二行星件在此可以被设计成多级行星件，它要么制造成一体式的行星件，要么由两个抗相对转动地耦联的单齿轮拼接。
盖元件以有利的方式可以如下这样地设计，即，使该盖元件提供轴承孔，用于容纳与行星架的周转轴线同心的轴承装置。在该轴承装置内于是可以径向支撑与轴承轴线共轴的轴或太阳轮。也可以经由该盖元件径向支撑住行星架。
根据本发明的另外的特别的方面也可以如下这样地设计盖元件，即，使得该盖元件在外圆周上提供齿部，该齿部能够实现的是，经由盖元件也实现驻车联锁齿轮，该驻车联锁齿轮能经由止动机构可切换地固定。
在根据本发明的周转式齿轮传动装置中设置有两个行星组。这些行星组共同地支承在行星架上，却并排地布置在相邻的轴向依次排列的第一和第二齿部平面上，其中，第一齿部平面的行星组也跨越到第二齿部平面内，并且在那里与另一行星组处于咬合的作用连接状态。在根据本发明的周转式齿轮传动装置中，行星架形成有用于其中一个跨越的行星件的至少一个兜部，并且该兜部的底部同时具有用于支承该跨越的行星件的销的眼洞。销轴向探伸超出被用作过梁的兜底部的眼洞，并且伸入盖元件的另外的眼洞中。跨越两个齿部平面的行星件尤其是可以设计成多级行星件或者设计成“长的”行星件。
附图说明
结合附图由以下描述给出本发明的另外的细节和特征。其中：
图1示出用于展示根据本发明的周转式齿轮传动装置的结构的立体的分解图，其具有行星架，行星架在轴向上依次排列的齿部平面上承载有第一和第二行星系；
图2示出用于进一步展示根据本发明的周转式齿轮传动装置的构造的轴向剖面图。
具体实施方式
根据图1的图示出了根据本发明的用于机动车的周转式齿轮传动装置的第一实施方式的实施例。
该周转式齿轮传动装置由布置在第一行星件平面E1内的第一行星件P1、布置在第二行星件平面E2内的第二行星件P2、和行星架C组成，行星架具有用于提供径向支撑的第一器壁的第一支架器壁区段C1和用于提供径向支撑的第二器壁的与第一支架器壁区段C1轴向间隔开的第二支架器壁区段C2、和用于提供径向支撑的第三器壁的又与第二支架器壁区段C2轴向间隔开的第三支架器壁区段C3。
在根据本发明的周转式齿轮传动装置中，第一和第二支架器壁区段C1、C2由基础部件GC形成，而第三器壁区段由盖元件GD形成。第二支架器壁区段C2在此承载有多个在圆周方向上相互间隔开的兜部T，它们分别具有在第二齿部平面E2内轴向延伸的兜部器壁T1，并且在与第一支架器壁区段背离的端部区域内通过径向延伸的兜底部T2封闭。在各自的兜部T中容纳有第二齿部平面E2的行星件P2，并且盖元件C3在兜底部T2上安放在分别背离兜内部的盖安设面T2′上。
第一和第二行星件P1、P2经由滚针轴承支承在行星销B上。第一支架器壁区段C1、第二支架器壁区段C2、兜部器壁T1、以及兜底部T2由整体部件GC形成，该整体部件在此由铸造材料制成。
各自的兜底部T2都形成有容纳孔T3，在容纳孔中以紧凑配合的方式安设有行星销B的相应的区段。各自的行星销B延长构造，使得该行星销在背离兜内部的一侧上凸出超过由兜底部T2形成的盖安设面T2′。盖GD利用相应的孔T4容纳各自的行星销B的超出部分。
