DE102013102149B4 - Rocker arm arrangement - Google Patents
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Abstract
Schlepphebelanordnung (1) mit einem Schlepphebel (2) mit einem ersten Angriffsbereich (4) zur Beaufschlagung eines Gaswechselventils (5), einem zweiten Angriffsbereich (6) zur Beaufschlagung eines Auflagebereichs (7) eines Ausgleichselements (3), wobei zwischen dem ersten Angriffsbereich (4) und dem zweiten Angriffsbereich (6) eine Rolle (8) oder Gleitabgriff gelagert angeordnet ist, wobei Mittel vorgesehen sind, welche nur eine definierte Bewegung des Schlepphebels (2) relativ zum Ausgleichselement (3) zulassen, so dass der Schlepphebel (2) relativ zum Ausgleichselement (3) eine in einer Ebene liegende drehende oder abwälzende Bewegung durchführt, wobei der Schlepphebel (2) mittels eines Drehlagers an dem Ausgleichselement (3) drehbar gelagert ist, welches eine Drehung des Schlepphebels (2) in einer Ebene erlaubt, wobei die Mittel Elemente des Drehlagers sind, wobei der Schlepphebel (2) mittels einer Achse (10), welche den Schlepphebel (2) mit dem Ausgleichselement (3) verdrehbar verbindet, an dem Ausgleichselement (3) drehbar gelagert ist, wobei sowohl der Schlepphebel (2) als auch das Ausgleichselement (3) jeweils zumindest eine Durchführung (11, 12) aufweisen, durch welche die Achse (10) geführt ist, welche den Schlepphebel (2) mit dem Ausgleichselement (3) verbindet, wobei der Schlepphebel (2) im Schnitt eine u-förmige Kontur aufweist, wobei gegenüberliegende Arme (13, 14) jeweils eine Durchführung (11) aufweisen und der Auflagebereich (7) des Ausgleichselements (3) zwischen die Arme (13, 14) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagebereich (7) an seinem oberen Endbereich kugelförmig ausgebildet ist, wobei der Schlepphebel (2) eine entsprechende Kugelpfanne ausbildet, so dass eine gleitende Bewegung zwischen dem Schlepphebel (2) und dem Ausgleichselement (3) erfolgen kann.Finger lever arrangement (1) with a finger lever (2) with a first engagement area (4) for acting on a gas exchange valve (5), a second engagement area (6) for acting on a support area (7) of a compensating element (3), wherein a roller (8) or sliding tap is mounted between the first engagement area (4) and the second engagement area (6), wherein means are provided which only allow a defined movement of the finger lever (2) relative to the compensating element (3), so that the finger lever (2) carries out a rotating or rolling movement lying in a plane relative to the compensating element (3), wherein the finger lever (2) is rotatably mounted on the compensating element (3) by means of a rotary bearing which allows rotation of the finger lever (2) in a plane, wherein the means are elements of the rotary bearing, wherein the finger lever (2) is rotatably mounted on the compensating element (3) by means of an axis (10) which rotatably connects the finger lever (2) to the compensating element (3). is mounted, wherein both the rocker arm (2) and the compensating element (3) each have at least one passage (11, 12) through which the axis (10) is guided, which connects the rocker arm (2) to the compensating element (3), wherein the rocker arm (2) has a U-shaped contour in section, wherein opposite arms (13, 14) each have a passage (11) and the support region (7) of the compensating element (3) engages between the arms (13, 14), characterized in that the support region (7) is spherical at its upper end region, wherein the rocker arm (2) forms a corresponding ball socket, so that a sliding movement can take place between the rocker arm (2) and the compensating element (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Schlepphebelanordnung, insbesondere eine Rollenschlepphebelanordnung eines Verbrennungsmotors insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a rocker arm arrangement, in particular a roller rocker arm arrangement of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, in particular according to the preamble of
Schlepphebel, wie insbesondere Rollenschlepphebel, werden bei Verbrennungsmotoren eingesetzt, um die Steuerung der Ventile des Verbrennungsmotors vorzunehmen.Rocker arms, particularly roller rocker arms, are used in internal combustion engines to control the valves of the internal combustion engine.
