DE29909294U1 - Gas spring - Google Patents

Gas spring

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Description

GasfederGas spring

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
5 The invention relates to a gas spring according to the preamble of claim 1.
5

Derartige Gasfedern sind in großer Zahl bekannt und in der Praxis in weitem Umfang verbreitet. Sie werden beispielsweise als Heckklappen-Gasfedern an Automobilen eingesetzt. Grundsätzlich ist man bemüht, die Gasfedern so einzubauen, daß ihre Kolbenstange nach unten aus dem Gehäuse herausgeführt ist. Zusätzlich zu der Druckgas-Füllung wird dann etwas Öl als Schmierstoff in das Gehäuse eingegeben, das vor der Führungsund Dichtungs-Einheit steht und somit ständig für eine ausreichende Schmierung der Kolbenstange sorgt.Such gas springs are known in large numbers and are widely used in practice. They are used, for example, as tailgate gas springs on cars. Basically, efforts are made to install the gas springs in such a way that their piston rod extends downwards out of the housing. In addition to the compressed gas filling, a little oil is then added as a lubricant to the housing, which is located in front of the guide and sealing unit and thus constantly ensures that the piston rod is sufficiently lubricated.

Es gibt Anwendungsfälle, in denen es sich nicht umgehen läßt, daß in eingebautem Zustand der Gasfeder deren Kolbenstange nach oben aus dem Gehäuse herausragt. Die zuvor geschilderte Möglichkeit einer Schmierung der Kolbenstange ist dabei nicht gegeben. Zur Lösung der hierbei auftretenden Schmierprobleme ist es bekannt geworden, in der Führungs- und Dichtungs-Einheit zwei voneinander beabstandete Dichtungen vorzusehen, zwischen denen eine mit Fett gefüllte Kammer vorgesehen ist. Da Dichtungen teuer sind, ist diese Konstruktion aufwendig; darüber hinaus wird die Schmierfett-Packung mit der Zeit verbraucht, so daß die Standzeit zu wünschen übrig läßt.There are applications in which it is unavoidable that the piston rod protrudes upwards from the housing when the gas spring is installed. The previously described option of lubricating the piston rod is not available in this case. To solve the lubrication problems that arise here, it has become known to provide two spaced-apart seals in the guide and sealing unit, between which there is a chamber filled with grease. Since seals are expensive, this design is complex; in addition, the grease pack is used up over time, so that the service life leaves much to be desired.

R/RöR/Rö

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasfeder der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß sie auch bei im Einbauzustand nach oben herausgeführter Kolbenstange eine hohe Standzeit aufweist.The invention is based on the object of designing a gas spring of the generic type in such a way that it has a long service life even when the piston rod is guided upwards in the installed state.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Das mindestens eine erfindungsgemäße Schmierstoff-Reservoir gibt den in ihm enthaltenen Schmierstoff, bei dem es sich regelmäßig um Öl handelt, einerseits bei Relativbewegungen zwischen der Kolbenstange und dem Schmierstoff-Reservoir an die Kolbenstange ab und nimmt diesen aufgrund seiner Kapillarität auch wieder auf. Es findet also ein ständiger Austausch von Schmierstoff zwischen dem Schmierstoff-Reservoir und der Kolbenstange statt. Aufgrund dieser ständigen Wechselwirkung werden auch Schmutzpartikel vom Schmierstoff-Reservoir aufgenommen und in der Regel in diesem gehalten. Dadurch wird die erfindungsgemäß ausgestaltete Gasfeder sehr verschleißfest und kann sehr kostengünstig aufgebaut werden, da nur eine Dichtung erforderlich ist, wenn auf beiden Seiten der Dichtung jeweils ein Schmierstoff-Reservoir vorhanden ist, dann wird die geschilderte Wechselwirkung optimiert. This object is achieved according to the invention by the features in the characterizing part of claim 1. The at least one lubricant reservoir according to the invention releases the lubricant contained in it, which is usually oil, to the piston rod during relative movements between the piston rod and the lubricant reservoir and also absorbs it again due to its capillarity. There is therefore a constant exchange of lubricant between the lubricant reservoir and the piston rod. Due to this constant interaction, dirt particles are also absorbed by the lubricant reservoir and usually held in it. As a result, the gas spring designed according to the invention is very wear-resistant and can be constructed very cost-effectively, since only one seal is required. If there is a lubricant reservoir on both sides of the seal, then the interaction described is optimized.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. Further advantageous embodiments emerge from the further subclaims.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigtFurther features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of embodiments based on the drawing. It shows

