DE2056054A1

DE2056054A1 - Elektrische Verbindungen zwischen Gruppen von Bleiplatten von elektrischen Akkumulato renelementen und Verfahren zu ihrer Herstel lung

Info

Publication number: DE2056054A1
Application number: DE19702056054
Authority: DE
Inventors: Rene Andilly Gaide (Frankreich)
Original assignee: MANUFACTUREDACCUMULATEURS ET D; Societe de lAcumulateur Fulmen SARL
Current assignee: MANUFACTUREDACCUMULATEURS ET D; Societe de lAcumulateur Fulmen SARL
Priority date: 1969-11-14
Filing date: 1970-11-13
Publication date: 1971-05-27
Also published as: GB1321279A; NL7016633A; LU62028A1; FR2067732A5

Description

DR. MOLLER-BORe DIPL-PHYS. DR. MAN ITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE

We/th - S 2209 München, den 13.II.70

SOCIETE
18. Quai de
92 Chlichy

MAliuTACTTIRE D'AOOUMULAOJEimS EO? D¹OBJEiDS MOULES, 16, rue de la Baume,

Paris 8

Frankreich

Elektrische Verbindungen zwischen Gruppen von Bleiplatten von elektrischen Akkuraulatoreneleiaenten und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung zwischen Gruppen von Bleiplatten benachbarter elektrischer Akkumulatorenelemente durch eine Trennwand, welche die Elemente trennt. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Bleiplatten eines elektrischen Akkumulators nit mehreren Elementen.

Das Problem der Ausführung dichter elektrischer Verbindungen zwischen zwei benachbarten Akkumulatorenelementen ist bisher noch nicht zufriedenstellend gelöst, und zwar weder im Hinblick auf die vollkommene Dichtigkeit der Verbindung, noch hinsichtlich ihror leichten Herstellbarkeit.

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Or-MMtr-Ur* Dr. Monifc · Dr. OwM · DfpWnfl. RmtarwaM Dlpl.-Ina. Grflmkow

Am MrgwjMrfc· I Mönch·* 23, lobtri-KaaVStrat« 1 7 Stuttgart - Bad Caniulott

1MV TatWon (MIl) 39fi 10, H)Mf, Τ·Ι«κ SZ»* mkp* Morkt«trrt«3,Ttl»(on (0711) «»·!

Aus der französischen Patentschrift 6 904 06£ sind Verbindungen bekannt, welche jedoch die Verwendung von wenigstens eines Dichtungselementes pro Verbindung erfordern.

Weiterhin ist ein äußerst schnelles Verfahren sur Herstellung der Polbrücken sur Verbindung zwischen Platten derselben Polarität eines Elementes und der Verbindungen zwischen Polbrücken der Platten entgegengesetzter Polaritäten benachbarter Elemente vorgeschlagen worden, wobei oie Platten in dem Akkumulatorengefäß angeordnet sind, welche bereits mit seinem Deckel ausgestattet ist, wodurch der Anmeldungsgegenstand der französischen Patentschrift G 9Ou 974- gebildet ist. Dieses Verfahren gestattet es jedoch nicht, Verbindungen zwischen benachbarten Elementen zu erreichen, welche ebenso dicht sind, wie die Verbindungen mittelc Dichtungselementen der zuerst genannten Patentschrift und macht ec erforderlich, die herzustellenden Akkumulatoren mit einer bestimmten Werkzeugausrüstung anzuordnen, welche el en Abmessungen und insbesondere der Anzahl der Elemente angepaßt ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrische Verbindung zwischen Polbrücken von Platten entgegengesetzter Polaritäten von benachbarten Elementen eines Alikumulators zu schaffen, welche eine besondei'S gute Dichtigkeit aufweist, ohne daß Dichtung^elemente erforderlich sine, (die Dichtungselemente sind immer schwierig anzubringen und komplizieren das Herstellungsverfahren der Verbindungen).

Es soll auch ein Verfahren zur Herstellung der Polbrüchen der Verbindung der Platten derselben Polarität eines Elementes

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und der Verbindungen zwischen Porbrücken "benachbarter Eleuente geschaffen werden, welches einfach und schnell arbeitet, Iceine spezielle Werks eugausrüstung erfordert, welche jeden herzustellenden Aldoiniulatorentyp angepaßt ist und. welches insbesondere aur Herstellung neuer Verbindungen geeignet ist.

Die erfindungsgeinäße elektrische Verbindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie aus mehreren Stiften mit einem Durchmesser besteht, welcher höchstens 5 ^¹¹ beträgt, welche jeweils in einer Öffnung mit demselben Durchmesser verlaufen, welche in der Srennwand angeordnet ist, und zwar vorzugsweise auf derselben Höhe.

