EP0185274A1 - Segelfahrzeug - Google Patents
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- EP0185274A1 EP0185274A1 EP85115546A EP85115546A EP0185274A1 EP 0185274 A1 EP0185274 A1 EP 0185274A1 EP 85115546 A EP85115546 A EP 85115546A EP 85115546 A EP85115546 A EP 85115546A EP 0185274 A1 EP0185274 A1 EP 0185274A1
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- floating
- floating bodies
- bodies
- sailing vehicle
- lateral
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
- B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
- B63B1/14—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected resiliently or having means for actively varying hull shape or configuration
Definitions
- the invention is based on a sailing vehicle with a central floating body and two pivotable lateral floating bodies connected to it via struts and joints.
- Such a sailing vehicle is known from US-PS 39 29 085.
- the respective empty float is pressed downwards when the sailing vehicle is heeling, in order to generate a buoyancy counteracting the heeling.
- the outriggers must be operated separately from each other depending on the heel. The flow resistance is not influenced.
- FR-OS 25 38 339 Another sailing vehicle of the type mentioned has become known from FR-OS 25 38 339. It is a sailing board with articulated cantilevers or struts, at the ends of which there are floating bodies. The booms are connected to the mast and offer users the opportunity to sit on it and thus hold the tree with increased strength.
- FR-OS 25 17 621 Another sailing vehicle of the type mentioned is known from FR-OS 25 17 621. This is also a sailing board, on both sides of which floating bodies can be attached in various swivel positions by means of an outrigger structure, in order to make it easier for the users to keep their balance in the learning phase. There are no changes or improvements in driving characteristics in normal operation.
- the invention has for its object to improve a sailing vehicle of the type mentioned so that it can sail faster and more safely than known sailing vehicles by variable flow properties.
- this object is achieved in the sailing vehicle according to the preamble of claim 1 in that the two lateral floating bodies each have two surface regions which can be brought into contact with the water surface, of which one surface region is designed as a sliding surface and the other surface region is designed as an outer surface of a displacement body, and that in a first swivel position of the two lateral floating bodies the surface area forming the outer surface of the displacement body and in a second swivel position the surface area acting as a sliding surface on the water surface is effective.
- the floating bodies can accordingly be changed in their position during sailing in such a way that there is a change from a displacement flow around the floating bodies to a sliding of the floating bodies. If this change takes place at a speed at which the sliding resistance becomes lower than the displacement resistance, then with the same sail a higher speed is possible than with multihull boats that are equipped with displacement floats. At the same time, this change can also take place in reverse, i.e. of floating to be displaced, so that a brake is given by changing the flow resistance, which is particularly advantageous because it can be brought into effect without changing the sail position.
- the exemplary embodiment is a sailing vehicle. It has a central floating body 1, on which a frame 2 is fastened with the aid of struts 3.
- the struts extend from the top of the float 1 upwards and outwards. For example, they are screwed to the floating body 1.
- the middle floating body 1 can be designed in the manner of a sailing board, so that the watercraft shown can be produced accordingly by expanding a sailing board.
- the sailing vehicle has two further, lateral floating bodies 4 and 5.
- the floating bodies 4 and 5 are fastened to the frame 2 in that struts 6, 7 and 8, 9, which are firmly connected to the floating bodies 4, 5, are articulated on the frame 2 by means of joints 10 to 13.
- the floating bodies 4, 5 are less long than the middle floating body 1. Their length is approximately half of the floating body 1. Their position relative to the middle floating body 1 can, as can be seen from a comparison of FIGS. 2 and 3, during sailing to be changed.
- the change in the position of the floating bodies 4, 5 with respect to the middle floating body 1 is achieved in that on struts 7 and 8, at the lower end of which ropes 14 and 15 are fastened, both to a deflection roller 16 and 17 on the middle floating body 1 are led.
- the cables 14, 15 are connected to one another and the main cable 18 formed thereby is fixed to the middle floating body by means of a slip clamp 19.
