DE102008051434A1 - Taumellagerung - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Taumellagerung, beispielsweise zum Einsatz in einer Axialkobenpumpe, mit wenigstens einem Taumelkörper und wenigstens einer Druckscheibe, die mittels Wälzkörper gegeneinander gelagert sind, wobei der Taumelkörper und die Druckscheibe durch Haltemittel zu einer Baueinheit miteinander verbunden sind.
- Hintergrund der Erfindung
- Es ist allgemein bekannt, dass Taumellagerungen in Axialkolbenpumpen eingesetzt werden, welche beispielsweise in Hochdruckreinigungsgeräten eingebaut sind. In aller Regel ist eine Taumellagerung dreiteilig aufgebaut und umfasst einen topf- oder becherförmigen Taumelkörper, der über eine Wälzlagerung drehbar mit einer Druckscheibe in Wirkkontakt steht. Die Wälzlagerung ist zumeist als Kugellager ausgebildet, andere Bauformen (beispielsweise Rollenlager) sind jedoch auch möglich. Der Taumelkörper ist vorteilhaft beispielsweise im Tiefziehverfahren aus einer Blechplatine hergestellt. Im montierten Zustand ist der Taumelkörper mit der Antriebswelle eines Motors in geeigneter Weise drehfest verbunden und befindet sich in einem geeigneten, abgedichteten und ölgefüllten Pumpengehäuse.
- Die Druckscheibe, welche in ihrer Mitte eine mehr oder weniger große Öffnung aufweisen kann, steht im montierten Zustand mit ihrer Flächen-Orthogonalen in einem bestimmten Winkel zur Längsachse der Antriebswelle des Motors. Ferner steht die Druckscheibe in der Regel stirnseitig mit mehreren Kolben in Wirkkontakt, wobei bei einer Rotationsbewegung der Motorantriebswelle und damit des Taumelkörpers die Flächen-Orthogonale der Druckscheibe in eine taumelnde (oszillierende) Bewegung gebracht und die wiederum mit dieser in Wirkkontakt stehenden Axialkolben zu einer axialen, oszillierenden Bewegung gezwungen werden. Da die Axialkolben Bestandteile von zusammenwirkenden Kolben-Zylinder-Anordnungen sind, wird durch diese ein Volumenstrom des zu fördernden Mediums in Gang gesetzt. Die Rückstellung der Axialkolben zur Gewährleistung eines ständigen stirnseitigen Kontaktes mit der Druckscheibe wird dabei meistens über geeignete Schraubendruckfedern bewerkstelligt.
- In der
DE 10 2005 058 072 A1 wird eine gattungsgemäße Taumellagerung beschrieben. Deren Taumelkörper ist dabei als Umformteil aus Blech gefertigt und mit angeformten Rastnasen versehen, welche die Druckscheibe von radial innen übergreifen und diese somit unverlierbar halten. Die Druckscheibe ist gleichzeitig auch als Lageraußenring eines ersten Wälzlagers ausgebildet, welches zur Lagerung der Druckscheibe gegenüber dem Taumelkörper dient. Auf der axial gegenüberliegenden Seite des Taumelkörpers ist ein zweites Wälzlager zur Lagerung des Taumelkörpers gegenüber einem Gehäuse vorgesehen, deren Lageraußenring in gleicher Weise rastend und unverlierbar mit dem Taumelkörper verbunden ist. Der Taumelkörper bildet für beide Wälzlager gleichzeitig den Lagerinnenring aus. Die so geschaffene Baueinheit ist in der Druckschrift als Druckscheibengetriebe bezeichnet. - Aus der
DE 10 2005 058 071 A1 ist ebenso eine als Druckscheibengetriebe bezeichnete Baueinheit bekannt. Hierbei sind ebenfalls zwei Wälzlager zu beiden Seiten des Taumelkörpers unverlierbar an diesem gehalten. Allerdings wird die unverlierbare Halterung der Lageraußenringe (von denen einer gleichzeitig die Druckscheibe bildet) jeweils durch Zwischenschaltung von gesonderten Lagerinnenringen realisiert, die ihrerseits rastend mit dem Taumelkörper verbunden sind. Ferner sind aus derDE 197 38 813 B4 , derDE 42 05 859 A1 und derEP 1 045 989 B1 Taumellagerungen bekannt. Diese sind jedoch nicht als Baueinheit ausgeführt und benötigen daher einen etwas erhöhten Montageaufwand im Einsatzfall. - Allen oben beschriebenen Taumellagerungen ist gemeinsam, dass deren Betrieb in einem Ölbad erfolgt, so dass das Pumpengehäuse demzufolge aufwendig gegen einen Ölaustritt abgedichtet werden muss. Bei vielen Anwendungsfällen sind die Anforderungen an die Lebensdauer der Taumellagerung jedoch reduziert und es kann auf einen Betrieb in Öl mit einer aufwendigen Dichtung die Herstellkosten reduzierend verzichtet werden. Bei diesen Fällen reicht in der Regel eine Schmierung mit einen geeigneten Fett aus.