第二齿部平面E2在位于兜部T之间的中间区域内藏有圆柱齿轮差速传动装置SD的组件。该圆柱齿轮差速传动装置包括在第二齿部平面E2内延伸的行星系P3、以及第一和第二太阳轮S1、S2。两个太阳轮S1、S2经由行星系P3以可反方向转动的方式相互耦联。行星系P3的行星件同样经由行星销B2支承在行星架C上。这些行星销B2安设在第二支架器壁区段C2的、以及第三支架器壁区段C3的孔内。第二太阳轮S2的轴向定位被协调为使得该第二太阳轮在兜底部T2的轴向高度水平上延伸。圆柱齿轮差速器SD的构造方式是：通过太阳轮S1、S2上的齿形变位使得行星系P3的行星件可以在第一太阳轮S1的轴向高度水平上相互啮合，而不会在此让径向从外部啮合到第二太阳轮S2中的“较长的”行星件与第一太阳轮S1发生碰撞。关于该传动方案，尤其是关于行星件和太阳轮的啮合方式，可以参见源于申请人的DE10 2012 222 223 A1。在此示出的周转式齿轮传动装置的特点在于，在第二齿部平面E2内部保留在兜部T之间的构造空间容纳有圆柱齿轮差速传动装置的在第二齿部平面内的组件。
兜底部T2如上文实施地在存在有圆柱齿轮差速传动装置SD的太阳轮S2的轴向高度水平上延伸。盖元件GD对于该第二太阳轮S2用作轴向止挡和向心轴承支架，并且轴向封闭第二齿部平面E2。
其中每个兜部T都形成在径向剖面中呈U形的结构。安设在该兜部中的行星件P2构造成圆柱齿轮，其齿部区段式地朝着基础部件GC的圆周区域暴露。兜部器壁T1相对比较靠近地沿着行星件P2的圆周引导。该行星件P2径向从内部与在此未进一步示出的在第二齿部平面E2内延伸的齿圈啮合。容纳在各自的兜部T2内的行星件P2经由轴颈抗相对转动地与在第一齿部平面内共轴布置的行星件P1耦联。这些行星件P1、P2也可以构造成一体式的多级行星件，或者所谓的“长的”并且包含两个齿部平面的行星件。
盖元件GD提供轴承孔，在其中以可转动的方式支承第二太阳轮S2的凸缘区段。该轴承孔围有颈圈GD1。在该颈圈GD1上安设有用于径向支承行星架C的滚动轴承L4，正如结合图2会看的更清楚的那样。虽然在这里看不清楚，盖元件GD仍可以配有齿部，并且经由盖元件GD实现驻车联锁齿轮。
对盖元件GD的轴向固定可以经由螺钉B3实现，这些螺钉在此拧入构造在兜部T的器壁内的螺纹孔B4中。
根据图2的图示在轴向剖面图中示出了根据本发明的周转式齿轮传动装置的构造。正如图1实施地，周转式齿轮传动装置包括布置在第一行星件平面E1内的第一行星件P1、布置在第二行星件平面E2内的第二行星件P2和行星架C。行星架C包括用于提供径向支撑的第一器壁的第一支架器壁区段C1、用于提供径向支撑的第二器壁的与第一支架器壁区段C1轴向间隔开的第二支架器壁区段C2、和用于提供径向支撑的第三器壁的与第二支架器壁区段C2轴向间隔开的第三支架器壁区段C3。
第一和第二支架器壁区段C1、C2由基础部件GC形成，而第三器壁区段C3由盖元件GD形成。第二支架器壁区段C2在此承载有多个在圆周方向上相互间隔开的兜部T，它们分别具有在第二齿部平面E2内轴向延伸的兜部器壁T1并且在背离第一支架器壁区段C1的端部区域内通过径向延伸的兜底部T2封闭。在各自的兜部T中容纳有第二齿部平面E2的行星件P2，并且盖元件C3在兜底部T2上安放在分别背离兜内部的盖安设面T2′上。
第一和第二行星件P1、P2经由滚针轴承L2支承在行星销B上。第一支架器壁区段C1、第二支架器壁区段C2、兜部器壁T1、以及兜底部T2由整体部件GC形成，该整体部件在此由铸造材料制成。