- the floating bodies 4 or 5 are pulled towards the middle floating body 1 or have the possibility of moving further away from it.
- the joints 10-13 are designed such that the struts 6-9 3 (approx.
- the sailing vehicle also has a rudder 20, a sword 21, a mast 22, a sail 23, and a boom 24 movably attached to the mast, the rear end 25 of which is attached to the rear strut 30 of the frame 2 via a sheet 26.
- the struts 30, 31, 32, 33 form the frame 2.
- the frame 2, the struts 3, 6 - 9 and the joints 10 - 13 form a linkage for adjusting the floating bodies 4, 5.
- the frame also enables the attachment of Shrouds at the points where joints 11, 12 are provided and the establishment of a foresail.
- the floating bodies 4, 5 have sliding surfaces 35 and 36, respectively.
- displacement surfaces On the side facing the floating body 1, they merge into outer surfaces 37 or 38 of a displacement body, hereinafter referred to as displacement surfaces.
- the arrangement is such that in the pivoted position according to FIG. 2, that is to say with the booms free, the displacement surfaces 37 and 38 are immersed in the water surface, while in the retracted position of the booms according to FIG. 3 the sliding surfaces 35, 36 are parallel to the water surface.
- the type of swimming surface or the swimming cross-section of the cantilever in contact with the water surface can be changed and thus - depending on the speed - the type of flow around the floating bodies 4, 5 can be changed.
- This change in the effective areas of the floating bodies 4, 5 or their cross-sections effective in the water takes place in the exemplary embodiment as described in that the struts 6 to 9 connected to the cantilevers on the frame 2 can be pivoted via the joints 10 to 13.
- the position of these floating bodies 4, 5 relative to the middle floating body 1 also changes, provided that the struts 6 to 9 are longer in the embodiment of the frame 2 shown , when the frame 2 lies above the water surface, the floating bodies 4, 5 of the floating bodies 1 are lifted out of the water when the floating bodies are brought in (pulled up). Then it stands above the water surface.
- the length ratios of the floating bodies shown have the effect that, when distinguishing one of the outer floating bodies 4, 5, the front part of the middle floating body 1 counteracts this with the larger lever arm due to the buoyancy forces generated on it.
- Figure 6 shows a second embodiment.
- the main difference compared to the embodiment of FIGS. 1 to 5 is that a medium-sized floating body is no longer used in the actual sense.
- the middle floating body is replaced by a spar 101.
- This spar no longer functions as a displacement body or sliding body; it only serves to accommodate the rudder 120, the sword 121, the mast 122 and the frame 102.
- the frame 102 is formed by transverse struts 130 and 131. They are joined together via two further struts (not shown) to form the approximately square frame 102 bound. Pipes 132 and 133 are pivotably attached above these (not visible) further struts.
- the struts 106, 107, 108, 109, which carry the two lateral floating bodies 104 and 105, are located on these tubes.
- the ropes 114, 115 engage on the struts 107 and 108, which are deflected on the rollers 116, 117 and combined behind them to form a main rope 118, which is fixed to a slip clamp 119.
- Each of the two floating bodies 104, 105 can act as floating bodies in two positions.
- the cross section of the right floating body 105 is drawn out again in FIG. 7.
- the floats 104 and 105 dip into the water with the edge or tip 140 of their essentially triangular cross section pointing downwards in FIG. 6 and FIG. 7, respectively. They then act as a displacement body.
- the side surface 143, including the lower region 145 which is designed as a sliding surface and takes effect in the second position.
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Segelfahrzeug mit einem mittleren Schwimmkörper und zwei über Streben und Gelenke mit diesem verbundenen, schwenkbaren seitlichen Schwimmkörpern.