Das erfindungsgenäße Verfahren sieht vor, daß auf den Plattenfahnen, welche in einem AMcumulatorenelement angeordnet sind, eine elementare Gießform angeordnet wird, daß dann geschmolzenes Blei in diese Gießform derart eingefüllt wird, um die Plattenfahnen untereinander durch Polbrücken zu verbinden und um die Polbrücken entgegengesetzter Polaritäten über die Trennwand zu verbinden, welche zwei benachbarte Elemente trennt und daß diese Arbeitsgänge vorzugsweise ausgeführt werden, bevor der Deckel des Akkumulators an seinem Gefäß befestigt wird.

Die Gießform verbleibt natürlich im Akkumulator.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich im übrigen durch wenigstens eines der folgenden Merkmale auszeichnen, und

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zwar dadurch., daß

- die Verbindung zwischen den Polbrücken von.Platten entgegengesetzter Polaritäten über eine Trennwand durch öffnungen mit einem Durchmesser von höchstens 5 mm bewirkt wird;

- äeß· auf jeder Reihe von Plattenfahnen eines Akkumulatorenelementes eine autonome elementare Gießform angeordnet wird;

- die Dichtigkeit der elementaren Gießformen durch Einbringen eines Dichtungsmaterials über den Polbrücken vervollkommnet wird;

- die Dichtigkeit der elementaren Gießformen verkommet wird, indem ein Dichtungsmaterial um die Plattenfahnen herum angeordnet wird;

- die elementaren Gießformen nach der Ausbildung der Pol'¹ brücken der Platten leicht abgesenkt werden, bevor das Harz unter die Polbrücken fließt; .

- die Ränder der elementaren Gießformen mit dem Deckel des Akkumulators entlang der internen Rippen desselben verschweißt werden, und zwar vorzugsweise zur selben Zeit, zu welcher der Deckel mit dem Gefäß verschweißt wird;

- in einer öffnung der Trennwand ein Bleistift derart angeordnet wird, daß der diese in dichter Weise verschließt und zwar vorzugsweise durch Einbringen in diese öffnung mit Kraft, bevor das Blei in die elementaren Gießformen fließt und indem daß Ausgießen bis auf einen Pegel erfolgt, welcher ausreichend ist, um einen elektrischen Kontakt ohne nennenswerten Widerstand zwischen den durch das erstarrte Blei und den Bleistift gebildeten Polbrücken zu gewährleisten.

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Vorzugsx^eise wird zur Anwendung des obigen Verfahrens eine elementare Gießform verwendet, welche die Plattenfahnen derselben Polarität eines Elementes einschließt und welche sich dadurch auszeichnet, daß sie eine allgemeine Rinnenform aufweist, welche einen vorzugsweise flachen Boden besitzt, welche in ihren Boden mit rechteckigen öffnungen von einem Querschnitt durchdrungen ist, welcher zunächst demjenigen der Plattenfahnen gleich ist, sich dann nach unten erweitert, und zwar vorzugsweise in Form von Pyramidenstümpfen mit rechteckiger Basis.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß die Ausbildung der Polbrücken kein Umkehren des Akkumulators erfordert, wie dies bei den bisher bekannten Verfahren der Fall ist, bei welchen die Ausbildung der Polbrücken mittels geschmolzenem Blei erfolgt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Herstellung der Polbrücken und der diesen Polbrücken zugeordneten Verbindungen gleichzeitig möglich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt: ·

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung die Durchdringungen einer Trennwand zwischen benachbarten Elementen, in welchen das Blei zum Fließen gebracht wird, um die erfindungsgemäße Verbindung zwischen den Polbrücken herzustellen,

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in perspektivischer Darstellung die Rinne, Vielehe beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird und in welcher der Guß für jede Polbrücke eines Elementes erfolgt,

Fig. 3 in Schnitt durch eine senkrecht zu den Platten verlaufende Ebene eine Öffnung einer Rinne mit der Plattenfahne, welche dort eingreift,

Pig. 4 dieselbe öffnung, jedoch in einem parallel zu den Platten verlaufenden Schnitt,

l?ig. 5 in einem durch eine vertikale Ebene verlaufenden Schnitt, welche durch die Achse der einen der Verbindungsöffnungen durch die Trennwand verläuft, die Polbrücken der einen Seite von zv/ei benachbarten Elementen und die Rinnen, in welchen sie gegossen worden sind, die an ihrem Platz verbleiben,

lig. 6 im Schnitt die Polbrücken und die Rinnen von zwei benachbarten Elementen mit Dichtungsharzschichten,