第一齿部平面E1的行星件P1抗扭地与第二齿部平面P2的行星件P2耦联。该轴向跨越了两个平面E1、E2的齿轮机构形成多级行星件。对该多级行星件的驱动经由太阳轮S3实现，该太阳轮径向从内部与第一齿部平面E1的行星件P1啮合。第二行星件P2径向从内部与在此未进一步示出的静止不动的在第二齿部平面E2内延伸的齿圈啮合。藏有第二行星件P2的兜部T朝向第一行星件P1轴向敞开。由两个行星件P1、P2形成的多级行星件径向支撑在第一支架器壁C1上并且支撑在兜底部T2的眼洞内。在行星架的保留在兜部T之间的内部空间中容纳有圆柱齿轮差速传动装置SD。太阳轮S1、S2相互定心，并且此外还径向支撑在第二支架器壁区段C2以及第三支架器壁区段C3内。这两个支架器壁区段C2、C3也形成了用于圆柱齿轮差速传动装置的这两个太阳轮S1、S2的轴向止挡件。
行星销B轴向在形成超出区段的情况下穿过兜底部T2。该超出区段于是嵌入盖GD的配合孔内，并且在盖与基础部件GC形成抗相对转动的耦联的情况下对盖定心。
行星销B设有中央孔，其用于向轴承L2的区域内输送润滑油。润滑剂的供应通过捕集环R实现，该捕集环形成径向向内开放的捕集通道，该捕集通道经由插销通道R1与行星销B的内部区域连通。向行星销B内输送润滑油在此通过离心效应来实现。
根据本发明的周转式齿轮传动装置作为电动驱动的机动车的具有整合的车桥差速器的减速传动装置的工作方式如下：
由在此未进一步示出的电动马达产生的驱动转矩经由太阳轮S3的内齿部SZ3耦入到太阳轮S3中。太阳轮S3径向从内部与行星件P1啮合，并且驱动这些行星件P1。行星件P1经由滚针轴承L2支承在行星销B上。行星销B的两侧支撑在行星架C的径向器壁C1、T2和C3中。行星架C在这里被设计成装好的结构，它由整体部件GC和轴向安放的盖元件C3构成。行星件P1抗扭地与行星件P2耦联。这通过在行星件P2上构造有轴向突出超过它的正齿部的衬套区段得以实现，该衬套区段承载有扁平的外齿部，该外齿部与第一行星件P1的互补的内齿部啮合。第二行星件P2径向从内部与在第二齿部平面E2的轴向高度水平上围嵌行星架C的齿圈啮合。基于第二行星件P2相对于该齿圈的转动，使得行星件P2沿着齿圈的内圆周游动，并且经由行星销B带动行星架C。行星架C在兜部T之间的中间区域内承载有圆柱齿轮差速器SD。该圆柱齿轮差速器SD与行星架C的运动耦联经由圆柱齿轮差速器SD的行星销B2实现。这些销B2被安设在构造在中间的支架器壁C2以及盖元件C3内的孔中。在这些销B2上安设有圆柱齿轮差速器SD的行星件P3。行星件P3中的一部分径向从外部与第一太阳轮S1啮合，行星件P3中的另外的部分径向从外部与第二太阳轮S2啮合。这些行星件P3于是成对地以可反向转动的方式耦联，从而最终实现太阳轮S1、S2的可反向转动的耦联。太阳轮S1、S2设有内齿部S1Z、S2Z。经由这些内齿部S1Z、S2Z实现向左边的和右边的车轮驱动轴的、或者向前车桥和后车桥的转矩截取。
能够实现的是，与第三太阳轮S3齿部SZ3啮合的的驱动轴实施为空心轴，并且与齿部S1Z啮合的车轮驱动轴被共轴地引导穿过该轴。那个与内齿部SZ3啮合的空心轴可以同时形成电动马达的转子轴，它驱动太阳轮S3。然而也能够实现的是，在中间接入其他传动机构、尤其是牵引件或圆柱齿轮传动机构的情况下设计对太阳轮S3的驱动，使得驱动马达可以径向相对传动装置轴线X错开地布置。