-3--3-

Fig. 1 eine Längsansicht einer Gasfeder in teilweise aufgebrochener Darstellung, Fig. 1 a longitudinal view of a gas spring in a partially broken view,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer Führungs-, Dichtungs- und Schmier-Einheit der Gasfeder im Längsschnitt,Fig. 2 a first embodiment of a guide, sealing and lubricating unit of the gas spring in longitudinal section,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Führungs-, Dichtungs- und Schmier-Einheit der Gasfeder im Längsschnitt, undFig. 3 a second embodiment of a guide, sealing and lubricating unit of the gas spring in longitudinal section, and

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform einer Führungs-, Dichtungs- und Schmier-Einheit der Gasfeder im Längsschnitt.Fig. 4 a third embodiment of a guide, sealing and lubricating unit of the gas spring in longitudinal section.

Die in der Zeichnung dargestellte Gasfeder weist ein im wesentlichen aus einem zylindrischen Rohr bestehendes, mit Druckgas gefülltes Gehäuse 1 mit einer Mittel-Längs-Achse 2 und einer koaxial zur Achse 2 angeordneten, im Gehäuse 1 verschiebbaren Kolbenstange 3 auf. Die Kolbenstange ist an einem ersten Ende 4 des Gehäuses 1 aus diesem herausgeführt. Am zweiten Ende 5 ist das Gehäuse 1 gasdicht verschlossen.The gas spring shown in the drawing has a housing 1 consisting essentially of a cylindrical tube filled with compressed gas with a central longitudinal axis 2 and a piston rod 3 arranged coaxially to the axis 2 and displaceable in the housing 1. The piston rod is led out of the housing 1 at a first end 4. The housing 1 is sealed gas-tight at the second end 5.

An ihrem im Gehäuse 1 befindlichen Ende ist die Kolbenstange 3 mit einem Kolben 6 versehen, der an der Innenwand 7 des Gehäuses 1 geführt ist. Der Kolben 6 ist als sogenannter Dämpfungskolben ausgebildet, und zwar mit unterschiedlicher Dämpfungs-Charakteristik für das Einschieben der Kolbenstange 3 in das Gehäuse 1 bzw. für das Ausfahren der Kolbenstange 3 aus dem Gehäuse. Hierzu ist er mit einem Kolbenring 8 versehen, der beim Einschieben der Kolbenstange 3 in das Gehäuse 1 einen ersten Dämpfungs-Kanal 9 verschließt und einen zweiten Dämpfungs-Kanal 10At its end in the housing 1, the piston rod 3 is provided with a piston 6, which is guided on the inner wall 7 of the housing 1. The piston 6 is designed as a so-called damping piston, with different damping characteristics for inserting the piston rod 3 into the housing 1 or for extending the piston rod 3 out of the housing. For this purpose, it is provided with a piston ring 8, which closes a first damping channel 9 when the piston rod 3 is inserted into the housing 1 and a second damping channel 10.

-A--A-

freigibt, während beim Ausfahren der Kolbenstange 3 aus dem Gehäuse 1 der erste Dämpfungs-Kanal 9 geöffnet wird und der zweite Dämpfungs-Kanal 10 verschlossen wird. Entsprechend den Dämpfungs-Charakteristiken dieser beiden Kanäle 9, 10 treten dann beim Durchströmen des Gases jeweils unterschiedliche Dämpfungseffekte auf. Derartige Kolben 6 sind allgemein bekannt und in der Praxis weit verbreitet.releases, while when the piston rod 3 extends out of the housing 1 the first damping channel 9 is opened and the second damping channel 10 is closed. Depending on the damping characteristics of these two channels 9, 10, different damping effects then occur when the gas flows through. Such pistons 6 are generally known and widely used in practice.