- So ist aus der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2008 014 974.8 eine als Baueinheit ausgebildete Taumellagerung bekannt, die beispielsweise in Axialkolbenpumpen eingesetzt werden kann. Diese Taumellagerung weist einen Taumelkörper und eine Druckscheibe auf, zwischen denen vollkugelig, also ohne Käfig, Wälzkörper angeordnet sind. Zur Schaffung einer unverlierbaren Baueinheit aus Taumelkörper, Wälzkörper und Druckscheibe übergreift der Taumelkörper die Druckscheibe radial außen mittels einer umlaufenden Bördelung, wobei diese Bördelung so ausgebildet ist, dass die genannten Bauteile zwar zueinander beweglich angeordnet sind, jedoch dennoch eine dichtende Wirkung im Hinblick ein Schmiermittel im Bereich der Wälzkörper erreicht wird. Die Bördelung des Taumelkörpers und die zugeordnete Kontaktfläche der Druckscheibe sind dazu beispielsweise als Labyrinthdichtung ausgebildet. - Als nachteilig bei dieser bekannten Taumellagerung wird beurteilt, dass die die Laufbahnen für die Wälzkörper bildenden Bauteile geometrisch stark unterschiedlich ausgebildet sind, welches deren Herstellkosten erhöht. Zudem erfordert die Umbördelung des Taumelkörpers zur Halterung der Druckscheibe eine hohe Herstellgenauigkeit, wobei darauf zu achten ist, dass die Geometrie der unmittelbar benachbarten Laufbahnen für die Wälzkörper nicht beeinträchtigt wird.
- Aufgabe der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weiterentwickelte Taumellagerung bereitzustellen, die ähnlich wie die aus der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2008 014 974.8 bekannte Taumellagerung als eine verliersichere Einheit aufgebaut ist, jedoch kostengünstiger und prozesssicherer als letztere herstellbar ist, und eine gute Dichtfunktion für ein im Bereich der Wälzkörper angeordnetes Schmiermittel besitzt. - Zusammenfassung der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mittels einer Klemmhülse eine kompakte und für den Kunden montagefreundliche Taumellagerungseinheit realisiert werden kann, die kostengünstig herstellbar ist.
- Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs geht die Erfindung daher aus von einer Taumellagerung, beispielsweise zum Einsatz in einer Axialkobenpumpe, mit wenigstens einem Taumelkörper und wenigstens einer Druckscheibe, die mittels in Laufbahnen geführten Wälzkörpern gegeneinander gelagert sind, wobei der Taumelkörper und die Druckscheibe durch Haltemittel zu einer Baueinheit miteinander verbunden sind.
- Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung weiter vor, dass der Taumelkörper und die Druckscheibe an ihren radial äußeren Enden scheibenförmig, also ohne axial ausgerichtete Abschnitte ausgebildet sind, dass der Taumelkörper und die Druckscheibe an ihren radial äußeren Enden axial entgegengesetzt ausgerichtete ringförmige Einsenkungen oder Einprägungen aufweisen, und dass das Haltemittel zum Verbinden von Taumelkörper und Druckscheibe durch eine den Taumelkörper und die Druckscheibe axial und radial außen umgreifende Hülse gebildet ist, welche mit ihren radial nach innen weisenden endseitigen Schenkeln in eine Einsenkung eingreift und die andere Einsenkung axial sowie radial nach innen übergreift.
- Diese Taumellagerung ist kostengünstig herstellbar und ermöglicht eine gute radiale Abdichtung desjenigen Bereiches der Taumellagerung, in dem ein Schmierfett zur Schmierung der Wälzkörper angeordnet ist. Dabei kann die Druckscheibe in ihrem offenen inneren Bereich noch zusätzlich mit einem Verschlussstopfen zur weiteren Abdichtung ausgebildet werden. Außerdem ermöglicht das als Hülse ausgebildete Haltemittel die geforderte Bildung einer verliersicheren Baueinheit, bestehend aus Taumelkörper, Wälzkörper und Druckscheibe, die zudem drehbar gegeneinander angeordnet sind. Schließlich braucht das radiale Ende des Taumelkörpers zur Ausbildung eines Haltemittels nicht wie bei der Taumellagerung nach der
DE 10 2008 014 974.8 axial umgebogen werden, wodurch der Taumelkörper radial außen insgesamt plan bleibt und die Geometrie der Wälzkörperlaufbahn an dem Taumelkörper nicht negativ beeinflusst wird. - Eine Ausgestaltung dieses erfinderischen Konstruktionsprinzips sieht vor, dass die von der Hülse axial und radial übergriffene Einsenkung an der Druckscheibe oder an dem Taumelkörper ausgebildet sein kann. Die konkrete Auswahl, welcher der beiden Bauteile der Taumellagerung die genannte Einsenkung aufweist, hängt von den jeweils vorliegenden baulichen Randbedingungen der Taumellagerung ab.