Fig. 7 eine Verbindung, welche durch ein Verfahren erreicht wird, bei welchem ein Bleizylinder mit Kraftanwendung in eine öffnung der Trennwand eingedrückt wird, bevor der Bleiguß erfolgt, welcher die Polbrücken bildet,

Pig. 8 im Schnitt durch eine zu den Platten parallele Ebene eine Rinne, die gleichzeitig mit dem Gefäß am Deckel angeschweißt wird und

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Fig. 9 eine analoge Rinne zu derjenigen der Fig. 8, welche jedoch wieder abgenommen xirurde, nachdem das Blei eingegossen ist, und zwar in der Weise, daß die Einführung eines Dichtmittels um die Plattenfahnen herum ermöglicht wird.

Gemäß der Fig. 1 ist die dünne Trennwand 1, welche mit der Wand 2 eines Gefäßes aus Polypropylen oder einem Mischpolymerisat aus Äthylen und Propylen verbunden ist, durch drei öffnungen 3» 4- und 5 von einigen Millimetern. Durchmesser durchdrungen, in welchen die Verbindung zwischen benachbarten Polbrückenelementen beispielsweise durch Eingießen von Blei hergestellt sein kann, und zwar entweder in einer besonderen Form oder durch das Verfahren gemäß der Erfindung gleichzeitig mit der Bildung der Polbrücken, und zwar mit Hilfe von Rinnen, welche nachfolgend beschrieben werden. Die Anzahl der öffnungen in der Trennwand ist natürlich so gewählt, daß die Querschnittssumme dieser öffnungen gleich dem Querschnitt einer einzelnen öffnung bekannter Art ist und daß die Verbindung, welche beim Eingießen des Bleis somit nur einen geringen Stromübergangswiderstand verursacht· Die öffnungen können leicht in die verhältnismäßig dünne die Zellen voneinander trennende Trennwand eingestanzt werden, itfelche vorzugsweise auch aus Polypropylen oder einem Äthylen-Eropylen-Mischpolymerisat besteht* Im Augenblick des Bleieingießens dringt dieses in die öffnungen ein und füllt sie vollkommen aus. Beim Erstarren ist sein Schwund in den verschiedenen öffnungen geringer als derjenige, welcher in einer einzigen öffnung auftritt, und zwar derart, daß die Dichtigkeit der Verbindung über die Trennwand gut ist.

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Die li'ig. 2, 3 und 4 stellen eine für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Kinne dar, wfelche dazu bestimmt ist, in ein Akkumulatorenelement vor dem Bleiguß um die Plattenfahnen einer vorgegebenen Polarität herum eingeführt zu werden, bevor die Polbrücke und eventuell die Verbindung mit der Polbrücke des benachbarten Elementes gebildet wird. Sie besteht aus Polypropylen oder einem Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat. Sie weist eine Grundplatte 6 auf, welche zwischen zwei Rändern 7 und £ angeordnet ist und von rechteckigen öffnungen 9 niit einem Querschnitt durchdrungen ist, welcher demjenigen der Plattenfahnen "10 gleich ist. Die öffnungen sind auf der inneren Seite der Rinne von Rändern 11 umgeben, welche die Form von Pyramidenstümpfen mit rechteckiger Grundfläche aufweisen, Vielehe in der Fig. J> in einem zur Plattenebene senkrechten Schnitt und in der Fig. 4.in einem zu dieser Ebene parallelen Schnitt dargestellt sind. Diese Ränder führen die Plattenfahnen, wenn die Rinne auf sie niedergesenkt wird.

Die Fig. 5 zeigt im Schnitt die Trennwand, welche zwei Zellen trennt, die Polbrücken und die Rinnen nach dem Eingießen und Erstarren des Bleis in den Rinnen. Die Polbrücke 15 wird in der Rinne 15 gebildet, indem die Plattenfahnen und die Polbrücke 16 in der Rinne 14 vereinigt werden. Es ist ersichtlich, daß das gegossene Blei die öffnungen mit geringem Durchmesser wie bei 4 ausfüllt, indem Abstützungen gegen die über und unter den öffnungen befindliche Wand in der Weise gebildet werden, daß jegliches Entweichen von Schwefelsäure von einer Zelle zur anderen und über die

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Öffnungen noch weiter erschwert wird. Sobald die Verbindungen hergestellt sind, wird der Deckel 17 des Akkumulators an den Rändern des Gefäßes und an den Trennwänden angeschweißt, und zwar mittels Rippen. Der Herstellungsvorgang der Polbrücken und der Verbindungen wird nachfolgend in detaillierter Weise beschrieben.