- Ein derartiges Segelfahrzeug ist aus der US-PS 39 29 085 bekannt. Durch die Verschwenkung der Ausleger bzw. Streben wird bei Krängung des Segelfahrzeuges der jeweilige Leerschwimmkörper abwärts gedrückt, um damit einen der Krängung entgegen wirkenden Auftrieb zu erzeugen. Die Ausleger sind getrennt voneinander in Abhängigkeit von der Krängung zu betätigen. Eine Beeinflußung des Strömungswiderstandes findet dabei nicht statt.
- Ein weiteres Segelfahrzeug der eingangs genannten Art ist aus der FR-OS 25 38 339 bekanntgeworden. Es handelt sich dabei um ein Segelbrett mit angelenkten nach oben seitlich abstehenden Auslegern bzw. Streben, an deren Enden sich Schwimmkörper befinden. Die Ausleger sind mit dem Mast verbunden und bieten den Benutzern die Möglichkeit, sich darauf zu setzen und somit mit verstärkter Kraft den Baum zu halten.
- Ein weiteres Segelfahrzeug der eingangs genannten Art ist aus der FR-OS 25 17 621 bekannt. Auch hierbei handelt es sich um ein Segelbrett, zu dessen beiden Seiten mittels eines Auslegergerüstes Schwimmkörper in verschiedenen Schwenkstellungen anbringbar sind, um in der Lernphase den Benutzern das Halten des Gleichgewichtes zu erleichtern. Irgendwelche Veränderungen oder Verbesserungen der Fahreigenschaften im normalen Betrieb finden dabei nicht statt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Segelfahrzeug der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es durch variable Strömungseigenschaften schneller und sicherer segeln kann als bekannte Segelfahrzeuge.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem Segelfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die beiden seitlichen Schwimmkörper je zwei mit der Wasseroberfläche in Berührung bringbare Flächenbereiche aufweisen, von denen der eine Flächenbereich als Gleitfläche und der andere Flächenbereich als Außenfläche eines Verdrängungskörpers ausgebildet ist, und daß in einer ersten Schwenkstellung der beiden seitlichen Schwimmkörper der die Außenfläche des Verdrängungskörpers bildende Flächenbereich und in einer zweiten Schwenkstellung der als Gleitfläche wirkende Flächenbereich an der Wasseroberfläche wirksam wird.
- Bei dem erfindungsgemäßen Segelfahrzeug kann man während des Segelns die Schwimmkörper demgemäß derart in ihrer Position ändern, daß sich ein Wechsel von einer Verdrängungsumströmung der Schwimmkörper zu einem Gleiten der Schwimmkörper ergibt. Erfolgt diese Veränderung bei einer Geschwindigkeit, bei der der Gleitwiderstand geringer wird als der Verdrängungswiderstand, so ist damit bei gleicher Besegelung eine größere Geschwindigkeit möglich, als mit Mehrrumpfbooten, die mit Verdrängungs-Schwimmkörpern ausgestattet sind. Gleichzeitig kann diese Veränderung auch umgekehrt erfolgen, d.h. von gleitender zu verdrängender Schwimmweise, so daß eine Bremse durch Veränderung des Strömungswiderstandes gegeben ist, die besonders deshalb vorteilhaft ist, weil sie ohne Veränderung der Segelstellung zur Wirkung gebracht werden kann.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:
- Figur 1 ein Ausführungsbeispiel;
- Figur 2 das Ausführungsbeispiel mit gefierten Schwimmkörpern 4, 5;
- Figur 3 das Ausführungsbeispiel mit eingeholten Schwimmkörpern 4, 5;
- Figur 4 den Querschnitt eines Schwimmkörpers 5;
- Figur 5 eine schematische Darstellung des Segelns;
- Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel;
- Figur 7 ein Querschnitt des rechten Schwimmkörpers 105 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6.
- Das Ausführungsbeispiel ist ein Segelfahrzeug. Es weist einen mittleren Schwimmkörper 1 auf, auf dem ein Rahmen 2 mit Hilfe von Streben 3 befestigt ist. Die Streben erstrecken sich von der Oberseite des Schwimmkörpers 1 nach oben und außen. Sie sind beispielsweise mit dem Schwimmkörper 1 verschraubt. Der mittlere Schwimmkörper 1 kann nach Art eines Segelbretts ausgebildet sein, so daß sich das dargestellte Wasserfahrzeug entsprechend durch Erweiterung eines Segelbretts herstellen läßt.