Bei modernen Verbrennungsmotoren werden zur variablen Ventilansteuerung Schiebenockenvorrichtungen eingesetzt, bei welchen zumindest zwei Nocken mit unterschiedlichen Erhebungen vorgesehen sind, die durch eine laterale Verschiebung zur jeweiligen Beaufschlagung eines Schlepphebels auswählbar sind. Dadurch kann eine unterschiedliche Ansteuerungscharakteristik eines Gaswechselventils erreicht werden. Durch die Ausgestaltung der Nocken wird entsprechend eine vorgesehene Öffnungs- bzw. Schließcharakteristik des Gaswechselventils durch die Übertragung des Nockenhubs über den Schlepphebel auf das Gaswechselventil erreicht.In modern combustion engines, sliding cam devices are used for variable valve control. These have at least two cams with different elevations that can be selected by lateral displacement to act on a respective rocker arm. This makes it possible to achieve different control characteristics of a gas exchange valve. The design of the cams achieves a corresponding opening or closing characteristic of the gas exchange valve by transferring the cam lift to the gas exchange valve via the rocker arm.
Bei der Verwendung von Rollenschlepphebeln ist es bei solchen Schiebenockenvorrichtungen vorteilhaft, wenn die Rollen der Rollenschlepphebel schmal in der Breite und mit einem eher großen Durchmesser versehen ausgebildet sind, damit eine gute Ansteuerbarkeit bei gutem Wechselverhalten erreicht wird und gegebenenfalls mehrere Nockenerhebungen auf einem Nockenstück unterzubringen.When using roller rocker arms in such sliding cam devices, it is advantageous if the rollers of the roller rocker arms are narrow in width and have a rather large diameter, so that good controllability with good changeover behavior is achieved and, if necessary, several cam elevations can be accommodated on one cam piece.
Diese schmale Gestaltung der Rollen der Rollenschlepphebel mit gleichzeitig eher großem Durchmesser kann dazu führen, dass bei einem Verschieben der Nockenvorrichtung es zu einem Verkippen des Schlepphebels um seine Längsachse kommt. Auch kann es zu einer Schrägstellung des Schlepphebels kommen. Diese Schrägstellung wird dadurch begünstigt, dass die Verbindung zwischen dem Schlepphebel und dem Ausgleichselement in der Regel mittels eines Kugelkopfs mit entsprechender Kugelpfanne erfolgt.This narrow design of the rollers of the roller cam followers with a rather large diameter can lead to the cam follower tilting around its longitudinal axis when the cam device is moved. The cam follower can also become slanted. This slanting is facilitated by the fact that the connection between the cam follower and the compensating element is usually made using a ball head with a corresponding ball socket.
Dabei ist es möglich, dass hohe Querkräfte auf das Nockenstück wirken, was zu so genannten Geisterschaltungen führen kann. Weiterhin kann es zu einem erhöhten Verschleiß aufgrund von Kantenträgern kommen.It is possible that high transverse forces act on the cam piece, which can lead to so-called ghost switching. Furthermore, increased wear can occur due to edge wear.
