DE2633813A1 - VIBRATION-DAMPING DEVICE - Google Patents

VIBRATION-DAMPING DEVICE

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DE2633813A1
DE2633813A1 DE19762633813 DE2633813A DE2633813A1 DE 2633813 A1 DE2633813 A1 DE 2633813A1 DE 19762633813 DE19762633813 DE 19762633813 DE 2633813 A DE2633813 A DE 2633813A DE 2633813 A1 DE2633813 A1 DE 2633813A1
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Germany
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rubber
mixture
relatively rigid
extract
hardened
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DE19762633813
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German (de)
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Sidney George Fogg
Peter Henry Westermann
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BP PLC
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Description

VON KREISLER SCTO'NWALD MEYEK . ESSHOLD FUES VON KESSLER KELLER SELTSNGBY KREISLER SCTO'NWALD MEYEK. ESSHOLD FUES FROM KESSLER KELLER SELTSNG

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler f 1973PATENT LAWYERS Dr.-Ing. by Kreisler f 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln , Dipl.-Ing. G. Seiring, KölnDr.-Ing. K. Schönwald, Cologne Dr.-Ing. Th. Meyer, Cologne Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Cologne Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Cologne Dipl.-Chem. Carola Keller, Cologne, Dipl.-Ing. G. Seiring, Cologne

Ke/Ax/Γο.Ke / Ax / Γο.

5 Köln 1 , den 27. Juli I9765 Cologne 1, July 27, 1976

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOFDEICHMANNHAUS AT THE MAIN RAILWAY STATION

The British Petroleum Company Limited,The British Petroleum Company Limited, Britannic House, Moor Lane, London, EC2Y 9BU (England)Britannic House, Moor Lane, London, EC2Y 9BU (England)

Schwingungsdämpfende VorrichtungVibration dampening device

Schwingungsdämpfende Tafeln oder Platten für die Dämpfung mechanischer Schwingungen können bekanntlich hergestellt werden, indem ein Gemisch von Bitumen und Mastix zwischen zwei verhältnismäßig starre Tafeln oder Platten geschichtet werden. Dies wird in "Sound and Vibration", Oktober 1972, beschrieben. Die Platten werden für Schallisolierzwecke verwendet.As is known, vibration-damping panels or plates for damping mechanical vibrations can be produced by sandwiching a mixture of bitumen and mastic between two relatively rigid sheets or plates. This is in "Sound and Vibration," October 1972, described. The panels are used for sound insulation purposes used.

Gegenstand der Erfindung ist eine schwingungsdämpfende Vorrichtung, die aus einem zwischen zwei verhältnismäßig starren Bauteilen angeordneten Gemisch eines gehärteten Extrakts der nachstehend beschriebenen Art und einem kautschukartigen Chloroprenpolymerisat im Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:J0 besteht.The invention is a vibration damping device, which consists of one between two relatively Rigid components arranged mixture of a hardened extract of the type described below and a rubber-like chloroprene polymer in a weight ratio of 30:70 to 70: J0.

70S8O7/O770S8O7 / O7

Unter dem Ausdruck "verhältnismäßig starres Bauteil" ist zu verstehen, daß das Bauteil relativ zum Gemisch aus Kautschuk und gehärtetem Extrakt starr ist. Wenn das Bauteil beispielsweise ein großes dünnes Stahlblech ist, besteht die Möglichkeit, daß das Blech selbst nicht starr und in einem gewissen Maße biegsam ist, jedoch ist es starr relativ zum Gemisch aus Kautschuk und gehärtetem Extrakt.The expression "relatively rigid component" is to be understood as meaning that the component is composed of relative to the mixture Rubber and hardened extract is rigid. For example, if the component is a large, thin sheet of steel, there is a possibility that the sheet itself is not rigid and to some extent flexible, but it is rigid relative to the mixture of rubber and hardened extract.

