EP0925446B2 - Radialkolbenpumpe zur kraftstoffhochdruckversorgung - Google Patents
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- Y10T137/7929—Spring coaxial with valve
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Definitions
- valve-controlled high-pressure pump in which the valve seat of the suction-side check valve is arranged in the housing. Above this check valve is a suction chamber, which is sealed by a closure element to the outside.
- a piston pump of a hydraulic brake system for a motor vehicle in which one of two intake valves is arranged in a closure element.
- the present invention seeks to provide a more compact design of the radial piston pump.
- the passage opening in the component is discontinued or stepped and the closure element is pressed sealingly against a step of the passage opening with a, in particular annular collar-like sealing flange and the intake valve is centrally located inside the Sealing flange is arranged.
- a sealing means for example in the form of an elastomeric sealing ring can be used, while the seal is effected to the cylinder chamber by pressing the sealing flange against the step.
- the closure element can be tightened as a screw against the stage.
- An oblique bore extending obliquely to the longitudinal direction of the passage opening into the interior of the closure element with respect to the suction-side check valve can be provided by an annular space in order to fluidly connect the suction side of the check valve to the annular space.
- the closure element may have on its side facing the piston a cup-shaped recess in which the suction-side check valve is received.
- FIGS. 1 and 2 show a radial piston pump for high-pressure fuel supply in fuel injection systems of internal combustion engines.
- the radial piston pump is designed with an integrated demand quantity control.
- As a control concept the principle of Saugdrosselregelung is pursued.
- the radial piston pump comprises a drive shaft 4 mounted in a pump housing 2 with an eccentrically formed shaft section 6.
- an intermediate bushing 8 against which the shaft section 6 is rotatable.
- the intermediate bush 8 comprises three flattened portions 10 which are each offset by 120 °, against which a respective piston 12 with a block-like abutment portion 14 is supported.
- the pistons 12 are slidably received in the radial direction in each case in a cylindrical space 18 formed by a solid metallic component 16.
- a passage opening 20 is provided in the component 16.
- the passage opening 20 is stepped and has a smaller diameter portion 22 forming the actual cylinder chamber 18 and a larger diameter portion 24.
- a closure element 26 is inserted pressure-tight.
- the closure element 26 is a closure screw 28, which is screwed with the interposition of an O-ring seal 30 in the larger diameter portion 24 of the through hole 20.
- the screw plug 28 On its side facing the pump piston 12, the screw plug 28 has an annular collar-like sealing flange 31, with which the screw plug 23 is sealingly pressed against an axial step portion 32 between the smaller diameter section and the larger diameter section 22, 24 of the passage opening 20.
- intake-side check valve is integrated.
- the screw plug 28 and the check valve 34, the smaller diameter portion 22 of the through hole 20 and the compressor-side end face 36 of the pump piston 12 define a compressor or high-pressure chamber 38.
- the drive shaft 4 of the in FIG. 1 turned position up to 180 °, so while the in FIG. 1 above shown piston moved out of the cylinder chamber 18 under the action of a compression spring 40.
- the volume of the pressure chamber 38 increases and the suction-side check valve 34 opens in a manner to be described in more detail.
- the check valve 34 is closed and a in FIG. 2 illustrated high pressure side check valve 42 opens.
- the high-pressure fuel in the pressure chamber 38 can then flow via an outgoing from the cylinder chamber 18 branch passage 44 via the high-pressure side check valve 42 and a port 46 to an engine piston or a high-pressure reservoir.
- the closure screw 28 in the axial section 32 of the through hole 20 has a slightly recessed in its radial direction outer diameter and limits together with the inside of the larger diameter portion 24 of the passage opening 20 an annular space 48.
- this annular space 48 opens a radial Fuel supply opening 50 in the component 16. Then go from the annular space 48 a plurality of obliquely extending to the longitudinal direction of the through hole 20 holes 52, and open in a central cup-shaped recess 54 in the screw 28th
- the suction-side check valve 34 is integrated as follows in the cup-shaped recess 54 of the plug 28: In the piston-facing free end of the cup-shaped recess 54 is a valve seat 56 defining element 58 pressure-tight screwed with adhesive.
