DE102006028552A1 - Kupplungseinrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung mit einer Kupplungsscheibe, die eine Kupplungsnabe umfasst.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere im Hinblick auf die im eingebauten Zustand der Kupplungseinrichtung im Betrieb auftretende Geräuschentwicklung, zu optimieren.
- Die Aufgabe ist bei einer Kupplungseinrichtung mit einer Kupplungsscheibe, die eine Kupplungsnabe umfasst, dadurch gelöst, dass eine Pendelmassenträgereinrichtung einer Fliehkraftpendeleinrichtung, die mehrere Pendelmassen umfasst, die an der Pendelmassenträgereinrichtung relativ zu dieser bewegbar angebracht sind, mit der Kupplungsscheibe gekoppelt ist. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird eine Fliehkraftpendeleinrichtung in die Kupplungsscheibe integriert. Dadurch kann die Wirkung eines in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorhandenen Torsionsschwingungsdämpfers verbessert werden.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassenträgereinrichtung drehfest mit der Kupplungsnabe verbunden ist. Die Pendelmassenträgereinrichtung kann zum Beispiel mit der Kupplungsnabe verstemmt, verschraubt oder verschweißt sein. Die Pendelmassenträgereinrichtung kann auch formschlüssig mit der Kupplungsnabe verbunden sein.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere die Pendelmassenträgereinrichtung, radial innerhalb, zumindest eines axialen Abschnitts, einer Gegendruckplatte der Kupplungseinrichtung angeordnet ist. Diese Anordnung hat sich schwingungstechnisch und im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Bauraum als besonders vorteilhaft erwiesen.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung in axialer Richtung zwischen einem axi alen Abschnitt der Gegendruckplatte und der Kupplungsscheibe angeordnet ist. Vorzugsweise ist an der Gegendruckplatte eine umlaufende Stufe ausgebildet, die einen Aufnahmeraum für die Fliehkraftpendeleinrichtung darstellt.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe über mindestens eine Drehschwingungsdämpfungseinrichtung mit der Kupplungsnabe gekoppelt ist. Durch die Fliehkraftpendeleinrichtung wird die Wirkung der Drehschwingungsdämpfungseinrichtung verbessert.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe durch die Pendelmassenträgereinrichtung drehfest mit der Kupplungsnabe verbunden ist. Die Pendelmassenträgereinrichtung wird vorzugsweise von einem Flanschelement gebildet, welches das Antriebsmoment von der Kupplungsscheibe auf die Kupplungsnabe überträgt.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Pendelmassenträgereinrichtung in radialer Richtung zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungsscheibe erstreckt. Das liefert den Vorteil, dass kein zusätzlicher Bauraum für die Pendelmassenträgereinrichtung benötigt wird.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassen paarweise durch Abstandsbolzen miteinander verbunden sind. Bei den Abstandsbolzen handelt es sich vorzugsweise um Stufenbolzen, die sich durch die Pendelmassenträgereinrichtung hindurch erstrecken.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassen mit Hilfe von Laufrollen an der Pendelmassenträgereinrichtung relativ zu dieser bewegbar angebracht sind. Die Laufrollen dienen dazu, die Fliehkräfte der Pendelmassen im Betrieb der Kupplungseinrichtung abzustützen.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Pendelmassen relativ zu der Pendelmassenträgereinrichtung durch mindestens ein Anschlagelement begrenzt wird, das in Umfangsrichtung elastisch ausgebildet ist. Dadurch werden unerwünschte Geräusche im Betrieb der Drehmomentübertragseinrichtung gedämpft.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement von einem Stufenbolzen gebildet wird, dessen Enden jeweils in einer Pendelmasse aufgenommen sind und der zwischen seinen Enden einen Mittenabschnitt aufweist, der mit einem elastischen Material ummantelt ist. Der Mittenabschnitt des Stufenbolzens ist vorzugsweise mit Spiel in der Pendelmassenträgereinrichtung aufgenommen und kommt nur in den Extremstellungen der zugehörigen Pendelmassen an der Pendelmassenträgereinrichtung in Anschlag, um die Bewegung der Pendelmassen zu begrenzen. Vorzugsweise dient der Stufenbolzen zugleich als Abstandsbolzen. Dadurch werden die Abstandshalte- und die Anschlagfunktion in ein und denselben Bolzen integriert.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Ummantelung wiederum mit einer Metallhülse ummantelt ist. Durch die Metallhülse kann der Verschleiß reduziert und das Auftreten von einer unerwünscht hohen lokalen Pressung vermieden werden.