Die schwingungsdämpfende Vorrichtung gemäß der Erfindung kann mit Abstand zu der Oberfläche, von der die Schwingungen ausgehen, angeordnet sein. Es ist auch möglich, daß die Oberfläche, von der die Schwingungen ausgehen, eines der Bauteile aus relativ starrem Material bildet.The vibration damping device according to the invention can be arranged at a distance from the surface from which the vibrations originate. It is also possible, that the surface from which the vibrations originate forms one of the components made of a relatively rigid material.

Als Beispiele von Werkstoffen, aus denen die relativ starren Bauteile hergestellt werden können, sind Hartfaserplatten, Gipsplatten, wie sie in der Bauindustrie verwendet werden, und Metalle, z.B. Stahl, zu nennen.Examples of materials from which the relatively rigid components can be made are hardboard, plasterboard, as used in the construction industry, and metals, for example steel.

Die relativ starren Bauteile können die Form von Tafeln oder Platten, insbesondere dünnen Blechen, die flach sein können, haben. Es ist auch möglich, daß ein oder beide Bauteile gekrümmt oder kompliziert geformt sind, besonders wenn von der Oberfläche eines der starren Bauteile die Schwingungen ausgehen, wie es beim Gehäuse einer Maschine der Fall ist.The relatively rigid components can take the form of panels or plates, especially thin sheets that are flat can be, have. It is also possible that one or both components are curved or complicated in shape, especially if the vibrations emanate from the surface of one of the rigid components, as is the case with the housing a machine is the case.

Unter "gehärtetem Extrakt" ist hier ein Produkt zu verstehen, daß durch Blasen von Luft in einen Erdölextrakt bei erhöhter Temperatur, z.B. 250° bis J55O°C, erhalten worden ist, wobei der Erdölextrakt durch Lösungsmittelextraktion einer Erdöldestillatfraktion, die im Schmierölbereich, z.B. im Bereich von 350° bis 600°C siedet und einen größeren Anteil aromatischer Kohlenwasserstoffe enthält, erhalten worden ist.By "hardened extract" is to be understood here a product that by blowing air into a petroleum extract elevated temperature, e.g. 250 ° to J550 ° C is, wherein the petroleum extract by solvent extraction of a petroleum distillate fraction, which in the lubricating oil area, e.g. boiling in the range from 350 ° to 600 ° C and one contains a greater proportion of aromatic hydrocarbons, has been obtained.

709807/0762709807/0762

Der vorstehend genannte, durch Blasen mit Luft erhaltene "gehärtete Extrakt" ist ein bei Raumtemperatur festes Material. Um einen gehärteten Extrakt mit dem gewünschten niedrigen Gehalt an gesättigten Kohlenwasserstoffen zu erhalten, kann es notwendig sein, einen Erdölextrakt mit niedrigem Gehalt an gesättigten Kohlenwasserstoffen zu wählen. Ein geeigneter Erdölextrakt läßt sich leicht vom Fachmann auf der Grundlage einfacher Versuche wählen. Das Blasen mit Luft kann in Gegenwart eines Katalysators, .z.B. eines Metallhalogenide, d.h. eines Friedel-Crafts-Katalysators, wie Eisen(IIl)-chlorid, oder ohne Katalysator erfolgen.The above "hardened extract" obtained by air blowing is a solid at room temperature Material. To obtain a hardened extract with the desired low content of saturated hydrocarbons It may be necessary to obtain a petroleum extract with a low content of saturated hydrocarbons to choose. A suitable petroleum extract can easily be selected by the person skilled in the art on the basis of simple experiments. Blowing with air can be carried out in the presence of a catalyst, e.g. a metal halide, i.e. a Friedel-Crafts catalyst, such as iron (IIl) chloride, or without a catalyst.