- Das Segelfahrzeug weist zwei weitere, seitliche Schwimmkörper 4 und 5 auf. Die Schwimmkörper 4 und 5 sind an dem Rahmen 2 dadurch befestigt, daß Streben 6, 7 bzw. 8, 9 die mit den Schwimmkörpern 4, 5 fest verbunden sind, mit Hilfe von Gelenken 10 bis 13 am Rahmen 2 angelenkt sind.
- Die Schwimmkörper 4, 5 sind weniger lang als der mittlere Schwimmkörper 1. Ihre Länge beträgt etwa die Hälfte des Schwimmkörpers 1. Ihre Stellung zum mittleren Schwimmkörper 1 kann, wie aus einem Vergleich von Fig. 2 und Fig. 3 zu ersehen, während des Segelns verändert werden.
- Die Veränderung der Position der Schwimmkörper 4, 5 gegenüber dem mittleren Schwimmkörper 1 erfolgt dadurch, daß an Streben 7 bzw. 8, an deren unterem Ende Seile 14 bzw. 15 befestigt sind, beide je an eine Umlenkrolle 16 bzw. 17 am mittleren Schwimmkörper 1 geführt sind. Nach der Umlenkung sind die Seile 14, 15 miteinander verbunden und das dadurch gemeinsam gebildete Hauptseil 18 ist am mittleren Schwimmkörper mittels einer Belegklemme 19 festgelegt. Je nachdem, wie stark das Hauptseil 13 eingeholt (angezogen) oder gefiert (nachgelassen) wird, werden die Schwimmkörper 4 oder 5 an den mittleren Schwimmkörper 1 herangezogen oder haben die Möglichkeit, sich weiter von ihm weg zu bewegen. Die Gelenke 10 - 13 sind derart ausgebildet, daß die Streben 6 - 9 etwa in der Fig. 3 gezeigten Stellung (ca. 10° gegenüber der Senkrechten nach außen schräg geneigt) auf Anschläge treffen, damit eine weitere Einwärtsbewegung der Streben 6 - 9, die zu Instabilitäten führen könnte, nicht möglich ist. Die Außenneigung der Streben 6 - 9 von ca. 10° bei Auftreffen auf die Anschläge (Fig. 3) stellt sicher, daß der auf die Schwimmkörper 4, 5 wirkende Auftrieb bei gelöstem Hauptseil 18 die Schwimmkörper 4, 5 in die sichere Außenlage (Fig. 2) bewegt.
- Das Segelfahrzeug weist ferner ein Ruder 20, ein Schwert 21, einen Mast 22, ein Segel 23, sowie einen am Mast beweglich angebrachten Gabelbaum 24 auf, dessen hinteres Ende 25 über eine Schot 26 an der hinteren Strebe 30 des Rahmens 2 angeschlagen ist. Die Streben 30, 31, 32, 33, bilden den Rahmen 2. Der Rahmen 2, die Streben 3, 6 - 9 und die Gelenke 10 - 13 bilden ein Gestänge zur Verstellung der Schwimmkörper 4, 5. Der Rahmen ermöglicht weiterhin die Befestigung von Wanten in den Punkten, an denen Gelenke 11, 12 vorgesehen sind, und die Einrichtung eines Vorsegels. Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich, weisen die Schwimmkörper 4, 5 Gleitflächen 35 bzw. 36 auf. Sie gehen auf der dem Schwimmkörper 1 zugewandten Seite in nachfolgend als Verdrängungsflächen bezeichnete Außenflächen 37 bzw. 38 eines Verdrängungskörpers über. Die Anordnung ist derart, daß in der Schwenkstellung nach Fig. 2, also bei gefierten Auslegern, die Verdrängungsflächen 37 bzw. 38 in die Wasseroberfläche eintauchen, während in der eingeholten Position der Ausleger nach Fig. 3 die Gleitflächen 35, 36 parallel zur Wasseroberfläche sind. Auf diese Weise kann durch Veränderung der Lage der Schwimmkörper 4, 5 die Art der Schwimmfläche bzw. des Schwimmquerschnitts des Auslegers in Kontakt zur Wasseroberfläche verändert und damit - je nach Geschwindigkeit - die Art der Umströmung der Schwimmkörper 4, 5 verändert werden. Diese Veränderung der wirksamen Flächen der Schwimmkörper 4, 5 bzw. ihrer im Wasser wirksamen Querschnitte erfolgt im Ausführungsbeispiel wie beschrieben dadurch, daß die mit den Auslegern verbundenen Streben 6 bis 9 am Rahmen 2 über die Gelenke 10 bis 13 verschwenkbar sind.