Die
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schlepphebelanordnung zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist und dennoch eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Stabilität gegenüber Verkippung und Schrägstellung aufweist.Therefore, it is the object of the present invention to provide a rocker arm arrangement which is simply constructed and yet has improved stability against tilting and inclination compared to the prior art.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The problem is solved with the features of
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Schlepphebelanordnung mit einem Schlepphebel mit einem ersten Angriffsbereich zur Beaufschlagung eines Gaswechselventils, einem zweiten Angriffsbereich zur Beaufschlagung eines Auflagebereichs eines Ausgleichselements, wobei zwischen dem ersten Angriffsbereich und dem zweiten Angriffsbereich eine Rolle oder ein Gleitabgriff gelagert angeordnet ist, wobei Mittel vorgesehen sind, welche nur eine definierte Bewegung des Schlepphebels relativ zum Ausgleichselement zulassen, so dass der Schlepphebel relativ zum Ausgleichselement eine in einer Ebene liegende drehende oder abwälzende Bewegung durchführt. Alternativ kann der Schlepphebel als Gleitschlepphebel ohne Rolle mit einem Gleitabgriff ausgebildet sein.One embodiment of the invention relates to a rocker arm arrangement with a rocker arm with a first engagement area for acting on a gas exchange valve, a second engagement area for acting on a support area of a compensating element, wherein a roller or a sliding tap is mounted between the first engagement area and the second engagement area, wherein means are provided which only allow a defined movement of the rocker arm relative to the compensating element, so that the rocker arm carries out a rotating or rolling movement in one plane relative to the compensating element. Alternatively, the rocker arm can be designed as a sliding rocker arm without a roller with a sliding tap.
Erfindungsgemäß ist der Schlepphebel mittels eines Drehlagers an dem Ausgleichselement drehbar gelagert, welches eine Drehung des Schlepphebels in einer Ebene erlaubt, wobei die Mittel Elemente des Drehlagers sind. Dadurch wird eine definierte Drehung des Schlepphebels zum Ausgleichselement erlaubt, die durch die Drehachse des Drehlagers definiert wird.According to the invention, the rocker arm is rotatably mounted on the compensating element by means of a rotary bearing, which allows rotation of the rocker arm in a plane, wherein the means are elements of the rotary bearing. This allows a defined rotation of the rocker arm relative to the compensating element, which is defined by the axis of rotation of the rotary bearing.
Erfindungsgemäß ist der Schlepphebel mittels einer Achse, welche den Schlepphebel mit dem Ausgleichselement verdrehbar verbindet, an dem Ausgleichselement drehbar gelagert. Dadurch wird nicht nur die Drehachse definiert, sondern auch eine ansonsten feste Verbindung erzeugt.According to the invention, the rocker arm is rotatably mounted on the compensating element by means of an axis which connects the rocker arm to the compensating element in a rotatable manner. This not only defines the axis of rotation, but also creates an otherwise fixed connection.
Erfindungsgemäß weist der Schlepphebel als auch das Ausgleichselement jeweils zumindest eine Durchführung auf, durch welche die Achse geführt ist, welche den Schlepphebel mit dem Ausgleichselement verbindet. Vorteilhaft weist der Schlepphebel zwei Durchführungen auf, wobei die Durchführung des Ausgleichselements zwischen den Durchführungen des Schlepphebels angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Ausgleichselement verdrehgesichert ausgebildet, um Schrägstellungen des Schlepphebels zu vermeiden.According to the invention, the rocker arm and the compensating element each have at least one passage through which the axis is guided, which connects the rocker arm to the compensating element. The rocker arm advantageously has two passages, the passage of the compensating element being arranged between the passages of the rocker arm. Preferably, the compensating element is designed to be secured against rotation in order to avoid inclination of the rocker arm.
