DE10125488A1 - Shock absorber with throttle has piston with two longitudinal grooves in outer jacket to form single path out of internal high pressure chamber of absorber - Google Patents
Shock absorber with throttle has piston with two longitudinal grooves in outer jacket to form single path out of internal high pressure chamber of absorberInfo
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Abstract
Description
Diese Erfindung betrifft Stoßdämpfer allgemein und insbesondere einen Stoßdämpfer mit einer Längsnut als Drosselblende, durch die eine verbesserte Dämpfung erzielt wird.This invention relates generally to shock absorbers, and more particularly to a shock absorber a longitudinal groove as a throttle, through which an improved damping is achieved.
Gemäß dem Stand der Technik wird die Dämpfungscharakteristik von Stoßdämpfern im Allgemeinen durch Drosselblenden, üblicherweise Bohrungen im Kolbenboden des Stoßdämp fers, bestimmt. Der Stoßdämpfer nutzt dabei den Vorgang, dass die kinetische Energie des be wegten abzubremsenden Körpers in Wärmeenergie der durch eine oder mehrere Öffnungen ge pressten Flüssigkeit gewandelt wird. Zum Erreichen der gewünschten Dämpfungscharakteristik werden dem Stand der Technik gemäß drei Verfahren verwendet.According to the prior art, the damping characteristics of shock absorbers in the Generally through throttle orifices, usually holes in the piston crown of the shock absorber heels, definitely. The shock absorber uses the process that the kinetic energy of the be moved body to be braked in thermal energy of ge through one or more openings pressed liquid is converted. To achieve the desired damping characteristics are used in the prior art according to three methods.
Bei der ersten allgemein bekannten Ausführung hat der Stoßdämpfer eine einzige Öffnung, die aus einer Bohrung durch den Kolbenkopf des Stoßdämpfers besteht. Eine an der Kolbenstan ge ansetzende Kraft presst ein Kugelrückschlagventil in seinen Sitz, das dann geschlossen bleibt. Während Öl durch die Öffnung im Kolbenboden gepresst wird, wird Wärme erzeugt zusammen mit einem Druckabfall, der die Widerstandskraft bildet. Beim Nachlassen der Kraft sorgt eine gespannte Rückholfeder dafür, dass der Kolben zurückgesetzt, das Kugelrückschlagventil ent lastet und somit geöffnet wird und die Flüssigkeit sodann rasch zurückfließen kann.In the first generally known embodiment, the shock absorber has a single opening, which consists of a hole through the piston head of the shock absorber. One on the piston rod The applied force presses a ball check valve into its seat, which then remains closed. As oil is pressed through the opening in the piston crown, heat is generated together with a pressure drop that forms the resistance. When the strength decreases, one provides tensioned return spring for the piston to reset, the ball check valve loads and is thus opened and the liquid can then flow back quickly.
Die zweite allgemein bekannte Ausführung ist ein Stoßdämpfer mit mehreren Drosselblen den, bestehend aus zwei konzentrisch angeordneten Zylindern mit einem Ringraum zwischen dem inneren und äußeren Zylinder und mehreren über die ganze Länge des "Stoßrohr" genannten inneren Zylinders verteilten Bohrungen. Bei einer Bewegung des Kolbens wird das Öl durch die Löcher der inneren Zylinderwand über die Ölrückflussführung in einen geschlossenen, hinter dem Kolbenkopf angeordnetes, auch Akkumulator genanntes Schaumstoff-Ölreservoir gepresst. Beim Zurücksetzen schiebt eine Feder den Kolbenkopf aus dem Innenraum nach Außen, wo durch eine Rückschlagklappe geöffnet und dem Öl der Rückfluss vom Akkumulator in den inne ren Zylinder ermöglicht wird.The second generally known embodiment is a shock absorber with a plurality of throttle balls the, consisting of two concentrically arranged cylinders with an annular space between the inner and outer cylinders and several called along the entire length of the "shock tube" inner cylinder distributed holes. When the piston moves, the oil is removed by the Holes in the inner cylinder wall via the oil return line in a closed, rear the foam head arranged, also called accumulator, pressed oil reservoir. When resetting, a spring pushes the piston head out of the interior, where opened by a non-return valve and the oil returns from the accumulator inside ren cylinder is made possible.