Man senkt zunächst die Plattengruppen mit ihren Separatoren in die Elemente des Gefäßes. Dann werden die Gießrinnen in die entsprechende Stellung gebracht, wobei die Abmessungen demjenigen der Elemente und die Anzahl dem doppelten ihrer Anzahl entsprechend, und zwar über diesen (beispielsweise 12 Gießrinnen für eine 12-V-Batterie mit 6 Elementen). Die Gießrinnen werden auf die Plattenfahnen mittels eines Preßwerkzeuges aufgepreßt. Dann wird eine ITlußschicht auf die Plattenfahnen aufgebracht, und es wird gleichzeitig in die an zwei benachbarte Elemente unmittelbar angrenzenden Rinnen geschmolzenes Blei eingefüllt, welches aus einem Behälter mit flüssigem Blei oder der Schmelze von Eingießtrichtern kommt. In der Praxis wird natürlich wegen des schnelleren Eingießens das flüssige Blei in alle Rinnen desselben Gefäßes und zwar mit Hilfe eines Eepijäienten mit mehreren Gießöffnungen gleichzeitig eingefüllt.

Sobald das Blei erstarrt ist, wird der Deckel des Akkumulators aufgesetzt und am äußeren Umfang und an den Trennwänden des Gefäßes angeschweißt und zwar vorzugsweise nach der Heizspiegelmethode.

Die Fig. 6 zeigt zwei benachbarte Elemente eines Akkumulators, in welchen die Dichtigkeit durch Harzgießschichten verbessert

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■«nirde. von denen die eine Schicht 1o in den Hinnen vor de...

guß
Blei eingebracht wurde und die andere Schicht 1Q nach Cz.'.: Erstarren der Polbrücken aufgebracht wurde. Die Verbindung 20 durch die Trennwand 1 entspricht der gewöhnlichen dargestellten Ausführungsi'ona nit einem einzigen Loch r.it verhältnismäßig großen Durchmesser.

Die Fig. 7 zeigt zwei benachbarte Elemente, in welchen dio Verbindung durch die Trennwand zwischen den unmittelbar daran liegenden Polbrücken durch kräftiges Einkeilen eines zylinderkonischen Valaenkörpers 21 in die Öffnung 20 der Trennwand mit etwas geringerem Durchmesser erreicht wurde. Im Augenblick des Eingießens des geschmolzenen Bleis schmilzt dieser vorher mit einer I'lußschicht umgebene Walzenkörper teilweise und verschweißt sich mit dem durch Erstarrung des in die Rinnen eingeführten Bleis gebildeten Polbrücken.

Die 3?ig. 8 stellt eine Abwandlung dar, in welcher die Hinnen 13 ausreichend nahe am Deckel 1^r/ sind, so daß ihre Ränder mit diesem verschweißt werden können, v/elcher mit geeigneten Rippen 22 ausgestattet ist, während der Deckel auf dem Gefäß aufgeschweißt wird. Die im Deckel ausgesparten öffnungen 23 gestatten das Einfüllen einer Dichtmasse wie beispielsweise eines Harzes oder eines Epoxy-Elebers, usw., wie bei 24, über den Polbrücken.

Die li'ig. 9 stellt eine Rinne dar, welche an dem Deckel angeschweißt ist, welcher zu dem in der Fig. 8 dargestellten Deckel analog ausgebildet ist, welcher jedoch nach dem Eingießen des Bleis in der Weise wieder abgenommen wurde, um

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in gleicher V/eise das Eindringen des Dichtiaaterials bei 25 ' ui:i die ' Plattenfahnen herum zu gestatten.

Es ist verständlich, daß verschiedene Ilodif ikationen zu den oben beschriebenen Verbindungen und zu ihrer Herstellung möglich sind, und zwar ebenso wie bei den Gießformen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Bestimmte Einrichtungen oder bestimmte Verfahren können ersetzt werden durch Einrichtungen oder Verfahren, welche dieselbe technische Rolle spielen. Insbesondere können die Vielfachöffnungen mit geringem Durchmesser, welche die Trennwand durchdringen, mn den Durchgang der Verbindung zu gestatten, nicht auf derselben Höhe und/oder mit verschiedenen Durchmessern angeordnet sein. Die Rinne könnte anstatt eines flachen Bodens einen gerundeten Boden aufweisen und ihre Plattenfahnen-Einfülirränder könnten eine !Form aufweisen, welche stärker auseinander läuft als die Pyramidenform. Die Verbindung durch die Trennwand, Vielehe benachbarte Elemente trennt, könnte durch einen Walzenkörper gebildet sein, welcher mit leichter Reibung vorher in eine öffnung der Trennwand eingesetzt ist, dessen Dichtigkeit um seinen Umfang herum anschließend durch Stauchung gewährleistet wird, bevor der Bleiguß stattfindet. Die Befestigung des Deckels des Akkumulators an seinem Gefäß und eventuell an den Rändern der Rinnen kann mit Hilfe eines Klebstoffs erfolgen, welcher für das Material geeignet ist, aus welchem sie bestehen.