- Die Erfindung betrifft auch eine Drehmomentübertragungseinrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einer Abtriebswelle, insbesondere einer Kurbelwelle, und einem Getriebe mit mindestens einer Getriebeeingangswelle, mit einer vorab beschriebenen Kupplungseinrichtung.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
-
1 eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer Kupplungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Halbschnitt; -
2 eine detaillierte Ansicht der Kupplungseinrichtung aus1 im Halbschnitt; -
3 eine Seitenansicht der Kupplungseinrichtung aus2 von links; -
4 eine perspektivische Darstellung der Kupplungseinrichtung aus2 mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung im nicht montierten Zustand; -
5 eine Explosionsdarstellung der Fliehkraftpendeleinrichtung aus4 mit mehreren Abstandsbolzen; -
6 einen Abstandsbolzen aus5 im Längsschnitt; -
7 die Ansicht eines Querschnitts durch den Abstandsbolzen aus6 ; -
8 einen Abstandsbolzen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Längsschnitt; -
9 die Ansicht eines Querschnitts durch den Abstandsbolzen aus8 ; -
10 die Fliehkraftpendeleinrichtung aus5 im zusammengebauten Zustand in der Draufsicht und -
11 eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer Kupplungseinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Halbschnitt. - In
1 ist ein Teil eines Antriebsstrangs1 eines Kraftfahrzeugs im Halbschnitt dargestellt. Zwischen einer Antriebseinheit3 , insbesondere einer Brennkraftmaschine, von der eine Kurbelwelle4 ausgeht, und einem Getriebe5 ist eine Kupplung6 angeordnet. Die Kupplung6 ist durch eine Ausrückeinrichtung7 betätigbar. - Die Kurbelwelle
4 der Brennkraftmaschine3 ist über Schraubverbindungen8 fest mit einem Flansch9 verbunden. Der Flansch9 ist einstückig mit einem Schwungrad10 verbunden. Das Schwungrad10 bildet eine Gegendruckplatte der Kupplungseinrichtung6 . Zwischen der Gegendruckplatte10 und einer Druckplatte12 der Kupplungseinrichtung6 sind in bekannter Art und Weise Reibbeläge14 ,15 einer Kupplungsscheibe18 einklemmbar. Die Kupplungsscheibe18 ist unter Zwischenschaltung eines Drehschwingungsdämpfers19 mit einer Kupplungsnabe20 gekoppelt. Die Kupplungsnabe20 wiederum ist drehfest mit einer Getriebeeingangswelle21 des Getriebes5 verbunden. - An dem der Brennkraftmaschine
3 zugewandten Ende22 der Kupplungsnabe20 ist eine Pendelmassenträgereinrichtung23 angebracht. Die Pendelmassenträgereinrichtung23 wird von einem Flanschelement24 gebildet, das radial innen über eine Verzahnung formschlüssig mit der Kupplungsnabe20 verbunden ist. Radial außen sind an dem Flanschelement24 Pendelmassen25 ,26 begrenzt bewegbar angebracht. Die Pendelmassenträgereinrichtung23 mit den Pendelmassen25 ,26 bildet eine Fliehkraftpendeleinrichtung28 , die in axialer Richtung zwischen dem Flansch9 des Schwungsrads10 und der Drehschwingungsdämpfer19 beziehungsweise der Kupplungsscheibe18 angeordnet ist. In radialer Richtung ist die Fliehkraftpendeleinrichtung28 innerhalb der Gegendruckplatte10 der Kupplungseinrichtung6 angeordnet. - In
2 ist die Kupplungsscheibe18 mit der Fliehkraftpendeleinrichtung28 separat, detailliert dargestellt. - In