- the element 58 has a central passage opening 60 for a plunger 62 of a valve body 64.
- the valve body 64 has on the piston-facing side of the element 58 on a valve plate 66 which is sealingly against the valve seat 56 can be applied.
- FIG. 4 illustrated embodiment differs from the in FIG. 3 represented in that the element 58 'is not screwed by means of adhesive in the cup-shaped recess 54', but is fixed inextricably by a peel riveting, see reference numeral 74th
- the suction-side check valve 80 comprises a valve body 82 which is housed entirely in a cup-shaped recess 84 of the screw plug 86.
- the valve body 82 is biased by a spring 88 in the direction of the bottom 90 of the cup-shaped recess 84, wherein the spring 88 is supported against the inside of a cover member 92 which is also cup-shaped in cross-section and a flange 94 of the screw plug 86 engages around and this is caulked at several points, see reference numeral 96.
- an oblique bore 100 leads to a central blind bore 102 introduced from the bottom 90 of the cup-shaped recess 84.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse (2) gelagerten Antriebswelle, die exzentrisch ausgebildet ist oder in Umfangsrichtung mehrere nockenartige Erhebungen aufweist, und mit vorzugsweise mehreren bezüglich der Antriebswelle radial in einem jeweiligen Zylinderraum angeordneten Kolben, die bei Umdrehen der Antriebswelle in dem Zylinderraum hin- und her bewegbar sind, und mit einem ansaugseitigen und einem hochdruckseitigen Rückschlagventil und mit einem Bauteil mit einer den Zylinderraum bildenden Durchgangsöffnung, in deren radial äußeres Ende ein Verschlußelement eingesetzt ist, wobei das Verschlußelement in Längsrichtung der den Zylinderraum bildenden Durchgangsöffnung nach außen druckdicht geschlossen ist.
- Durch die Mannesmann Rexroth GmbH ist eine Radialkolbenpumpe bekannt geworden bei der das den Zylinderraum bildende Bauteil innerhalb eines Gehäuseflanschs vorgesehen ist, also als ein gehäuseinneres Bauteil ausgebildet ist. Die Kraftstoffzufuhr zu dem ansaugseitigen Rückschlagventil erfolgt dabei von der kolbenabgewandten Seite des Verschlusselements, also von bezüglich der Antriebswelle radial außerhalb des die Kolben aufnehmenden Bauteils. Deshalb muss dort ein radial äußerer Ansaugraum vorgesehen sein, der von dem Gehäuseflansch umgeben ist.
- Aus der
DE-A 2 338 489 ist eine ventilgesteuerte Hochdruckpumpe bekannt, bei der der Ventilsitz des ansaugseitigen Rückschlagventils im Gehäuse angeordnet ist. Oberhalb dieses Rückschlagventils befindet sich ein Ansaugraum, der von einem Verschlusselement nach außen abgedichtet wird. - Aus der
DE-A 4 324 689 ist eine Kolbenpumpe einer hydraulischen Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt bei der eines von zwei Ansaugventilen in einem Verschlusselement angeordnet ist. - Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kompaktere Bauform der Radialkolbenpumpe anzugeben.
- Erfindungsgemäß ist der Ventilkörper des ansaugseitigen Rückschlagventils ganz in einer topfförmigen Ausnehmung des Verschlusselements vorgesehen und dichtend gegen den Mündungsbereich einer im Boden der topfförmigen Ausnehmung ausgebildeten und mit der Kraftstoffzufuhr kommunizierenden Öffnung in Schließrichtung vorgespannt. Die erwähnte Öffnung kann wiederum, wie eingangs erwähnt, mit einer Schrägbohrung in dem Verschlusselement und einem zwischen Verschlusselement und dem Bauteil ausgebildeten Ringraum kommunizieren.