Am freien äußeren Ende der Kolbenstange 3 und am zweiten Ende 5 des Gehäuses 1 sind jeweils Befestigungselemente 11, 12 in Form sogenannter Kugelpfannen angebracht.Fastening elements 11, 12 in the form of so-called ball sockets are attached to the free outer end of the piston rod 3 and to the second end 5 of the housing 1.

Die Kolbenstange 3 ist am ersten Ende 4 des Gehäuses 1 durch eine das Gehäuse 1 abschließende Führungs-, Dichtungs- und Schmier-Einheit 13 geführt. Diese ist in Fig. 2 genauer dargestellt. Die Einheit 13 weist einen dem ersten Ende 4 direkt zugewandten, an der Innenwand 7 des Gehäuses abgestützten Führungsring 14 auf, in dem die Kolbenstange 3 konzentrisch zur Achse 1 radial angenähert spielfrei, aber in Richtung der Achse 2 verschiebbar geführt ist. Der Führungsring 14 ist durch einen umgebördelten Rand 15 des Gehäuses 1 gegen ein Herausrutschen aus dem Gehäuse 1 gesichert. The piston rod 3 is guided at the first end 4 of the housing 1 through a guide, sealing and lubricating unit 13 that closes the housing 1. This is shown in more detail in Fig. 2. The unit 13 has a guide ring 14 that faces directly towards the first end 4 and is supported on the inner wall 7 of the housing, in which the piston rod 3 is guided concentrically to the axis 1, radially almost without play, but displaceable in the direction of the axis 2. The guide ring 14 is secured against slipping out of the housing 1 by a flanged edge 15 of the housing 1.

Weiterhin ist zwischen dem Führungsring 14 und dem Innenraum 16 des Gehäuses 1 eine doppelt wirkende Dichtung 17 angeordnet, die einerseits gegen die Innenwand 7 des Gehäuses 1 und andererseits gegen die Kolbenstange 3 dichtend anliegt. Diese Dichtung 17 ist mit einem Verstärkungsring 18, beispielsweise aus Metall, verstärkt. Die Dichtung 17 und der Füh-Furthermore, a double-acting seal 17 is arranged between the guide ring 14 and the interior 16 of the housing 1, which seals against the inner wall 7 of the housing 1 on the one hand and against the piston rod 3 on the other. This seal 17 is reinforced with a reinforcing ring 18, for example made of metal. The seal 17 and the guide ring

-5--5-

rungsring 14 werden durch den Gasdruck im Gehäuse 1 gegen den Rand gedrückt.The retaining ring 14 is pressed against the edge by the gas pressure in the housing 1.

Die Einheit 13 wird zum Innenraum 16 des Gehäuses 1 hin durch ein hülsenförmiges Zwischenstück 19 abgeschlossen, das in Richtung der Achse gegenüber dem Gehäuse 1 durch Vertiefungen 20 festgelegt ist, die durch eine Sicke oder durch punktweise, über den Umfang des Gehäuses 1 verteilte Eindrückungen gebildet sein können. Gegen dieses Zwischenstück kommt bei völlig ausgefahrener Kolbenstange 3 der Kolben 6 zur Anlage. 10The unit 13 is closed off from the interior 16 of the housing 1 by a sleeve-shaped intermediate piece 19, which is fixed in the direction of the axis opposite the housing 1 by recesses 20, which can be formed by a bead or by point-by-point indentations distributed over the circumference of the housing 1. The piston 6 comes into contact with this intermediate piece when the piston rod 3 is fully extended. 10

Das Zwischenstück 19 dient auf seiner der Dichtung 17 zugewandten Seite gleichzeitig als Aufnahme für ein Schmierstoff-Reservoir 21, das ringförmig ausgebildet ist und an der Kolbenstange 3 anliegt.The intermediate piece 19 serves on its side facing the seal 17 simultaneously as a receptacle for a lubricant reservoir 21, which is ring-shaped and rests against the piston rod 3.