3 ist die Kupplungsscheibe18 mit der Fliehkraftpendeleinrichtung28 aus2 in einer Seitenansicht von links dargestellt. In der Seitenansicht sieht man, dass der Reibbelag14 eine Vielzahl von Reibbelagsegmenten31 bis33 umfasst, die in axialer Richtung federnd vorgespannt an der Kupplungsscheibe18 angebracht sind. Die Pendelmasse25 und zwei weitere Pendelmassen35 ,36 sind mit Hilfe einer so genannten bifilaren Aufhängung an der Pendelmassenträgereinrichtung23 aufgehängt. Die bifilare Aufhängung wird im Folgenden am Beispiel der Pendelmasse25 erläutert. Die beiden anderen Pendelmassen35 und36 sind gleicher Art und Weise an der Pendelmassenträgereinrichtung23 aufgehängt. Der Flansch24 der Pendelmassenträgereinrichtung23 hat im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe. - Die Bewegung der Pendelmasse
25 wird durch Laufrollen38 ,39 ermöglicht, die in Laufbahnen41 ,42 geführt sind, die wiederum in der zugehörigen Pendelmasse25 ausgespart sind. Die Laufbahnen41 ,42 werden von Durchgangslöchern gebildet, die sich in axialer Richtung durch die Pendelmasse25 hindurch erstrecken und die Gestalt von Langlöchern aufweisen, die nierenförmig gekrümmt sind. Zur Anbringung der Pendelmasse25 an der Pendelmassenträgereinrichtung23 sind des Weiteren drei Stufenbolzen44 ,45 ,46 , die auch als Abstandsbolzen bezeichnet werden, vorgesehen. In dem Flansch24 der Pendelmassenträgereinrichtung23 sind nierenförmig gekrümmte Langlöcher zur Aufnahme der Stufenbolzen44 bis46 ausgebildet. Die Laufrollen38 ,39 und die Stufenbolzen44 bis46 dienen dazu, die Bewegung der Pendelmasse25 in der Zeichenebene, also in radialer Richtung und in Umfangsrichtung zu begrenzen und zu definieren. - In
4 sieht man, dass die drei Pendelmassen25 ,35 und36 radial außen gleichmäßig über den Umfang des Flansches24 verteilt angeordnet sind. - In
5 ist angedeutet, dass jeweils drei Pendelmassen25 und50 mit Hilfe der Stufenbolzen44 bis46 paarweise aneinander befestigt sind. Die Pendelmassen25 und50 sind mit den Stufenbolzen44 bis46 vernietet. Zur Vermeidung von eventuellen Anschlaggeräuschen, insbesondere beim Starten und Stoppen, sind die beiden Abstandsbolzen44 und46 teilweise mit einem elastischen Material ummantelt. - In den
6 und7 ist der Stufenbolzen45 im Längsschnitt und im Querschnitt dargestellt. Im Längsschnitt sieht man, dass der Stufenbolzen45 einen im Wesentlichen kreiszylinderförmigen Abschnitt51 aufweist, von dem sich ebenfalls zwei kreiszylinderförmige Abschnitte52 ,53 in entgegengesetzten Richtungen nach außen erstrecken. Die kreiszylinderförmigen Abschnitte52 ,53 haben einen kleineren Außendurchmesser als der Mittenabschnitt51 . An ihren freien Enden sind die kreiszylinderförmigen Abschnitte52 ,53 mit einer Fase versehen. Im eingebauten Zustand des Stufenbolzens45 sind die kreiszylinderförmigen Abschnitte52 ,53 jeweils in einem Durchgangsloch der zugehörigen Pendelmasse aufgenommen. Der Mittenabschnitt51 des Stufenbolzens45 ist im eingebauten Zustand in dem zugehörigen Langloch der Pendelmassenträgereinrichtung23 angeordnet. Der Mittenabschnitt51 ist mit einer Ummantelung54 aus einem elastischen, dämpfenden Kunststoffmaterial, zum Beispiel Gummi, ausgestattet. Die Ummantelung54 dient dazu, unerwünschte Geräusche im Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung zu dämpfen. - In den