- Gleichzeitig mit dem Verschwenken der Schwimmkörper 4, 5 zur Änderung der am Wasser wirksamen Fläche verändert sich auch die Lage dieser Schwimmkörper 4, 5 zum mittleren Schwimmkörper 1. Unter der Voraussetzung, daß bei der gezeigten Ausbildung des Rahmens 2 die Streben 6 bis 9 länger sind, als der Rahmen 2 über der Wasseroberfläche liegt, hebt sich beim Einholen (Heranziehen) der Schwimmkörper 4, 5 der Schwimmkörper 1 aus dem Wasser heraus. Er steht dann über der Wasseroberfläche.
- Mit Hilfe der Veränderung der Lage der Schwimmkörper 4, 5 zum mittleren Schwimmkörper 1 kann also folgendes erreicht werden:
- (a) In der Position nach Fig. 2 wirken alle drei Schwimmkörper 1, 4, 5 als Verdrängungskörper;
- (b) in der zweiten Position (Fig. 3) wirken die Schwimmkörper 4, 5 als Gleiter, während der mittlere Schwimmkörper 1 aus dem Wasser herausgehoben ist.
- Dazwischen sind alle Zwischenstufen möglich. Der Vorteil dieser Veränderung der Position der Schwimmkörper und Basis der Abstützung auf der Wasseroberfläche. Damit ergibt sich eine sehr hohe Stabilität. Die Stabilität des als Gleiter wirkenden Segelfahrzeuges, bei dem die Schwimmkörper 4, 5 als Gleiter wirken und der Schwimmkörper 1 aus dem Wasser herausgehoben ist (Fig. 3), ist erheblich größer als etwa die eines einzelnen Segelbrettes mit nur einem als Gleiter wirkenden Schwimmkörper. Aus diesem Grunde kann die Besegelung sehr viel größer sein als etwa bei einem Segelbrett oder einer Segeljolle obwohl im Zustand des Gleitens (Fig. 3) die Gleitflächen und damit der Strömungswiderstand erheblich geringer sind. Es ergibt sich also die Möglichkeit, trotz erhöhter Sicherheit (Stabilität, Bremsmöglichkeit) sehr viel höhere Geschwindigkeiten zu erreichen.
- Die dargestellten Längenverhältnisse der Schwimmkörper bewirken, daß beim Unterscheiden eines der äußeren Schwimmkörper 4, 5 der vordere Teil des mittleren Schwimmkörpers 1 durch die an ihm entstehenden Auftriebskräfte mit größerem Hebelarm dem entgegen wirkt.
- Außerdem läßt sich das erfindungsgemäß ausgebildete Segelfahrzeug, ausgehend von einem handelsüblichen Segelbrett, dadurch leicht aufbauen, daß der Rahmen 2 mit den weiteren schwenkbar angelenkten Schwimmkörpern 4, 5 daran befestigt wird. Auch ein Einrumpfsegelfahrzeug ist mit dieser Einrichtung ausrüstbar.