Die für die Zwecke der Erfindung verwendeten gehärteten Extrakte sind von Bitumen zu unterscheiden. Wenn Rohöl destilliert wird, um Materialien zu entfernen, die bis zum Ende des Gasölbereichs sieden, kann der erhaltene Rückstand der Vakuumdestillation unterworfen werden, um Wachsdestillate zu gewinnen. Der Rückstand dieser Vakuumdestillation ist Bitumen.The hardened extracts used for the purposes of the invention are to be distinguished from bitumen. When crude oil is distilled to remove materials that boil to the end of the gas oil range, the obtained The residue can be subjected to vacuum distillation in order to obtain wax distillates. The residue of this vacuum distillation is bitumen.

Gehärtete Extrakte mit einem Bereich von Erweichungspunkten sind verfügbar. Beispielsweise können gehärtete Extrakte mit Erweichungspunkten im Bereich von 50° bis 20O0C verwendet werden. Vorzugsweise werden gehärtete Extrakte mit einem Erweichungspunkt im Bereich von 60° bis 170 C verwendet. Der Erweichungspunkt des gehärteten Extrakts wird nach dem Ring- und Kugel-Test gemessen, der zur Bestimmung des Erweichungspunkts von Bitumen dient. Dieser Test wird in "Petroleum Products Handbook", Kapitel 15, Seite 12, herausgegeben von Guthrie, McGraw Hill (i960), beschrieben.Hardened extracts with a range of softening points are available. For example, hardened extracts with softening points in the range from 50 ° to 20O 0 C can be used. Hardened extracts with a softening point in the range from 60 ° to 170 ° C. are preferably used. The softening point of the hardened extract is measured according to the ring and ball test, which is used to determine the softening point of bitumen. This test is described in "Petroleum Products Handbook", Chapter 15, page 12, edited by Guthrie, McGraw Hill (1960).

Das für die Zwecke der Erfindung verwendete Polychloropren kann ein Homopolymeres von Chloropren oäer ein Copolymerisat sein, das geringe Mengen copolymerisierbarer Monomerer enthält. Geeignet sind schwefelmodifizierte PoIy-709807/0762 The polychloroprene used for the purposes of the invention can be a homopolymer of chloroprene or a copolymer containing small amounts of copolymerizable monomers. Sulfur-modified poly-709807/0762 are suitable

chloroprene sowie Polychloroprene, die unter Verwendung eines Mercaptans,, z.B. Dodeoy!mercaptan, als modifizierendes Mittel oder eines Dialkylxanthogendisulfids, z.B. Diäthylxanthögendisulfid, hergestellt worden sind.chloroprene as well as polychloroprene, which using a mercaptan, e.g. Dodeoy! mercaptan, as a modifying Agent or a dialkylxanthogen disulfide, e.g. diethylxanthogen disulfide.

Die Moonejr-Viskosität des Polychloropren kann in einem mäßig weiten Bereich, beispielsweise τοη 15 bis 75* variieren. Im allgemeinen liegt die Mooney-Viskosität im Bereich von 45 bis 75.The Moonejr viscosity of polychloroprene can be used in one moderately wide range, for example τοη 15 to 75 *. Generally the Mooney viscosity will range from 45 to 75.

Der gehärtete Extrakt und der Polychloroprenkautschuk werden vorzugsweise im Gewichtsverhältnis -/on 4θ:6θ bis 6O:4O verwendet. Bevorzugt werden Gemische ^, die ungefähr gleiche Gewichtsmengen des gehärteten Extrakts und des Polychloroprenkautschuks enthalten.The hardened extract and the polychloroprene rubber are preferably in a weight ratio of - / on 4θ: 6θ to 6O: 4O used. Preference is given to mixtures which are approximately contain equal amounts by weight of the hardened extract and the polychloroprene rubber.