Bei einer dritten Ausführungsform ist die konstant große Blendenöffnung durch eine kom plexere Konstruktion ersetzt, bei der ein Kolben mit einer variierenden Blendenöffnung einge setzt wird, die aus einer immer enger werdenden spiralförmigen Nut besteht. Wird der Kolben beim Stoß vorwärts geschoben, dann wird die Flüssigkeit durch die immer enger werdende spi ralförmige Nut gepresst. Dieser Vorgang endet, wenn der Stoßdämpfer den bewegten Körper abgebremst hat. Im Gegensatz zu einer konstant großen Blendenöffnung, sorgt eine so gestaltete Nut dafür, dass der Fließwiderstand kontinuierlich zunimmt. Bei einer Vorwärtsbewegung des Kolbens bleibt daher die Kraftverteilung praktisch konstant, was allgemein eine Verringerung der Stoßkraft bei der erforderlichen Arbeitsleistung zur Folge hat.In a third embodiment, the constant large aperture is a com More complex construction replaced, in which a piston with a varying aperture opening is set, which consists of an increasingly narrow spiral groove. Will the piston pushed forward during the impact, then the liquid is pushed through the increasingly narrow spi ral-shaped groove pressed. This process ends when the shock absorber moves the body has slowed down. In contrast to a constantly large aperture, a so designed Groove that the flow resistance increases continuously. When the Piston therefore the force distribution remains practically constant, which is generally a reduction the impact of the work required.
Im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik entstehen beim Verwenden von Stoßdämpfern mit einer oder mehreren Drosselblenden unerwünschte Druckspitzen im Mo ment des Zufahrens der Drosselblenden. Auch wurde festgestellt, dass sich die Querschnittsflä che einer spiralförmigen Nut nicht schnell genug ändert, um rasch ändernde Dämpfungseigen schaften zu erzielen.In view of the prior art described above arise when using of shock absorbers with one or more orifice plates undesirable pressure peaks in the month ment of closing the throttle orifices. It was also found that the cross-sectional area surface of a spiral groove does not change quickly enough to have rapidly changing damping properties to achieve.
Es besteht im diesem Bereich daher ein anhaltender Bedarf nach einem Stoßdämpfer, des sen Blendenöffnung sich gleichmäßig verkleinert und bei dem keine Druckspitzen auftreten.There is therefore a continuing need for a shock absorber in this area aperture is evenly reduced and there are no pressure peaks.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, einen Stoßdämpfer zu schaffen, der die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwindet.An object of the present invention is therefore to provide a shock absorber that meets the above overcomes the disadvantages of the prior art described.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Stoßdämpfer zu schaffen, dessen Blendenöffnung sich durch Einsatz einer Längsnut gleichmäßig verringert und der keine Druck spitzen aufweist.Another object of the present invention is to provide a shock absorber whose Aperture opening is evenly reduced by using a longitudinal groove and the no pressure has pointed.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Stoßdämpfer zu schaffen, der ver besserte Dämpfungseigenschaften aufweist.Another object of the present invention is to provide a shock absorber that ver has better damping properties.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen verbesserten Stoßdämpfer mit ein facher Konstruktion und verbesserten Dämpfungseigenschaften zu schaffen.Another object of the present invention is to provide an improved shock absorber fold construction and improved damping properties.