- Weiter ist vorgesehen, dass der die eine Einsenkung axial sowie radial nach innen übergreifende Hülsenschenkel mittels einer Presspassung an dem jeweiligen Taumellagerbauteil, also dem Taumelkörper oder der Druckscheibe, axial sowie radial fest anliegt.
- Hinsichtlich der axial gegenüber liegenden Einsenkung an dem jeweils anderen Taumellagerbauteil (Taumelkörper oder Druckscheibe) ist vorgesehen, dass der in diese Einsenkung eingreifende Hülsenschenkel eine geringere Dicke aufweist als der die andere Einsenkung übergreifende Hülsenschenkel. Hier durch wird erreicht, dass sich der in diese Einsenkung eingreifende Hülsenschenkel beim Verbinden von Taumelkörper, Wälzkörper und Druckscheibe leicht nach radial innen umbördeln bzw. anclipsen lässt, und im umgebördelten bzw. angeclipsten Zustand nicht die gesamte axiale Tiefe der zugeordneten Einsenkung einnimmt.
- In Weiterbildung des zuletzt genannten Merkmals der Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die axiale Länge der Hülse, die Dicke des in die Einsenkung eingreifenden Hülsenschenkels und die axiale Tiefe dieser Einsenkung derartig bemessen sind, dass der in dieser Einsenkung angeordnete Hülsenschenkel bei der Einwirkung einer betriebsbedingten Axiallast auf die Taumellagerung unter Bildung eines Spaltes von dem Boden der Einsenkung abhebt und ein reibungsarmes oder reibungsfreies Verdrehen von Taumelkörper und Druckscheibe gegeneinander ermöglicht.
- Schließlich wird es als vorteilhaft beurteilt, wenn die Taumellagerung gemäß der Erfindung vollkugelig, also ohne Wälzkörperkäfig ausgebildet ist, wodurch sich die Bildung von Käfigabrieb vermeiden sowie eine größere Tragzahl bei besserer Axiallastverteilung der Taumellagerung erzielen lässt.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Taumellagerung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 einen teilweisen schematischen Längsschnitt durch eine Axialkolbenpumpe mit einem antreibenden Elektromotor und einer erfindungsgemäß ausgebildeten Taumellagerung, und -
2 eine Ausschnittsvergrößerung A der erfindungsgemäß ausgebildeten Taumellagerung gemäß1 . - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
- Die
1 und2 zeigen einen teilweisen schematischen Längsschnitt durch eine Axialkolbenpumpe, bei der in einem nicht dargestellten Gehäuse eine käfiglose Taumellagerung1 angeordnet ist, welche von einem Elektromotor18 antreibbar ist und selbst mittels ihrer motorfernen Stirnseite17 Kolbenstangen15 von nicht dargestellten Kolben der Axialkolbenpumpe antreiben kann. - Die Taumellagerung
1 umfasst zunächst einen Taumelkörper2 , der einen radial inneren Abschnitt3 und einen radial äußeren Abschnitt4 aufweist. Im radial inneren Abschnitt3 ist eine zentral angeordnete Bohrung5 zur Aufnahme einer Antriebswelle16 des Elektromotors18 ausgebildet, wobei die Antriebswelle16 eine Axialverzahnung19 aufweist, die in eine nicht sichtbare Axialverzahnung der Druckscheibenbohrung5 drehfest eingreift. - Der zum radial inneren Abschnitt
3 des Taumelkörpers2 axial versetzt angeordnet radial äußere Abschnitt4 derselben weist an seiner motorfernen und radial äußeren Stirnseite eine Laufbahn9 zur Aufnahme und Führung von als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern7 auf. - Die Druckscheibe
6 ist vollständig scheibenförmig ausgebildet und weist an ihrer motornahen Stirnseite ebenfalls eine Laufbahn8 zur Aufnahme und Führung der Wälzkörper7 auf. Auf die motorferne Stirnseite17 wirken Kolbenstangen15 der Axialkolbenpumpe mit einer Axialkraft F, deren in Zylindern geführte Kolben zur besseren Übersicht nicht dargestellt sind. Wenngleich die Druckscheibe6 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine vergleichsweise große zentral Öffnung aufweist, so ist diese zumindest in dieser Abmessung nicht erforderlich, denn diese begünstigt zumindest tendenziell den Austritt von Schmierfett22 aus dem Bereich der Wälzkörper7 . - Sowohl der Taumelkörper