Das zwischen die beiden starren Bauteile zu schichtende Material kann hergestellt werden, indem der unvulkanisierte Polychloroprenkautschuk und der gehärtete Extrakt bei mäßig erhöhten Temperaturen, die dem Erweichungspunkt des gehärteten Extrakts entsprechen oder darüber liegen, gemischt erden. Das Gemisch kann dann auf eines der relativ starren Bauteile geschichtet und der andere relativ starre Bauteil dann auf die Schicht des Gemisches aufgebracht werden. Es ist auch möglich, die beiden starren Bauteile mit Abstand zueinander zu halten und das Gemisch aus unvulkanisiertem Polychloroprenkautschuk und gehärtetem Extrakt in den Raum zwischen den beiden Bauteilen einzuführen.The material to be layered between the two rigid components can be produced by removing the unvulcanized Polychloroprene rubber and the hardened extract at moderately elevated temperatures, which is the softening point of the hardened extract equal to or above, ground mixed. The mixture can then be based on one of the relative layered rigid components and the other relatively rigid component then applied to the layer of the mixture will. It is also possible to keep the two rigid components at a distance from one another and the mixture made of unvulcanized polychloroprene rubber and hardened extract in the space between the two components to introduce.

Um Haftfestigkeit zwischen dem Gemisch und den relativ starren Bauteilen zu erzielen, können Klebstoffe verwendet werden.In order to achieve adhesive strength between the mixture and the relatively rigid components, adhesives can be used will.

Der Kautschuk kann durch Erhitzen vulkanisiert werden. Dies kann mit einer Formgebung, durch die die schwingungs-The rubber can be vulcanized by heating. This can be done with a shape that allows the vibration

.7 09807/0762.7 09807/0762

dämpfende Vorrichtung gebildet wird,, kombiniert werden. Beispielsweise kann eine Schicht des Gemisches aus Kautschuk und gehärtetem Extrakt auf ein Metallblech aufgebracht* ein zweites Metallblech auf die Schicht des Gemisches gelegt und das Ganze unter Einwirkung von Hitze und Druck miteinander verbunden werden,,dampening device is formed ,, can be combined. For example, a layer of the mixture of rubber and hardened extract can be applied to a metal sheet applied * a second metal sheet placed on the layer of the mixture and the whole thing under the action of Heat and pressure are combined,

Die Dicke und Steifigkeit der relativ starren Bauteile und die Dicke des Gemisches aus Kautschuk und Extrakt zwischen den beiden relativ starren Bauteilen kann vom Fachmann in Abhängigkeit vom jeweiligen Verwendungszweck der Vorrichtung und von den bekannten Grundsätzen^ die die Konstruktionen von schwingungsdampfenden Vorrichtungen dieser Art regeln£ bestimmt werden,, Wenn beispielsweise Flußstahlbleche verwendet werden^ können sie bei-The thickness and rigidity of the relatively rigid members and the thickness of the mixture of rubber and extract between the two relatively rigid components can be determined by the skilled artisan depending on the particular intended use of the device and of the known principles ^ the constructions of vibration steaming devices of this type regulate £ If, for example, mild steel sheets are used ^ they can be used

_p spielsweise eine Dicke im Bereich von 10 χ 10 mm bis_p, for example, a thickness in the range from 10 10 mm to

_p
35 x 10 mm haben. Die Dicke des Gemisches aus Kautschuk und Extrakt kann beispielsweise im Bereich von 1 bis j5 mm liegen und beträgt vorzugsweise 1,5 bis 2 mm._p
35 x 10 mm. The thickness of the mixture of rubber and extract can, for example, be in the range from 1 to 5 mm and is preferably 1.5 to 2 mm.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläuterteThe invention is further illustrated by the following examples