Die vorliegende Erfindung zielt auf einen verbesserten Stoßdämpfer hin, bei dem der Stoß dämpferkopf zumindest eine Längsnut mit wie bei einer schiefen Ebene variierender Nuttiefe enthält. Die Konstruktion der vorliegenden Erfindung schafft bessere Dämpfungseigenschaften und vermeidet das Entstehen von Druckspitzen. Sobald sich der Kolben in den Zylinder des Stoßdämpfers hineinbewegt, wird die Längsnut (oder -nuten) auf den Außenmantel des Kolbens zum einzigen Pfad, der aus dem Hochdruck-Innenraum des Stoßdämpfers herausführt. Der wirk same Querschnitt der Längsnut hängt von der Position des Kolbens relativ zu einer Stufenkante im Zylinder ab. Querschnittsflächen und Anzahl der Nuten sind konstruktiv durch die zu erwar tenden Stoßvorgänge und gewünschten Dämpfungskennlinien beliebig festlegbar. Der Kolben ist so konstruiert, dass er einen engen Pass zur Zylinderbohrung hat und/oder gegen sie abgedichtet ist. Bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens in der Zylinderbohrung erreicht er eine Grenzlinie, ab der der enge Pass oder die Abdichtung wirksam wird. Bei einer Ausführungsform dieser Er findung weist die Längsnut im Kolben, die vom Beginn des engen Passes oder der Abdichtung an die wirksame Drosselblende darstellt, eine entlang der Länge des Kolbens stetig abnehmende, Querschnittsfläche auf. Jede passende Form, sei sie rechteckig, v-förmig, halbrund oder jeder anderen Geometrie, die eine leichte Fertigung ermöglicht und durch die entsprechende Dämp fung erreicht wird, kann als Nut verwendet werden. Eine einzelne Nut oder mehrere Nuten unter schiedlicher Längen, Formen, Größen und unterschiedlicher Querschnitte können eingesetzt werden, um die gewünschten Dämpfungseigenschaften zu erzielen.The present invention is directed to an improved shock absorber in which the shock Damper head at least one longitudinal groove with varying groove depth as with an inclined plane contains. The construction of the present invention provides better damping properties and avoids pressure peaks. Once the piston is in the cylinder of the Moves the shock absorber in, the longitudinal groove (or grooves) on the outer surface of the piston to the only path that leads out of the high pressure interior of the shock absorber. The real one same cross section of the longitudinal groove depends on the position of the piston relative to a step edge in the cylinder. Cross-sectional areas and number of grooves can be expected from the design tendency shock processes and desired damping characteristics can be defined as desired. The piston is constructed so that it has a tight fit to the cylinder bore and / or seals against it is. When the piston moves forward in the cylinder bore, it reaches a limit line, from which the narrow pass or the sealing becomes effective. In one embodiment of this Er Invention shows the longitudinal groove in the piston, from the beginning of the tight fit or the seal represents the effective throttle diaphragm, a continuously decreasing along the length of the piston, Cross-sectional area. Any suitable shape, be it rectangular, V-shaped, semicircular or any other geometry, which enables easy production and by the corresponding damper can be used as a groove. A single groove or multiple grooves under Different lengths, shapes, sizes and different cross sections can be used to achieve the desired damping properties.
Zum besseren Verständnis der Grundlagen und Ziele der Erfindung wird auf die folgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Anwendung der Erfindung verwiesen, die im Zu sammenhang mit den vorliegenden Zeichnungen gelesen werden sollte:For a better understanding of the principles and objectives of the invention, reference is made to the following detailed description of a preferred application of the invention referenced in Zu should be read in conjunction with the present drawings:
Abb. 1 zeigt den Schnitt der Seitenansicht eines Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Kolben in der Ausgangsposition. Fig. 1 shows the section of the side view of a shock absorber according to the present invention with the piston in the starting position.
Abb. 2 ist eine Ansicht der Abb. 1 worin der Kolben auf der Hälfte seines Weges in den Zylinder hinein dargestellt ist. Fig. 2 is a view of Fig. 1 showing the piston halfway into the cylinder.
Abb. 3 zeigt den Schnitt der Seitenansicht einer Ausführungsform des Kolbens gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 shows the section of the side view of an embodiment of the piston according to the present invention.
Abb. 4 zeigt die Vorderansicht des Kolbens aus Abb. 3. Fig. 4 shows the front view of the piston from Fig. 3.