Besonders zweckmäßig ist es bei einem zweiten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wenn das Gelenk zwischen dem zweiten Angriffsbereich und dem Auflagebereich durch eine Kugelfläche mit parallel ausgerichteten abgeflachten Seitenflanken und einer Kugelpfanne, vorzugsweise am Schlepphebel, mit parallel ausgerichteten abgeflachten Seitenwänden ausgebildet ist. Durch die parallelen Seitenflanken in Zusammenwirkung mit den parallelen Seitenflächen wird eine definierte Bewegungsrichtung vorgegeben. Diese wird definiert durch eine Ebene parallel zu den Seitenflächen bzw. Seitenflanken. Da die Seitenflächen an den Seitenflanken anliegen, wird ein Formschluss erreicht, der jedoch einen Freiheitsgrad in der Bewegungsebene aufweist.It is particularly useful in a second embodiment not according to the invention if the joint between the second engagement area and the support area is formed by a spherical surface with parallel, flattened side flanks and a ball socket, preferably on the rocker arm, with parallel, flattened side walls. The parallel side flanks in conjunction with the parallel side surfaces provide a defined direction of movement. This is defined by a plane parallel to the side surfaces or side flanks. Since the side surfaces rest against the side flanks, a positive connection is achieved, which, however, has a degree of freedom in the plane of movement.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Kugelfläche mit parallel ausgerichteten abgeflachten Seitenflanken als Auflagebereich des Ausgleichselements ausgebildet ist und die Kugelpfanne mit parallel ausgerichteten abgeflachten Seitenwänden als zweiter Angriffsbereich des Schlepphebels gebildet ist, welcher sich auf dem Auflagebereich abstützt. Dadurch stützen sich die entsprechenden Bereiche von Schlepphebel und Ausgleichselement unmittelbar aneinander ab und definieren die zulässige Bewegungsebene.It is useful if the spherical surface with parallel, flattened side flanks is designed as the support area of the compensation element and the ball socket with parallel, flattened side walls is designed as the second area of engagement of the rocker arm, which is supported on the support area. As a result, the corresponding areas of the rocker arm and compensation element are supported directly on one another and define the permissible plane of movement.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die parallel zueinander ausgerichteten Seitenflanken und die parallel zueinander ausgerichteten Seitenwände parallel zu einer Drehebene des Schlepphebels ausgerichtet sind.It is also expedient if the side flanks, which are aligned parallel to one another, and the side walls, which are aligned parallel to one another, are aligned parallel to a plane of rotation of the rocker arm.
Besonders zweckmäßig ist es bei einem dritten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wenn das Gelenk zwischen dem zweiten Angriffsbereich und dem Auflagebereich durch eine Zylinderfläche und eine zylindermantelförmige Pfanne oder zumindest zwei beabstandete bogenförmige Auflageflächen ausgebildet wird. Durch die Wahl der Zylinderfläche wird eine gute Lagerung bei gleichzeitiger guter Richtungstreue erreicht.It is particularly expedient in a third embodiment not according to the invention if the joint between the second engagement area and the support area is formed by a cylindrical surface and a cylindrical shell-shaped socket or at least two spaced-apart arcuate support surfaces. By choosing the cylindrical surface, good support is achieved with good directional accuracy at the same time.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Zylinderfläche mit parallel ausgerichteten flachen Seitenflanken ausgebildet ist und/oder die zylindermantelförmige Pfanne mit parallel ausgerichteten flachen Seitenwänden gebildet ist, so dass die flachen Seitenflanken zu den flachen Seitenwänden benachbart angeordnet sind. So kann eine zusätzliche Zentrierung der Bewegung erzielt werden, weil ein Verschieben auf der Zylinderfläche verhindert werden kann.It is advantageous if the cylinder surface is designed with parallel aligned flat side flanks and/or the cylinder jacket-shaped pan is designed with parallel aligned flat side walls, so that the flat side flanks are arranged adjacent to the flat side walls. In this way, additional centering of the movement can be achieved because displacement on the cylinder surface can be prevented.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die parallel zueinander ausgerichteten Seitenflanken und die parallel zueinander ausgerichteten Seitenwände parallel zu einer Drehebene des Schlepphebels ausgerichtet sind. So wird die Bewegungsrichtung einfach definiert.It is useful if the side flanks and the side walls, which are aligned parallel to one another, are aligned parallel to a plane of rotation of the rocker arm. This makes it easy to define the direction of movement.
Besonders zweckmäßig ist es bei einem vierten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wenn beiderseits des Schlepphebels Führungsmittel vorgesehen sind, welche den Schlepphebel derart führen, dass eine Bewegungskomponente außerhalb der Ebene der Bewegung nicht zugelassen ist. Dadurch kann eine einfach herzustellende Kugel mit Kugelpfanne verwendet werden, wobei die Führung durch die zusätzlichen Führungsmittel erfolgt, die außerhalb der Verbindung zwischen Kugel und Kugelpfanne erfolgt.It is particularly useful in a fourth embodiment, not according to the invention, if guide means are provided on both sides of the rocker arm, which guide the rocker arm in such a way that a movement component outside the plane of movement is not permitted. This allows a ball with a ball socket that is easy to manufacture to be used, with the guidance being provided by the additional guide means that are provided outside the connection between the ball and the ball socket.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Führungsmittel als Begrenzungswände vorgesehen sind, die von dem Zylinderkopf abragen und parallel ausgerichtet sind zu einer Seitenwandung des Schlepphebels.It is particularly advantageous if the guide means are provided as boundary walls which protrude from the cylinder head and are aligned parallel to a side wall of the rocker arm.