Beispielexample

Ein Polychloroprenkautschuk, der unter Verwendung eines Mercaptans als modifizierendes Mittel hergestellt worden war und eine Mooney-Viskosität ML, ^ von 45 bis 54 hatte (im Handel unter der Bezeichnung "Butaclor MC 50"), wurde auf einem Brabender-Mischer 30 Minuten bei 60° bis 80 C mit einem gehärteten Extrakt und den anderen Bestandteilen gemischt. Das Gemisch hatte die folgende Zusammensetzung: A polychloroprene rubber made using a mercaptan as a modifying agent and a Mooney viscosity ML, ^ from 45 to 54 had (in the trade under the name "Butaclor MC 50"), was on a Brabender mixer for 30 minutes at 60 ° bis 80 C mixed with a hardened extract and the other ingredients. The mixture had the following composition:

709807/0782709807/0782

Gew.-TeileParts by weight

PolychloroprenkautschukPolychloroprene rubber

"Butaclor MC 30" 100"Butaclor MC 30" 100

gehärteter Extrakt mit einemhardened extract with a

Erweichungspunkt von 6o°C 100Softening point of 60 ° C 100

ootyliertes Diphenylaminootylated diphenylamine

"Nonox OD 2" 2"Nonox OD 2" 2

MgO 4MgO 4

ZnO 5ZnO 5

A'thylenthioharnstoff "NA-22" 1Ethylene thiourea "NA-22" 1

Stearinsäure 0,5Stearic acid 0.5

Schwefel 1Sulfur 1

Di-o-tolylguanidin 0,5Di-o-tolylguanidine 0.5

Tetramethylthiurammonosulfid 0,5Tetramethylthiuram monosulfide 0.5

Eine Schicht des in der beschriebenen Weise hergestellten Gemisches wurde auf ein Flußstahlblech aufgebracht. Auf die Schicht wurde ein zweites Blech gelegt, worauf das Ganze einem Druck von 20,64 t über eine Fläche von 203*2 χ 203,2 mm unter Einwirkung einer Temperatur von l60 C für 3 Minuten ausgesetzt wurde, wobei eine Verbundplatte erhalten wurde. Die Dicke der Flußstahlbleche betrug 0,254 mm und die Dicke der Schicht des Gemisches etwa 1,8 mm.A layer of the mixture prepared in the manner described was applied to a mild steel sheet. A second sheet was placed on top of the layer, whereupon the whole thing was subjected to a pressure of 20.64 t over an area of 203 * 2 χ 203.2 mm when exposed to a temperature of Was exposed to 160 C for 3 minutes, using a composite panel was obtained. The thickness of the mild steel sheets was 0.254 mm and the thickness of the layer of the mixture about 1.8mm.

Eine Probe wurde aus der Platte geschnitten. Die Kanten der Probe wurden dann sauber geschliffen, um Kontakt von Metall zu Metall zu verhindern. In der Mitte eines Endes der Probe wurde ein kleines Loch zum Einsetzen eines Beschleunigungsmessers gebohrt. Die Probe wurde dann freitragend in eine verhältnismäßig massive Apparatur eingespannt, an der ein magnetischer Transduktor etwaA sample was cut from the plate. The edges of the sample were then sanded clean to prevent contact Metal to prevent metal. A small hole was made in the middle of one end of the sample for an accelerometer to be inserted drilled. The sample was then cantilevered in a relatively massive apparatus clamped, to which a magnetic transductor about

709807/0762709807/0762

2 mm von der Oberfläche des Laminats befestigt war. Ein im Handel als B und K (Bruel and Kjaer), Typ 4^45 (Masse 2 g) erhältlicher Beschleunigungsmesser wurde unter Verwendung des vorher gebohrten Lochs an das freie Ende geschraubt.2 mm from the surface of the laminate. A commercially as B and K (Bruel and Kjaer), type 4 ^ 45 (Mass 2 g) available accelerometer was attached to the screwed free end.