Abb. 5 zeigt den Schnitt der Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Kolbens gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 5 shows the section of the side view of another embodiment of the piston according to the present invention.
Abb. 6 zeigt die Vorderansicht des Kolbens aus Abb. 5. Fig. 6 shows the front view of the piston from Fig. 5.
Wie in den Zeichnungen genau dargestellt, zeigt Abb. 1 eine Ausführungsform eines Stoßdämpfers 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen äußeren Zylinder 12 und dessen innere Längsbohrung 14 mit dem Hochdruck-Innenbereich 16 und einen Bereich 18 mit einem etwas vergrößerten inneren Durchmesser und der Stufenkante 20 umfasst. Der Innendurchmesser des Zylinders 12 ist eng angepasst an den Kolben 22, dessen eines Ende 24 offen und in dessen Innenraum 28 ein Kugel-Rückschlagventil 26 eingebaut ist. Der Kolben enthält ferner einen Endflansch 30 mit einer Lochbohrung 32. Eine Kolbenkopfplatte 31 ist in der Öffnung 32 mon tiert und wirkt als Lager für die Kolbenstange 34. Das Lager 42 sorgt für eine korrekte Ausrich tung der Kolbenstange innerhalb des Zylinders 12. Die Kolbenstangendichtung 41 ist an einem Ende des Lagers 42 montiert. Die Kolbenstange ist nach außen hin durch den Stangenwischer 43 abgedichtet, der wiederum durch den Stangenwischerhalter 45 in Position gehalten wird. Ein Kolbendeckelbauteil 36 befindet sich an einem Ende des Kolbenschafts 34 und besteht aus ei nem äußeren aus Urethan gefertigten Deckel 37 mit einem darunter liegenden Stahlknopf 39, der mit dem Ende des Kolbenschafts fest verbördelt ist. Ein Ende der Spiralfeder 38 steckt in dem offenen Ende 24 des Kolbens und das andere Ende der Spiralfeder 38 wird von der Federhalte rung 50 in ihrer Lage fixiert. Die Federhalterung wiederum wird von dem Schließstopfen 51 fi xiert. Die Spiralfeder 38 sorgt für einen Widerstand bei der betriebsmäßigen Bewegung des Kol bens und bringt den Kolben, wenn keine Kraft mehr auf dem Stoßdämpfer lastet, in seine ur sprüngliche oder Ausgangslage zurück.As shown in detail in the drawings, Fig. 1 shows an embodiment of a shock absorber 10 according to the present invention, which has an outer cylinder 12 and its inner longitudinal bore 14 with the high pressure inner region 16 and a region 18 with a somewhat enlarged inner diameter and the step edge 20 includes. The inside diameter of the cylinder 12 is closely adapted to the piston 22 , one end 24 of which is open and in the interior 28 of which a ball check valve 26 is installed. The piston also includes an end flange 30 with a hole 32 . A piston head plate 31 is installed in the opening 32 and acts as a bearing for the piston rod 34 . The bearing 42 ensures correct alignment of the piston rod within the cylinder 12 . The piston rod seal 41 is mounted on one end of the bearing 42 . The piston rod is sealed to the outside by the rod wiper 43 , which in turn is held in position by the rod wiper holder 45 . A piston cover component 36 is located at one end of the piston skirt 34 and consists of an outer cover 37 made of urethane with an underlying steel button 39 , which is firmly crimped to the end of the piston skirt. One end of the coil spring 38 is in the open end 24 of the piston and the other end of the coil spring 38 is fixed by the spring holder 50 in its position. The spring holder in turn is fi fi xed by the closing plug 51 . The coil spring 38 provides resistance to the operational movement of the piston and returns the piston to its original or starting position when there is no more force on the shock absorber.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zwei Längsnuten 44 und 46 über eine bestimmte Länge des Kolbens eingefräst, die im Betrieb als definierte Flüssigkeitska näle dafür sorgen, dass die erforderlichen Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers erzielt werden. Der Kolben ist so konstruiert, dass er einen engen Pass in der Zylinderbohrung hat und/oder gegen sie abgedichtet ist.In one embodiment of the present invention, two longitudinal grooves 44 and 46 are milled over a certain length of the piston, which channels ensure, during operation, as defined liquid channels that the required damping properties of the shock absorber are achieved. The piston is designed so that it has a tight fit in the cylinder bore and / or is sealed against it.