- Fig. 5 zeigt, daß das erfindungsgemäß ausgebildete Wasserfahrzeug wie eine Jolle gesegelt werden kann. Eine Person kann auf dem Rahmen 2 sitzen. Es ist aber auch möglich, dieses Wasserfahrzeug mit zwei Personen zu segeln. Es ist daher besonders als Familiensportgerät geeignet, dies insbesondere im Hinblick darauf, daß Bestandteil ein Schwimmkörper ist, der ohne das weitere Zubehör wie ein Segelbrett von einer einzelnen Person und dann in der erfindungsgemäßen Erweiterung als 2-Personen-Sportgerät genutzt werden kann.
- Ein besonderer Vorteil der dargestellten Einrichtung liegt darin, daß der Rahmen 2 und damit die Schwimmkörper 4, 5 besonders schnell abschraubbar und damit demontierbar sind. Dadurch wird der Transport zu Land erheblich vereinfacht.
- Zu ergänzen ist ferner, daß die Verstellbarkeit der Schwimmkörper 4, 5 gegenüber dem Schwimmkörper 1 anstatt durch Seile (wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel) auch durch andere Zugelemente, z.B. Gestänge, erfolgen kann.
- Figur 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 5 besteht darin, daß ein mittlerer Schwimmkörper im eigentlichen Sinne nicht mehr verwendet wird. Der mittlere Schwimmkörper wird durch einen Holm 101 ersetzt. Dieser Holm hat keine Funktion als Verdrängungskörper oder Gleitkörper mehr; er dient lediglich dazu, das Ruder 120, das Schwert 121, den Mast 122 und den Rahmen 102 aufzunehmen. Der Rahmen 102 wird gebildet durch quer verlaufende Streben 130 und 131. Sie sind miteinander über zwei weitere (nicht gezeigte) Streben zu dem etwa viereckigen Rahmen 102 verbunden. Über diesen (nicht ersichtlichen) weiteren Streben sind Rohre 132 und 133 verschwenkbar angebracht. An diesen Rohren befinden sich die Streben 106, 107, 108, 109, die die beiden seitlichen Schwimmkörper 104 und 105 tragen. An den Streben 107 bzw. 108 greifen die Seile 114, 115 an, die an den Rollen 116, 117 umgelenkt und dahinter zu einem Hauptseil 118 vereinigt sind, das an einer Belegklemme 119 festgelegt ist.
- Jeder der beiden Schwimmkörper 104, 105 kann in zwei Positionen als Schwimmkörper wirksam werden. Zur Erläuterung ist der Querschnitt des rechten Schwimmkörpers 105 noch einmal in Fig..7 herausgezeichnet.
- In der in Fig. 6 gezeigten Stellung tauchen die Schwimmkörper 104 und 105 mit der in Fig. 6 bzw. Fig. 7 nach unten gerichteten Kante oder Spitze 140 ihres im wesentlichen dreieckigen Querschnitts in das Wasser ein. Sie wirken dann als Verdrängungskörper.
- Wird das Hauptseil 118 angezogen und werden damit die Schwimmkörper 104 und 105 eingeholt, d.h. gegenüber der in Fig. 6 gezeigten Stellung nach innen in Richtung der Pfeile 141 bzw. 142 verschwenkt, so ergibt sich eine Position, in der sich die Seitenfläche 143 parallel zur Wasseroberfläche befindet und damit als Gleitfläche wirkt.
- Im Sinne der Terminologie, die für das erste Ausführunos- beispiel verwendet worden ist, stellen also die in Fig. 7 unteren Bereiche 144, 145 der Seitenflächen 143 bzw. 143' die in Fig. 7 mit etwas stärkeren Linien dargestellt sind, als die Flächenbereiche, die als Außenfläche eines Verdrängungskörpers ausgebildet sind. Hingegen ist es die Seitenfläche 143, und zwar einschließlich des unteren Bereiches 145, die als Gleitfläche ausgebildet ist und in der zweiten Stellung wirksam wird.
Claims (8)
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