Auch ist es vorteilhaft, wenn zwei Begrenzungswände vorgesehen sind, die beiderseits des Schlepphebels angeordnet sind und den Schlepphebel zwischen sich aufnehmen.It is also advantageous if two boundary walls are provided, which are arranged on either side of the rocker arm and accommodate the rocker arm between them.
Dabei ist es ebenso vorteilhaft, wenn die Begrenzungswände benachbart zu dem Ausgleichselement angeordnet sind.It is also advantageous if the boundary walls are arranged adjacent to the compensation element.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung in einer Seitenansicht, -
2 eine Schnittdarstellung gemäß1 , -
3 eine Schnittdarstellung der Schlepphebelanordnung nach1 , -
4 eine perspektivische Darstellung der Schlepphebelanordnung nach1 , -
5 eine Schlepphebelanordnung eines weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in einer Seitenansicht, -
6 einen Schnitt gemäß5 , -
7 eine Schnittdarstellung der Schlepphebelanordnung nach5 , -
8 ein Ausgleichselement gemäß dem Ausführungsbeispiel der5 , -
9 eine Schlepphebelanordnung gemäß5 in perspektivischer Darstellung, -
10 ein weiteres nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Schlepphebelanordnung, -
11 ein Schnitt gemäß10 , -
12 ein Schnitt der Schlepphebelanordnung gemäß10 , -
13 eine perspektivische Darstellung der Schlepphebelanordnung nach10 , -
14 ein Ausgleichselement gemäß10 , -
15 eine Schlepphebelanordnung mit Führungsmitteln zur Führung der Schlepphebel, und -
16 eine ausschnittweise Darstellung der Schlepphebelanordnung gemäß15 .
-
1 a schematic representation of a rocker arm arrangement according to the invention in a side view, -
2 a sectional view according to1 , -
3 a sectional view of the rocker arm arrangement according to1 , -
4 a perspective view of the rocker arm arrangement according to1 , -
5 a rocker arm arrangement of a further embodiment not according to the invention in a side view, -
6 a cut according to5 , -
7 a sectional view of the rocker arm arrangement according to5 , -
8th a compensating element according to the embodiment of the5 , -
9 a rocker arm arrangement according to5 in perspective view, -
10 another embodiment of a rocker arm arrangement not according to the invention, -
11 a cut according to10 , -
12 a section of the rocker arm arrangement according to10 , -
13 a perspective view of the rocker arm arrangement according to10 , -
14 a compensating element according to10 , -
15 a rocker arm arrangement with guide means for guiding the rocker arms, and -
16 a partial view of the rocker arm arrangement according to15 .