由基础部件GC和安放的盖C3形成的行星架C在两侧经由支承部L3、L4来支承。支承部L3构造成滚动轴承，并且被安设在颈圈C1B上，该颈圈轴向在背离支架壁C2的一侧上突出超过第一支架壁C1。支承部L3同样也构造成滚动轴承，并且安设在颈圈GD1上，该颈圈由盖元件C3提供并且轴向在背离中间的支架壁C2的一侧上突出超过盖元件的前部面。
行星架C如上所述地由两个主要组成部分构成，也就是基础部件GC和盖元件C3。基础部件GC形成两个相邻的并且藏有第一齿部平面的支架器壁C1和C2以及兜部T，兜部从中间的支架器壁C2朝盖元件的方向轴向延伸。在这里被称为兜部的结构由轴向延伸的兜部器壁T1和兜底部T2构成。兜部T通过中间的支架器壁C2朝着第一齿部平面E1轴向开放，并且此外还提供径向向外开放的窗口，行星件P2的圆柱齿轮齿部的一部分通过该窗口径向朝外地暴露。兜底部T2形成安设面T2′，在上面安放盖元件C3，此外，兜底部还形成有孔(眼洞)T3，行星销B被安设其中并且具有超出部分。基础部件GC因此用作复杂的立体的结构构件，它形成有针对行星销B的、进而针对也组成行星件P1和P2的多级行星件的两侧的支承部的两个销孔T5、T4。盖元件C3有助于行星销B支撑在兜底部T2区域内的支撑能力，并且引起所有轴向从第二齿部平面E2探伸出来的行星销B、B2的耦联。行星件P1、P2可以利用已经容纳其中的滚针轴承来径向从外部***基础部件GC中，然后可以轴向地将行星销B推移穿过孔T4、T5。从兜底部T2那侧出发将圆柱齿轮差速器SD安放到中间的支架壁C2上。然后将盖元件C3安放在该结构组件上，并且经由螺钉B3(见图1)安装在基础部件GC上。第二齿部平面E2的轴向延展通过被设计成兜部T的结构跨接。兜部因此用作过梁、用作行星件P2的护罩并且用作用于在第一支架器壁C1对面支撑行星销B的销支架。行星销B也用作用于将盖元件C3位置正确地接驳到基础部件CG上的耦联机构。被兜部的底部区段T2收入的轴向高度水平上藏有圆柱齿轮差速器SD的位于兜部T之间的太阳轮S2，从而让该构造空间还可以被利用。
根据本发明的方案优选地以如下方式实行，即，使得基础部件GC承载三个以相同的圆周分隔来布置的兜部T。这特别有利地也适合于仅仅用两个兜部T、或者也可以是四个兜部T实现。
术语齿部平面或行星件平面E1、E2在本说明的上下文中被理解为各自的圆柱齿轮P1、P2所在的并且与相应的配对齿轮处于嵌合状态的空间区域。
因此这不是几何意义上的二维区域，而是立体空间，该立体空间的高度基本上相应于行星件P1、P2的齿部区域的轴向长度。第二齿部平面E2在这里也还包括第二太阳轮S2的区域，它的齿部大致在兜底部T2的轴向高度水平上延伸。在图1和2中对这些平面的简图仅仅是用于展示清楚，并且在它们的轴向延展方面并不精确地相应于在本实施例中实际存在的几何形状上的事实。
第一支架器壁区段C1与第二、也就是中间的支架器壁区段C2的耦联一方面通过柱体器壁实现，柱体器壁沿着这些支架器壁区段的外圆周在由行星件P1的齿部占据的圆周区域之间延伸。行星件P1在第一支架器壁区段C1的外周圆内部同样也可以被兜部器壁包围，这些兜部器壁仅仅在太阳轮S3的啮合区域内才形成尺寸足够大的窗口。
Claims (10)
1.周转式齿轮传动装置，所述周转式齿轮传动装置具有：
-布置在第一行星件平面(E1)内的第一行星件(P1)，
-布置在第二行星件平面(E2)内的第二行星件(P2)，