Bei der bisher beschriebenen Gasfeder sind alle drei in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Führungs-, Dichtungs- und Schmier-Einheiten 13, 13', 13" im wesentlichen identisch ausgebildet. Sie unterscheiden sich nur in der Anordnung und Ausgestaltung eines weiteren Schmierstoff-Reservoirs 22, 22', 22". Das zweite Schmierstoff-Reservoir 22 ist bei der Ausgestaltung nach Fig. 2 zwischen der Führung 14 und der Dichtung 17 angeordnet. Es ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und liegt gegen die Kolbenstange an. Es wird von einem hülsenartigen Zwischenstück 23 gehalten, das zwischen dem Führungsring 14 und der Dichtung 17 angeordnet ist.In the gas spring described so far, all three guide, sealing and lubricating units 13, 13', 13" shown in Figures 2 to 4 are essentially identical. They only differ in the arrangement and design of a further lubricant reservoir 22, 22', 22". The second lubricant reservoir 22 is arranged between the guide 14 and the seal 17 in the design according to Figure 2. It is also ring-shaped and rests against the piston rod. It is held by a sleeve-like intermediate piece 23 which is arranged between the guide ring 14 and the seal 17.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 dadurch, daß das weitere Schmierstoff-Reservoir 22' in einer ringnutförmigen Ausnehmung 24 des Führungsrings 14' angeordnet ist und ebenfallsThe embodiment according to Fig. 3 differs from that according to Fig. 2 in that the additional lubricant reservoir 22' is arranged in an annular groove-shaped recess 24 of the guide ring 14' and also

gegen die Kolbenstange 3 anliegt. Diese Ausnehmung 24 ist zur Außenseite der Gasfeder hin mittels einer Verschlußkappe 25 verschlossen. Ansonsten stimmt die Einheit 13' mit der nach Fig. 2 überein, so daß auf die obige Beschreibung verwiesen werden kann. 5rests against the piston rod 3. This recess 24 is closed on the outside of the gas spring by means of a closure cap 25. Otherwise, the unit 13' corresponds to that in Fig. 2, so that reference can be made to the above description. 5

Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 dadurch, daß die Dichtung 17 sich direkt gegen den Führungsring 14 abstützt und das weitere Schmierstoff-Reservoir 22" außerhalb des Gehäuses 1 gegen den Rand 15 anliegend angeordnet und mittels einer Schutzkappe 26 gegenüber dem Gehäuse 1 in Richtung der Achse 2 gehalten ist. Die Schutzkappe 26 sitzt also mit Preßsitz auf dem ersten Ende 4 des Gehäuses 1.The embodiment according to Fig. 4 differs from that according to Fig. 2 in that the seal 17 rests directly against the guide ring 14 and the additional lubricant reservoir 22" is arranged outside the housing 1 against the edge 15 and is held by means of a protective cap 26 opposite the housing 1 in the direction of the axis 2. The protective cap 26 is therefore press-fitted onto the first end 4 of the housing 1.

Der Begriff Einheit 13, 13', 13" beinhaltet nicht, daß diese einteilig bzw. einstückig ausgebildet ist. Der Begriff bringt lediglich zum Ausdruck, daß es sich um eine räumlich zusammengehörige Baugruppe handelt.The term unit 13, 13', 13" does not imply that it is a one-piece or one-piece unit. The term simply expresses that it is a spatially connected assembly.