2 als auch die Druckscheibe6 sind abweichend von Taumellagerungen aus dem Stand der Technik demnach ohne axial ausgerichtete Abschnitte ausgebildet. - Der Taumelkörper
2 und die Druckscheibe6 sind unter Einschluss der Wälzköper7 durch eine radial außen angeordnete Hülse12 verliersicher sowie drehbar miteinander verbunden. Zudem sorgt diese Hülse12 dafür, dass Schmierfett22 der Taumellagerung1 nach radial außen nicht bzw. unter Fliehkrafteinwirkung nur in sehr geringer Menge verlassen kann. - Wie insbesondere
2 verdeutlicht, weisen der Taumelkörper2 und die Druckscheibe6 im Bereich ihrer radialen Enden jeweils axial entgegengesetzt ausgerichtete ringförmige Einsenkungen10 bzw.11 auf, die eine vorteilhafte Verbindung dieser beiden Bauteile2 und6 mittels der Hülse12 ermöglichen. Die Hülse12 umklammert den Taumelkörper2 und die Druckscheibe6 radial außen derartig, dass deren radial nach innen weisender endseitiger Schenkel13 in die Einsenkung11 des Taumelkörpers2 eingreift und der axial gegenüber liegende Schenkel14 die Einsenkung10 der Druckscheibe6 axial sowie radial nach innen übergreift. Der die Einsenkung10 übergreifende Hülsenschenkel14 liegt dabei mittels einer Presspassung an der Druckscheibe6 axial sowie radial an, so dass die Hülse12 und die Druckscheibe6 weitgehend fest miteinander verbunden sind. - Der in die Einsenkung
11 des Taumelkörpers2 eingreifende Hülsenschenkel13 weist eine geringere Dicke D auf als der die andere Einsenkung10 übergreifende Hülsenschenkel14 , so dass der erstgenannte Hülsenschenkel13 unter Bildung eines Radialspaltes21 zum Taumelkörper2 beim verliersicheren Verbinden von Taumelkörper2 und Druckscheibe6 mit vergleichsweise geringen mechanischen Kräften an dem Taumelkörper2 umgebördelt oder aufgeclipst werden kann. -
2 verdeutlicht für den Fall einer betriebsbedingt auf die Taumellagerung1 einwirkenden Axialkraft F, dass die axiale Länge L der Hülse12 , die Dicke D des in die Einsenkung11 des Taumelkörpers2 eingreifenden Hülsenschenkels13 und die axiale Tiefe T dieser Einsenkung11 derartig bemessen sind, dass der in dieser Einsenkung11 angeordnete Hülsenschenkel13 bei der Einwirkung einer betriebsbedingten Axialkraft F auf die Taumellagerung1 unter Bil dung eines Spaltes S von dem Boden dieser Einsenkung11 abhebt und ein reibungsarmes oder reibungsfreies Verdrehen von Taumelkörper2 und Druckscheibe6 gegeneinander ermöglicht. - Zudem kann durch diesen Spalt S während des Betriebes der Taumellagerung
1 Schmierfett22 aus dem Bereich der Wälzkörper7 in geringer Menge austreten und sich zwischen dem Hülsenschenkel13 und der axial ausgerichteten Wand der Einsenkung11 ansammeln. Wenn nun die Taumellagerung durch Abschalten des Elektromotors18 außer Betrieb gesetzt wird, lässt die Axialkraft F auf die Druckscheibe6 nach, so dass sich diese etwas von dem Elektromotor18 weg bewegt. Mit dieser Bewegung der Druckscheibe6 wird auch die Hülse12 axial von dem Motor18 weg bewegt, bis diese zur Anlage an der axial ausgerichteten Wand der Einsenkung11 kommt. Bei einem erneuten Einschalten des Elektromotors18 verringert nun dass zwischen dem Hülsenschenkel13 und der axial ausgerichteten Wand der Einsenkung11 angesammelte Schmierfett22 die Reibungsarbeit, so dass ein ruckfreier und reibungsarmer Anlauf der Axialkolbenpumpe gewährleistet ist. -
- 1
- Taumellagerung
- 2
- Taumelkörper
- 3
- Radial innerer Abschnitt der Druckscheibe
- 4
- Radial äußerer Abschnitt der Druckscheibe
- 5
- Öffnung im Taumelkörper
- 6
- Druckscheibe
- 7
- Wälzkörper
- 8
- Wälzkörperlaufbahn
- 9
- Wälzkörperlaufbahn
- 10
- Einsenkung an der Druckscheibe
- 11
- Einsenkung am Taumelkörper
- 12
- Hülse
- 13
- Hülsenschenkel
- 14
- Hülsenschenkel
- 15
- Kolbenstange