-被设置成用于围绕着传动装置轴线(X)周转的行星架(C)，所述行星架具有第一支架器壁区段(C1)、与所述第一支架器壁区段(C1)轴向间隔开的第二支架器壁区段(C2)和与所述第二支架器壁区段(C2)轴向间隔开的第三支架器壁区段(C3)，
其中，
-所述第一支架器壁区段和所述第二支架器壁区段(C1、C2)由基础部件(GC)形成，而所述第三器壁区段(C3)由盖元件(GD)形成，
-所述第二支架器壁区段(C2)承载有多个在圆周方向上相互间隔开的兜部(T)，所述兜部分别具有在所述第二齿部平面(E2)内沿着所述传动装置轴线(X)方向轴向延伸的兜部器壁(T1)，并且在背离所述第一支架器壁区段(C1)的端部区域中通过径向延伸的兜底部(T2)封闭，
-在各自的兜部(T)中容纳有所述第二齿部平面(E2)的第二行星件(P2)，并且
-所述盖元件(GD)在所述兜底部(T2)上安放在分别背离兜内部的盖安设面(T2′)上。
2.根据权利要求1所述的周转式齿轮传动装置，其特征在于，所述第一行星件和/或所述第二行星件(P1、P2)支承在行星销(B)上。
3.根据权利要求1或2所述的周转式齿轮传动装置，其特征在于，所述第一支架器壁区段(C1)、所述第二支架器壁区段(C2)、所述兜部器壁(T1)、以及所述兜底部(T2)由形式为一体式的整体部件的基础部件(GC)形成。
4.根据权利要求3所述的周转式齿轮传动装置，其特征在于，所述基础部件(GC)由铸造材料制成。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的周转式齿轮传动装置，其特征在于，各自的兜底部(T2)都形成有容纳孔(T3)，在所述容纳孔中安设有行星销(B)的相应的区段。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的周转式齿轮传动装置，其特征在于，各自的行星销(B)如下这样长地构造，即，使得所述行星销在背离兜部(T)内部的一侧上凸出超过由所述兜底部(T2)形成的盖安设面(T2′)，并且所述盖元件(GD)利用相应的孔(T4)容纳所述行星销(B)的超出部分。
7.根据权利要求1至6中至少一项所述的周转式齿轮传动装置，其特征在于，所述第二齿部平面(E2)在位于所述兜部(T)之间的中间区域内藏有圆柱齿轮差速传动装置(SD)的组件。
8.根据权利要求7所述的周转式齿轮传动装置，其特征在于，所述兜底部(T2)在所述圆柱齿轮差速传动装置(SD)的太阳轮(S2)所在的轴向高度水平上延伸。
9.根据权利要求1至8中至少一项所述的周转式齿轮传动装置，其特征在于，所述盖元件(SD)封闭所述第二齿部平面(E2)。
10.根据权利要求1至9中至少一项所述的周转式齿轮传动装置，其特征在于，每个所述兜部(T)都形成在径向剖面中呈U形的结构，并且容纳在其中的第二行星件(P2)是圆柱齿轮，其在所述第二齿部平面内的齿部区段式地朝向所述基础部件(GC)的圆周区域暴露，并且/或者所述行星件(P2)径向从内部与在所述第二齿部平面(E2)内延伸的齿圈啮合，并且/或者容纳在各自的兜部中的行星件(P2)抗相对转动地与在所述第一齿部平面(E1)内共轴布置的行星件耦联。
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