Die ringförmig ausgebildeten, beiderseits der Dichtung 17 angeordneten Schmierstoff-Reservoire 21 bzw. 22, 22', 22" bestehen aus einem Werkstoff mit hoher Kapillarität, beispielsweise einem offenzelligen Polyurethan-Schaumstoff, mit einem Raumgewicht von mindestens 100 kg/m3 und einem Anteil von mindestens 60 % offenen Poren bezogen auf die Gesamtzahl von Poren. Der Anteil der geschlossenen Poren beträgt also höchstens 40 %. Das Raumgewicht sollte so hoch - wie genannt - sein, um eine ausreichende Kapillarität für den Schmierstoff, also das Öl, sicherzustellen. Diese Schmierstoff-Reservoire 21, 22, 22', 22" werden beim Zusammenbau der Gasfeder jeweils mit Schmierstoff, in der Regel also einem geeig-The ring-shaped lubricant reservoirs 21 and 22, 22', 22" arranged on both sides of the seal 17 are made of a material with high capillarity, for example an open-cell polyurethane foam, with a density of at least 100 kg/m 3 and a proportion of at least 60% open pores in relation to the total number of pores. The proportion of closed pores is therefore at most 40%. The density should be as high as mentioned in order to ensure sufficient capillarity for the lubricant, i.e. the oil. These lubricant reservoirs 21, 22, 22', 22" are each filled with lubricant when the gas spring is assembled, usually a suitable lubricant.

neten Öl, getränkt. Bei Relativbewegungen der Kolbenstange 3 gegenüber den Schmierstoff-Reservoiren 21, 22, 22', 22" geben diese Schmierstoff an die Kolbenstange 3 ab, so daß diese insbesondere im Führungsring 14 bzw. 14' geschmiert geführt ist. Aufgrund der Kapillarität nehmen sie auch den Schmierstoff wieder von der Kolbenstange 3 auf, d.h. es findet ein ständiger Austausch von Schmierstoff statt. Außerdem nehmen diese Schmierstoff-Reservoire aufgrund ihrer hohen Kapillarität Schmutzpartikel auf.When the piston rod 3 moves relative to the lubricant reservoirs 21, 22, 22', 22" these release lubricant onto the piston rod 3 so that it is lubricated in particular in the guide ring 14 or 14'. Due to the capillarity they also absorb the lubricant from the piston rod 3, i.e. there is a constant exchange of lubricant. In addition, these lubricant reservoirs absorb dirt particles due to their high capillarity.

Claims (10)