8 und9 ist ein Stufenbolzen55 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Längsschnitt und im Querschnitt dargestellt. Der Stufenbolzen55 weist einen Mittenabschnitt56 auf, von dem sich zwei kreiszylinderförmige Abschnitte57 ,58 nach außen erstrecken. Der Mittenabschnitt56 ist mit einer Ummantelung59 aus einem elastischen, elastomeren Kunststoff versehen. Im Unterschied zu dem in den6 und7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ummantelung59 , die von einer Elastomerhülse gebildet sein kann, zusätzlich durch eine Metallhülse60 gegen übermäßigen Verschleiß und hohe lokale Pressungen geschützt. - In
10 ist das Funktionsprinzip des bifilar aufgehängten Fliehkraftpendels28 dargestellt. Die Laufbahnen der Laufrollen38 ,39 der Fliehkraftpendeleinrichtung28 sind so ausgelegt, dass der Schwerpunkt62 der Pendelmasse25 mit dem Radius r um den Abstand R zum Mittelpunkt M pendelt. Diese Bewegung, die durch einen Doppelpfeil63 angedeutet ist, erzeugt einen variablen Abstand L des Schwerpunkts62 zum Mittelpunkt M. Die Wurzel aus dem Verhältnis R/r ergibt die Ordnung, mit der die Pendelmasse25 zusammen mit den Pendelmassen35 ,36 zum Schwingen angeregt wird. Bei Abstimmung nah oder direkt auf die Haupterregerordnung erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude des Antriebsstrangs über dem gesamten Drehzahlbereich. - In
11 ist ein Antriebsstrang1 eines Kraftfahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Halbschnitt dargestellt. Der in11 dargestellte Antriebsstrang ähnelt dem in1 dargestellten Antriebsstrang. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der1 verwiesen. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen. - Bei dem in
11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Kurbelwelle4 der Brennkraftmaschine3 mit Hilfe der Schraubverbindung8 ein Eingangsteil65 einer Drehschwingungsdämpfungseinrichtung66 befestigt. Ein Ausgangsteil67 der Drehschwingungsdämpfungseinrichtung66 ist mit Hilfe von Nietverbindungen69 , von denen in11 nur eine sichtbar ist, fest mit einer Gegendruckplatte71 verbunden. Zwischen der Gegendruckplatte71 und einer Druckplatte72 der Kupplungseinrichtung6 sind in bekannter Art und Weise Reibbeläge74 ,75 einer Kupplungsscheibe78 einklemmbar. Die Kupplungsscheibe78 ist mit Hilfe eines Flanschs79 drehfest mit einer Kupplungsnabe80 verbunden. Der Flansch79 bildet eine Pendelmassenträgereinrichtung, an der mehrere Pendelmassen81 ,82 definiert bewegbar angebracht sind. Die Pendelmassen81 ,82 sind in gleicher Weise bifilar aufgehängt wie bei dem in den1 bis10 dargestellten Ausführungsbeispiel. -
- 1
- Antriebsstrang
- 3
- Antriebseinheit
- 4
- Kurbelwelle
- 5
- Getriebe
- 6
- Kupplung
- 7
- Ausrückeinrichtung
- 8
- Schraubverbindungen
- 9
- Flansch
- 10
- Gegendruckplatte
- 12
- Druckplatte
- 14
- Reibbelag
- 15
- Reibbelag
- 18
- Kupplungsscheibe
- 19
- Drehschwingungsdämpfer
- 20
- Kupplungsnabe
- 21
- Getriebeeingangswelle
- 22
- Ende
- 23
- Pendelmassenträgereinrichtung
- 24
- Flanschelement
- 25
- Pendelmasse
- 26
- Pendelmasse
- 28
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 31
- Reibbelagsegment
- 32
- Reibbelagsegment
- 33
- Reibbelagsegment
- 35
- Pendelmasse
- 36
- Pendelmasse
- 38
- Laufrolle
- 39
- Laufrolle
- 41
- Laufbahn
- 42
- Laufbahn
- 44
- Stufenbolzen
- 45
- Stufenbolzen
- 46
- Stufenbolzen
- 50
- Pendelmasse
- 51
- Mittenabschnitt
- 52
- Abschnitt
- 53
- Abschnitt
- 54
- Ummantelung
- 55
- Stufenbolzen
- 56
- Mittenabschnitt
- 57
- Abschnitt
- 58
- Abschnitt
- 59
- Ummantelung
- 60
- Metallhülse
- 62