Wie in Abb. 2 dargestellt, gibt es eine definierte Einsatzlinie, von der ab der sich entlang der Zylinderbohrung bewegende Kolben in dem engen Pass- oder Dichtungsbereich bewegt und von der ab die Längsnuten im Kolben eine konstant bleibende oder sich stetig verkleinernde Drosselblende darstellen. Aus Abb. 1 and Abb. 2 wird ersichtlich, dass die effektive Öffnungs fläche der Nut(en) direkt vom Abstand des Kolbenkopfes zu der Stufenkante 20 abhängt. Es wird ersichtlich, dass die Nuten im Kolben den einzigen Pfad darstellen, der aus dem Hochdruck- Innenraum 16 heraus führt.As shown in Fig. 2, there is a defined line of use, from which the piston moving along the cylinder bore moves in the narrow fitting or sealing area and from which the longitudinal grooves in the piston represent a constant or continuously reducing throttle orifice. From Fig. 1 and Fig. 2 it can be seen that the effective opening area of the groove (s) depends directly on the distance from the piston head to the step edge 20 . It can be seen that the grooves in the piston represent the only path that leads out of the high-pressure interior 16 .
Wenn eine Kraft auf dem Kolbenschaft lastet wird sie auf den Kolben übertragen, was wiederum zu einer Bewegung des Kolben nach rechts in Abb. 1 und Abb. 2 und zu einem Druckanstieg im Hochdruck-Innenraum 16 und damit zu einer Strömung der Flüssigkeit durch die Längsnuten 44 und 46 führt. Der Strömungspfad aus dem Innenraum heraus ist durch die Position der Längsnuten relativ zu der Stufenkante 20 gegeben, die die Abdichtung zum Kolben hin erzeugt. Sowie sich der Kolben weiter nach rechts bewegt, wird der Flüssigkeitspfad, d. h. die Flüssigkeitsströmung, wegen der durch die Form der Nuten gegebenen schiefen Ebene oder des sich verkleinernden Querschnitts kontinuierlich reduziert. Bei der weiteren Bewegung des Kol benschafts nach rechts wird die durch die Längsnuten kontrolliert entlassene Flüssigkeit über die Abflachungen 30 im Kolbenkopf abgeleitet. Der Akkumulator 40, bestehend aus einem Schaum stoff mit geschlossenen Zellen oder jedem "geeigneten schwamm-"ähnlichen Material, sorgt für eine Volumenreduktion, damit der sich in Richtung Hochdruckbereich bewegende Kolbenschaft Platz findet. Wenn der Kolben in seine Ausgangslage zurückfährt, ermöglicht das Rückschlag ventil 26 den Rückfluss durch ein mittig im Kolbenkopf befindliches Loch 48. Der Rückfluss wird durch das Rückschlagventil 26 beschränkt.If bears on the piston shaft, a force will be transferred to the piston, which in turn causes a movement of the piston to the right in Fig. 1 and Fig. 2, and a pressure rise in the high-pressure space 16 and thus to a flow of fluid through the longitudinal grooves 44 and 46 leads. The flow path out of the interior is given by the position of the longitudinal grooves relative to the step edge 20 , which creates the seal towards the piston. As the piston moves further to the right, the fluid path, ie the fluid flow, is continuously reduced due to the inclined plane given by the shape of the grooves or the decreasing cross-section. As the piston shaft moves further to the right, the liquid released in a controlled manner by the longitudinal grooves is drained off via the flats 30 in the piston head. The accumulator 40 , consisting of a foam material with closed cells or any "suitable sponge-like" material, ensures a volume reduction so that there is room for the piston skirt moving in the direction of the high pressure area. When the piston returns to its initial position, the check valve 26 enables the backflow through a hole 48 located in the center of the piston head. The backflow is limited by the check valve 26 .