-8- nsprüche-8- Claims 1. Gasfeder mit1. Gas spring with - einem eine Mittel-Längs-Achse (2) aufweisenden, im wesentlichen zylindrischen Gehäuse (1), das ein erstes Ende (4), ein verschlossenes zweites Ende (5) und eine einen mit Druckgas gefüllten Innenraum (16) begrenzende Innenwand (7) aufweist,- a substantially cylindrical housing (1) having a central longitudinal axis (2), a first end (4), a closed second end (5) and an inner wall (7) delimiting an interior space (16) filled with compressed gas, - einer teilweise im Gehäuse (1) und teilweise außerhalb des Gehäuses (1) koaxial zur Mittel-Längs-Achse (2) angeordneten Kolbenstange (3), - einer am ersten Ende (4) des Gehäuses (1) angeordneten Führungs-Dichtungs-Einheit mit einer Führung (Führungsring 14, 14') und einer Dichtung (17) zur Führung und Abdichtung der Kolbenstange (3) in Richtung der Mittel-Längs-Achse (2) und- a piston rod (3) arranged partly in the housing (1) and partly outside the housing (1) coaxially to the central longitudinal axis (2), - a guide-seal unit arranged at the first end (4) of the housing (1) with a guide (guide ring 14, 14') and a seal (17) for guiding and sealing the piston rod (3) in the direction of the central longitudinal axis (2) and - einem an der Kolbenstange (3) angebrachten, der Innenwand (7) des Gehäuses (1) zugeordnetem Kolben (6),- a piston (6) attached to the piston rod (3) and associated with the inner wall (7) of the housing (1), dadurch gekennzeichnet,characterized, daß auf der dem Innenraum (16) des Gehäuses (1) abgewandten Seite der Dichtung (17) ein an der Kolbenstange (3) anliegendes erstes Schmierstoff-Reservoir (22, 22', 22") vorgesehen ist, das aus einem Werkstoff hoher Kapillarität besteht und mit Schmierstoff getränkt ist, und/oder daß auf der dem Innenraum (16) zugewandten Seite der Dichtung (17) ein an der Kolbenstange (3) anliegendes zweites Schmierstoff-Reservoir (21) angeordnet ist, das aus einem Werkstoff hoher Kapillarität besteht und mit Schmierstoff getränkt ist. that on the side of the seal (17) facing away from the interior (16) of the housing (1) there is provided a first lubricant reservoir (22, 22', 22") which is made of a material with high capillarity and is impregnated with lubricant and which is adjacent to the piston rod (3), and/or that on the side of the seal (17) facing towards the interior (16) there is provided a second lubricant reservoir (21) which is made of a material with high capillarity and is impregnated with lubricant and which is adjacent to the piston rod (3). 2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. Gas spring according to claim 1, characterized in -9--9- daß das Schmierstoff-Reservoir (21, 22, 22', 22") aus offenzelligem Polyurethan-Schaumstoff besteht. that the lubricant reservoir (21, 22, 22', 22") consists of open-cell polyurethane foam. 3. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 3. Gas spring according to claim 1 or 2, characterized in daß das erste Schmierstoff-Reservoir (22) in einem der Führung (Führungsring 14) benachbarten Zwischenstück (23) angeordnet und gehalten ist. that the first lubricant reservoir (22) is arranged and held in an intermediate piece (23) adjacent to the guide (guide ring 14). 4. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet* 4. Gas spring according to claim 1 or 2, characterized* daß das erste Schmierstoff-Reservoir (22') in einer Ausnehmung (24) der Führung (Führungsring 14') angeordnet und gehalten ist. that the first lubricant reservoir (22') is arranged and held in a recess (24) of the guide (guide ring 14'). 5. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 5. Gas spring according to claim 1 or 2, characterized in daß das Schmierstoff-Reservoir (22") außerhalb des Gehäuses (1) an dessen erstem Ende (4) angeordnet und gehalten ist. that the lubricant reservoir (22") is arranged and held outside the housing (1) at its first end (4). 6. Gasfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, 6. Gas spring according to claim 5, characterized in daß das Schmierstoff-Reservoir (22") mittels einer Schutzkappe (26) am Gehäuse (1) gehalten ist.
20 that the lubricant reservoir (22") is held on the housing (1) by means of a protective cap (26).
20 7. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmierstoff-Reservoir (21; 22, 22', 22") ringförmig ausgebildet ist.7. Gas spring according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lubricant reservoir (21; 22, 22', 22") is annular. 8. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schmierstoff-Reservoir (21) in einem Zwischenstück (19) angeordnet ist, das in Richtung der Achse (2) im Gehäuse (1) festgelegt ist.8. Gas spring according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second lubricant reservoir (21) is arranged in an intermediate piece (19) which is fixed in the direction of the axis (2) in the housing (1). -10--10- 9. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, 9. Gas spring according to one of claims 1 to 8, characterized in daß das Schmierstoff-Reservoir (21, 22, 22', 22") aus einem Schaumstoff mit einem Raumgewicht von mindestens 100 kg/m3 besteht. 5 that the lubricant reservoir (21, 22, 22', 22") consists of a foam with a density of at least 100 kg/m 3. 5 10. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmierstoff-Reservoir (21, 22, 22', 22") aus einem offenzelligen Schaumstoff mit einem Anteil von mindestens 60 % offenen Poren bezogen auf die Gesamtzahl der Poren besteht.10. Gas spring according to one of claims 1 to 9, characterized in that the lubricant reservoir (21, 22, 22', 22") consists of an open-cell foam with a proportion of at least 60% open pores based on the total number of pores.
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