Unter Verwendung eines magnetischen Transduktors wurde die Probe Frequenzen im Bereich von 20 bis 2000 Hz ausgesetzt. Die dämpfende Wirkung wurde als Q-Faktor aus Beobachtungen der Reaktionen des Beschleunigungsmessers bestimmt und direkt aus einer Kurve des Beschleunigungspegels der Probe gefunden. Die Messungen wurden,bei Raumtemperatur (200C) durchgeführt. Für Frequenzen oberhalb von 100 Hz wurde ein Q-Faktor von weniger als 5 gefunden.Using a magnetic transducer, the sample was exposed to frequencies ranging from 20 to 2000 Hz. The dampening effect was determined as a Q factor from observations of the responses of the accelerometer and found directly from a curve of the acceleration level of the sample. The measurements were carried out at room temperature (20 ° C.). A Q factor of less than 5 was found for frequencies above 100 Hz.

VergleichsbeispielComparative example

In einer Reihe von Vergleichsversuchen wurden Tafeln auf die im Beispiel beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung von EPDM (Äthylen/Propylen/Dienmonomer)-Kautschuk und Bitumen bei Raumtemperatur (in diesem Fall 22°C) hergestellt. Der kleinste QvFaktor betrug etwa 25. Bei höheren Frequenzen lag der Q-Faktor noch erheblich höher. (Je niedriger der Q-Faktor, umso besser ist die Schwingungsdämpfung.)In a series of comparative tests, panels were made in the manner described in the example, but under Use of EPDM (ethylene / propylene / diene monomer) rubber and bitumen at room temperature (in this case 22 ° C). The smallest Qv factor was around 25. At higher frequencies the Q factor was considerably higher. (The lower the Q-factor, the better it is Vibration damping.)

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Claims (9)

PatentansprücheClaims 1. Schwingungsdämpfende Vorrichtung, gekennzeichnet durch ein zwischen zwei relativ starren Bauteilen der in der Beschreibung definierten Art angeordnetes Gemisch aus gehärtetem Extrakt der in der Beschreibung genannten Art und kautschukartigem Chloroprenpolymerisat im Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30.1. Vibration damping device, characterized by a mixture arranged between two relatively rigid components of the type defined in the description from hardened extract of the type mentioned in the description and rubber-like chloroprene polymer im Weight ratio from 30:70 to 70:30. 2. Schwingungsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kautschuk im Gemisch ein vulkanisiertes Polychloropren enthalten ist.2. Vibration damping device according to claim 1, characterized in that a vulcanized polychloroprene is contained as the rubber in the mixture. 3· Schwingungsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus unvulkanisiertem Polychloroprenkautschuk und gehärtetem Extrakt hergestellt worden ist.3 vibration damping device according to claim 2, characterized in that the mixture of unvulcanized polychloroprene rubber and hardened Extract has been produced. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Polychloropren im Kautschuk eine Mooney-Viskosität zwischen 15 und 75, vorzugsweise zwischen 45 und 75, hat.4. Apparatus according to claim 1 to 3> characterized in that that the polychloroprene in the rubber has a Mooney viscosity between 15 and 75, preferably between 45 and 75, has. 5· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von gehärtetem Extrakt zu Kautschuk im Gemisch im Bereich von 4O:6o bis 6O:4O liegt.5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that that the weight ratio of hardened extract to rubber in the mixture is in the range from 40: 6o to 6O: 40 lies. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche, von der die Schwingungen ausgehen, die Oberfläche eines der relativ starren Bauteile ist.6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the surface from which the vibrations emanate the surface is one of the relatively rigid components. 709807/0762709807/0762 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das relativ starre Bauteil aus einer Hartfaserplatte, Gipsplatte oder einem Metallblech besteht. '7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the relatively rigid component made of a hardboard, Plasterboard or sheet metal. ' 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech aus Stahl besteht.8. Apparatus according to claim 7 »characterized in that the metal sheet consists of steel. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das relativ starre Bauteil die Form von flachen Tafeln oder Platten hat.9. Apparatus according to claim 1 to 8, characterized in that the relatively rigid component has the shape of flat Has boards or plates. 709807/0762709807/0762
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