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-Patentansprüche-

Claims

- 12 Patentansprüche

Elektrische Verbindung zwischen Gruppen von Bleiplatten benachbarter Elemente elektrischer Akkumulatoren durch eine Trennwand, welche die Elemente trennt, dadurch gekennz eichnet, daß sie aus mehreren Stiften mit einem Durchmesser besteht, welcher höchstens 5 nun beträgt, welche Jeweils in einer öffnung mit demselben Durchmesser verlaufen, welche in der Trennwand angeordnet ist, und zwar vorzugsweise auf derselben Höhe.
2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Bleiplatten eines elektrischen Akkumulators mit mehreren Elementen, dadurch gekennz eichnet, daß auf den Plattenfahnen, welche in einem Aklcumulatorenelement angeordnet sind, eine elementare Gießform angeordnet wird, daß dann geschmolzenes Blei in diese Gießform derart eingefüllt wird, um die Plattenfahnen untereinander ,durch Polbrücken zu verbinden und um die Polbrücken entgegengesetzter Polaritäten über die Trennwand zu verbinden, welche zwei benachbarte Elemente trennt und daß diese Arbeitsgänge vorzugsweise ausgeführt werden, bevor der Deckel des Akkumulators an seinem Gefäß befestigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

ζ e i c h η et, daß die Verbindung zwischen den Polbrücken von Platten entgegengesetzter Polaritäten über eine Trennwand durch öffnungen mit einem Durchmesser von höchstens 5. ^mm bewirkt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Beihe von Plattenfahnen eines Akkumulatorenelementes eine autonome elementare Gießform angeordnet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtigkeit der elementaren Gießformen durch Einbringen eines Dichtungsmaterials über den Polbrücken vervollkommnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtigkeit der elementaren Gießformen ve^&Ommnet wird, indem ein Dichtungsmaterial um die Plattenfahnen herum angeordnet wird.
7. Verfahren nach Anspruc h6, dadurch gekennzeichnet, daß die.elementaren Gießformen nach der Ausbildung der Polbrücken der Platten leicht abgesenkt werden, bevor das Harz unter die Polbrücken fließt.
8. Verfahren nach Anspruch 2 bis 71 dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder der elementaren Gießformen mit dem Deckel des Akkumulators entlang der internen Bippen desselben verschweißt werden, und zwar vorzugsweise zur selben Zeit, zu welcher der Deckel mit dem Gefäß verschweißt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2 und 4 bis 8» dadurch

gek ennz e ichne t, daß in einer Öffnung der . Trennwand ein Bleistift derart angeordnet wird, daß er

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diese in dichter Weise verschließt und zwar vorzugsweise durch Einbringen in diese öffnung nit Kraft, bevor das Blei in die elementaren Gießformen fließt und indem das Ausgießen bis auf einen Pegel erfolgt, welcher ausreichend ist, um einen elektrischen Kontakt ohne nennenswerten Widerstand zwischen den durch das erstarrte Blei und den Bleistift gebildeten Polbrücken zu gewährleisten.
10. Elementare Gießform, welche dazu bestimmt ist, die Plattenfahnen derselben Polarität eines Elementes eines elektrischen Akkumulators einzuschließen, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9 durchzuführen, dadurch gekennz eichnet, daß sie eine allgemeine Rinnenform aufweist, welche einen vorzugsv/eise flachen Boden besitzt, welche in ihren Boden mit rechteckigen Öffnungen von einem Querschnitt durchdrungen ist, welcher zunächst demjenigen der Plattenf ahnen gleich ist, sich dann nach unten erweitert, und zwar vorzugsweise in Form von Pyramidenstümpfen mit rechteckiger Basis.
11. Elektrischer Akkumulator, welcher nach einem der Ansprüche 2 bis 9 hergestellt ist.
12. Elektrischer Akkumulator, welcher Verbindungen nach dem Anspruch 1 und/oder elementare Gießformen nach dem Anspruch 10 aufweist.

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