Die
Der Schlepphebel 2 weist eine Rolle 8 auf, welche zwischen dem ersten Angriffsbereich 4 und dem zweiten Angriffsbereich 6 mittels einer Achse 9 im Schlepphebel 2 drehbar gelagert aufgenommen ist. Dazu weist der Schlepphebel 2 Arme 13, 14 auf, zwischen welchen die Rolle 8 aufgenommen ist. Alternativ kann der Schlepphebel 2 als Gleitschlepphebel ohne Rolle mit einem Gleitabgriff ausgebildet sein.The
In
In den
Der Auflagebereich 7 ist an seinem oberen Endbereich kugelförmig ausgebildet, wobei der Schlepphebel 2 eine entsprechende Kugelpfanne ausbildet, sodass eine gleitende Bewegung zwischen dem Schlepphebel 2 und dem Ausgleichselement 3 erfolgen kann.The
Durch die Ausbildung der Achse 10 zur bewegbaren Verbindung des Schlepphebels 2 mit dem Ausgleichselement 3 wird eine Bewegung des Schlepphebels 2 in einer Ebene definiert, die senkrecht auf der Drehachse des Schlepphebels 2 steht, was bewirkt, dass ein Verkippen oder Verdrehen des Schlepphebels 2 in eine andere Richtung nicht ermöglicht wird. Damit wird eine stabile Bewegung des Schlepphebels 2 bei der Ventilansteuerung erreicht.By designing the
Die
Die
In der
In
Die
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die zylindermantelförmige Pfanne 35 zweigeteilt ist, sodass zwei benachbarte bogenförmige Auflageflächen gebildet sein können.It may be advantageous if the cylinder shell-shaped
Dies ist beispielsweise in der
Auch kann es zweckmäßig sein, wenn die Zylinderfläche 34 mit parallel ausgerichteten flachen Seitenflanken ausgebildet ist, sodass diese von flachen Seitenwänden der zylindermantelförmigen Pfanne 35 benachbart übergriffen werden können, um eine bessere seitliche Fixierung des Schlepphebels 32 gegenüber dem Ausgleichselement 33 zu erreichen. Dadurch wird bewirkt, dass der Schlepphebel 32 nicht in axialer Richtung der zylindrischen Fläche verschieblich ist.It may also be expedient if the
Die
Der Schlepphebel 42 ist beispielsweise mittels einer kugelförmigen Pfanne und einer entsprechenden Kugelkontur mit dem Ausgleichselement 44 verbunden, so dass grundsätzlich ein Verkippen des Schlepphebels 42 relativ zu dem Ausgleichselement 44 und somit auch relativ zu dem Gaswechselventil 43 möglich ist. In den Ausführungsbeispielen der
Durch die Ausrichtung der Begrenzungswände parallel zu einer Ebene der Bewegung des Schlepphebels 42 wird der Schlepphebel 42 auf eine Bewegung festgelegt, die in einer Ebene liegt, auf der die Drehachse der Rolle als auch die Drehachse des Schlepphebels 42 senkrecht steht und die auch die Achse des Gaswechselventils 43 umfasst.By aligning the boundary walls parallel to a plane of movement of the
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SchlepphebelanordnungRocker arm arrangement
- 22
- SchlepphebelRocker arm
- 33
- AusgleichselementCompensating element
- 44
- AngriffsbereichAttack area
- 55
- GaswechselventilGas exchange valve
- 66
- AngriffsbereichAttack area
- 77
- AuflagebereichSupport area
- 88th
- Rollerole
- 99
- Achseaxis
- 1010
- Achseaxis
- 1111
- Durchführungexecution
- 1212
- Durchführungexecution
- 1313
- Armpoor
- 1414
- Armpoor
- 2121
- SchlepphebelanordnungRocker arm arrangement
- 2222
- SchlepphebelRocker arm
- 2323
- AusgleichselementCompensating element
- 2424
- AngriffsbereichAttack area
- 2525
- GaswechselventilGas exchange valve
- 2626
- AngriffsbereichAttack area
- 2727
- kugelförmige Konturspherical contour
- 2828
- KugelpfanneBall socket
- 2929
- SeitenflankeSide flank
- 3030
- SeitenwandSide wall
- 3131
- SchlepphebelanordnungRocker arm arrangement
- 3232
- SchlepphebelRocker arm
- 3333
- AusgleichselementCompensating element
- 3434
- ZylinderflächeCylinder surface
- 3535
- zylindermantelförmige Pfannecylindrical pan
- 4141
- SchlepphebelanordnungRocker arm arrangement
- 4242
- SchlepphebelRocker arm
- 4343
- GaswechselventilGas exchange valve
- 4444
- AusgleichselementCompensating element
- 4545
- Begrenzungswand als FührungsmittelBoundary wall as a guide
Claims (1)
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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