Es hat sich gezeigt, dass eine Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung die ge wünschten Dämpfungseigenschaften aufweist und die unerwünschten Druckspitzen vermeidet, die typischerweise bei einer Konstruktion gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik auftreten.It has been shown that a construction according to the present invention the ge has the desired damping properties and avoids the undesirable pressure peaks, typically in a construction according to the prior art described above occur.
Die Konstruktion des Kolbenkopfes 22 aus Abb. 1 und 2 mit den beiden Längsnuten 44 und 46 wird in den vergrößerten Schnitten Abb. 3 und 4 als Seiten- und Vorderansichten deutli cher dargestellt. Es wird ersichtlich, dass das Profil der Längsnuten bei dieser Ausführungsform dem einer schiefen Ebene gleicht, wobei die größte Nuttiefe am Kolbenende 47 erreicht wird.The construction of the piston head 22 from Fig. 1 and 2 with the two longitudinal grooves 44 and 46 is clearly shown in the enlarged sections Fig. 3 and 4 as side and front views. It can be seen that the profile of the longitudinal grooves in this embodiment resembles that of an inclined plane, the greatest groove depth being reached at the piston end 47 .
Abb. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform, bei der nur eine Längsnut 50 vorhanden, die Konstruktion des Kolbens ansonsten aber grundsätzlich gleich der in Abb. 3 und 4 dargestellten ist. Es sei herausgestellt, dass die Zahl der Nuten zwar beliebig gewählt werden kann, dass aber eine oder zwei Nuten üblicherweise zum Erreichen des Ziels der vorliegenden Erfindung ausrei chen. Die Nuten können jede beliebig Form haben, sei sie rechteckig, v-förmig, halbrund oder einer anderen Geometrie, die eine leichte Fertigung ermöglicht und trotzdem die entsprechende Dämpfungseigenschaften erreicht. Um die erforderlichen Dämpfungseigenschaften zu erreichen, können die Nuten auch unterschiedlich sein nach Länge, Tiefe und Profile. Fig. 5 and 6 show an embodiment in which only one longitudinal groove 50 exists, the construction of the piston but otherwise in principle is illustrated in Fig. 3 and 4 are identical. It should be pointed out that the number of grooves can be chosen arbitrarily, but that one or two grooves are usually sufficient to achieve the object of the present invention. The grooves can have any shape, be it rectangular, V-shaped, semicircular or any other geometry that enables easy production and still achieves the appropriate damping properties. In order to achieve the required damping properties, the grooves can also vary in length, depth and profiles.
Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert unter besonderer Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform 35 beschrieben wurde, wird ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, dass mehrere Veränderungen im Detail möglich sind, ohne dass vom in den folgenden Ansprüchen beschriebenem Geist und Anwendungsbereich der Erfindung abgewichen wird.Although the present invention has been described in detail with particular reference to that shown in FIG Drawing 35 illustrated embodiment has been described, a person skilled in the art on this Recognize that multiple changes in detail are possible without changing from the deviated the following claims described spirit and scope of the invention becomes.
Claims (9)
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US57683200A | 2000-05-23 | 2000-05-23 |
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DE2001125488 Withdrawn DE10125488A1 (en) | 2000-05-23 | 2001-05-23 | Shock absorber with throttle has piston with two longitudinal grooves in outer jacket to form single path out of internal high pressure chamber of absorber |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105782322A (en) * | 2015-04-24 | 2016-07-20 | 无锡比德希减震阻尼技术有限公司 | High-stability piston structure for mechanical equipment damper |
EP2875305B1 (en) | 2012-07-20 | 2016-08-17 | Krauss-Maffei Wegmann GmbH & Co. KG | Weapons platform, military vehicle comprising a weapons platform and method for operating a weapons platform |
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2001
- 2001-05-23 DE DE2001125488 patent/DE10125488A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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