- Schwerpunkt
- 63
- Pfeil
- 65
- Eingangsteil
- 66
- Drehschwingungsdämpfungseinrichtung
- 67
- Ausgangsteil
- 69
- Nietverbindung
- 71
- Gegendruckplatte
- 72
- Druckplatte
- 74
- Reibbelag
- 75
- Reibbelag
- 78
- Kupplungsscheibe
- 79
- Flansch
- 80
- Kupplungsnabe
- 81
- Pendelmasse
- 82
- Pendelmasse
Claims (13)
- Kupplungseinrichtung mit einer Kupplungsscheibe (
18 ;78 ), die eine Kupplungsnabe (20 ;80 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pendelmassenträgereinrichtung (23 ;79 ) einer Fliehkraftpendeleinrichtung (28 ), die mehrere Pendelmassen (25 ,26 ) umfasst, die an der Pendelmassenträgereinrichtung (23 ;79 ) relativ zu dieser bewegbar angebracht sind, mit der Kupplungsscheibe (18 ;78 ) gekoppelt ist. - Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassenträgereinrichtung (
23 ;79 ) drehfest mit der Kupplungsnabe (20 ;80 ) verbunden ist. - Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung (
28 ), insbesondere die Pendelmassenträgereinrichtung (23 ), radial innerhalb, zumindest eines axialen Abschnitts, einer Gegendruckplatte (10 ) der Kupplungseinrichtung (6 ) angeordnet ist. - Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung (
28 ) in axialer Richtung zwischen einem axialen Abschnitt der Gegendruckplatte (10 ) und der Kupplungsscheibe (18 ) angeordnet ist. - Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (
18 ) über mindestens eine Drehschwingungsdämpfungseinrichtung (19 ) mit der Kupplungsnabe (20 ) gekoppelt ist. - Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (
78 ) durch die Pendelmassenträgereinrichtung (79 ) drehfest mit der Kupplungsnabe (80 ) verbunden ist. - Kupplungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Pendelmassenträgereinrichtung (
79 ) in radialer Richtung zwischen der Kupplungsnabe (80 ) und der Kupplungsscheibe (78 ) erstreckt. - Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassen (
25 ,50 ) paarweise durch Abstandsbolzen (44 –46 ) miteinander verbunden sind. - Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassen (
25 ,50 ) mit Hilfe von Laufrollen (38 ,39 ) an der Pendelmassenträgereinrichtung (23 ) relativ zu dieser bewegbar angebracht sind. - Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Pendelmassen (
25 ,50 ) relativ zu der Pendelmassenträgereinrichtung (23 ) durch mindestens ein Anschlagelement (44 –46 ) begrenzt ist, das in Umfangsrichtung elastisch ausgebildet ist. - Kupplungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (
45 ;55 ) von einem Stufenbolzen gebildet wird, dessen Enden jeweils in einer Pendelmasse (25 ,50 ) aufgenommen sind und der zwischen seinen Enden einen Mittenabschnitt (51 ;56 ) aufweist, der mit einem elastischen Material (54 ;59 ) ummantelt ist. - Kupplungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Ummantelung (
59 ) wiederum mit einer Metallhülse (60 ) ummantelt ist. - Drehmomentübertragungseinrichtung im Antriebsstrang (
1 ) eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung zwischen einer Antriebseinheit (3 ), insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einer Abtriebswelle (4 ), insbesondere einer Kurbelwelle, und einem Getriebe (5 ) mit mindestens einer Getriebeeingangswelle (21 ), und mit mindestens einer Kupplungseinrichtung (6 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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