- 16
- Antriebswelle
- 17
- Motorferne
Stirnseite der Druckscheibe
6 - 18
- Elektromotor
- 19
- Axialverzahnung der Antriebswelle
- 21
- Radialspalt
- 22
- Schmierfett
- A
- Ausschnitt
- D
- Dicke
des Hülsenschenkels
13 - F
- Axialkraft
- L
- Axiale Länge der Hülse
- S
- Spalt
- T
- Tiefe
der Einsenkung
11 - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005058072 A1 [0004]
- - DE 102005058071 A1 [0005]
- - DE 19738813 B4 [0005]
- - DE 4205859 A1 [0005]
- - EP 1045989 B1 [0005]
- - DE 102008014974 [0007, 0009, 0013]
Claims (6)
- Taumellagerung (
1 ), beispielsweise zum Einsatz in einer Axialkobenpumpe, mit wenigstens einem Taumelkörper (2 ) und wenigstens einer Druckscheibe (6 ), die mittels Wälzkörper (7 ) gegeneinander gelagert sind, wobei der Taumelkörper (2 ) und die Druckscheibe (6 ) durch Haltemittel zu einer Baueinheit miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Taumelkörper (2 ) und die Druckscheibe (6 ) an ihren radial äußeren Enden scheibenförmig, also ohne axial ausgerichtete Abschnitte ausgebildet sind, dass der Taumelkörper (2 ) und die Druckscheibe (6 ) an ihren radial äußeren Enden axial entgegengesetzt ausgerichtete ringförmige Einsenkungen (10 ,11 ) aufweisen, und dass das Haltemittel zum Verbinden von Taumelkörper (2 ) und Druckscheibe (6 ) durch eine den Taumelkörper (2 ) und die Druckscheibe (6 ) axial und radial außen umgreifende Hülse (12 ) gebildet ist, welche mit ihren radial nach innen weisenden endseitigen Schenkeln (13 ,14 ) in eine Einsenkung (11 ) eingreift und die andere Einsenkung (10 ) axial sowie radial nach innen übergreift. - Taumellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Hülse (
12 ) axial und radial übergriffene Einsenkung (10 ) an der Druckscheibe (6 ) oder an dem Taumelkörper (2 ) ausgebildet ist. - Taumellagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die eine Einsenkung (
10 ) übergreifende Hülsenschenkel (14 ) mittels einer Press-Passung an einem der Taumellagerbauteile (2 ;6 ) axial sowie radial anliegt. - Taumellagerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Einsenkung (
11 ) eingreifende Hülsenschenkel (13 ) eine geringere Dicke (D) aufweist als der die andere Einsenkung (10 ) übergreifende Hülsenschenkel (14 ). - Taumellagerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge (L) der Hülse (
12 ), die Dicke (D) des in die Einsenkung (11 ) eingreifenden Hülsenschenkels (13 ) und die axiale Tiefe (T) dieser Einsenkung (11 ) derartig bemessen sind, dass der in dieser Einsenkung (11 ) angeordnete Hülsenschenkel (13 ) bei der Einwirkung einer betriebsbedingten Axiallast auf die Taumellagerung (1 ) unter Bildung eines Spaltes (S) von dem Boden dieser Einsenkung (11 ) abhebt und ein reibungsarmes oder reibungsfreies Verdrehen von Taumelkörper (2 ) und Druckscheibe (6 ) gegeneinander ermöglicht. - Taumellagerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumellagerung (
1 ) vollkugelig, also ohne Wälzkörperkäfig ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810051434 DE102008051434A1 (de) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Taumellagerung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810051434 DE102008051434A1 (de) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Taumellagerung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008051434A1 true DE102008051434A1 (de) | 2010-04-22 |
Family
ID=42034822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200810051434 Withdrawn DE102008051434A1 (de) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Taumellagerung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008051434A1 (de) |
Cited By (1)
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2008
- 2008-10-15 DE DE200810051434 patent/DE102008051434A1/de not_active Withdrawn
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