- Der Ventilkörper könnte in an sich beliebiger Weise gegen den Boden der topfförmigen Ausnehmung vorgespannt werden. Es hat sich aber als konstruktiv und montagetechnisch vorteilhaft erwiesen, wenn auf der dem Pumpenkolben zugewandten offenen Seite der topfförmigen Ausnehmung eine Abstützung für eine den Ventilkörper in Schließrichtung vorspannende Feder vorgesehen ist, die dann zwischen der Abstützung und der kolbenzugewandten Seite des Ventilkörpers angeordnet ist. Zur Bildung der Abstützung könnten ansich beliebige radiale Vorsprünge in der topfförmigen Ausnehmung vorgesehen sein. Es hat sich demgegenüber aber im Hinblick auf eine einfache Montage als vorteilhaft erwiesen, wenn die Abstützung von einer Art Deckelelement mit einer Durchströmöffnung für den zu fördernden Kraftstoff gebildet ist. Das Deckelelement könnte mit einem Innengewinde versehen sein und auf einen entsprechenden Flanschabschnitt des Verschlusselements aufgeschraubt sein oder es könnte anstelle einer Verschraubung an mehreren Punkten mit dem Flanschabschnitt verstemmt sein.
- Bei dem Verschlusselement kann es sich um eine einfach montierbare Verschlussschraube handeln, die in ein an dem radial äußeren Ende des Bauteils vorgesehenes Innengewinde eingeschraubt ist.
- Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Durchgangsöffnung in dem Bauteil abgesetzt oder gestuft ausgebildet ist und das Verschlusselement mit einem, inbesondere ringbundartigen Dichtflansch gegen eine Stufe der Durchgangsöffnung dichtend angepresst ist und das Ansaugventil zentral innerhalb des Dichtflanschs angeordnet ist. Zur Abdichtung des Verschlusselements am radial äußeren Ende kann ein Dichtmittel, beispielsweise in Form eines elastomeren Dichtrings verwendet werden, während die Abdichtung zum Zylinderraum durch Anpressen des Dichtflanschs gegen die Stufe bewirkt wird. Hierfür erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Verschlusselement als Verschlussschraube gegen die Stufe angezogen werden kann.
- Die Kraftstoffzufuhr zu dem Bauteil erfolgt über eine nicht dargestellte Zumesseinheit.
- Von einem Ringraum kann eine sich schräg zur Längsrichtung der Durchgangsöffnung in das Innere des Verschlusselements zu dem ansaugseitigen Rückschlagventil erstreckende Schrägbohrung vorgesehen sein, um die Ansaugseite des Rückschlagventils mit dem Ringraum strömungsmäßig zu verbinden.
- Das Verschlusselement kann auf seiner dem Kolben zugewandten Seite eine topfförmige Ausnehmung aufweisen, in der das ansaugseitige Rückschlagventil aufgenommen ist.
- Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe. In der Zeichnung zeigt:
- Figur 1
- eine Schnittansicht einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Radialkolbenpumpe, wobei der Schnitt senkrecht zur Antriebswellenachse verläuft;
- Figur 2
- eine Schnittansicht entlang der Ebene der Pfeile II-II in
Figur 1 ; - Figur 3
- eine vergrößerte Detailansicht eines Ausschnitts aus
Figur 2 ; - Figur 4
- eine der
Figur 3 entsprechende Detailansicht einer nicht erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe mit abweichend gestaltetem Verschlusselement; - Figur 5
- eine der
Figur 3 entsprechende Detailansicht einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe. - Die
Figuren 1 und2 zeigen eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen. Die Radialkolbenpumpe ist mit einer integrierten Bedarfsmengenregelung konzipiert. Als Regelkonzept wird das Prinzip der Saugdrosselregelung verfolgt. Die Kraftstoffzufuhr und -dimensionierung erfolgt über eine nicht dargestellte Zumesseinheit. - Die Radialkolbenpumpe umfasst eine in einem Pumpengehäuse 2 gelagerte Antriebswelle 4 mit einem exzentrisch ausgebildeten Wellenabschnitt 6. Auf dem exzentrischen Wellenabschnitt 6 ist eine Zwischenbuchse 8 vorgesehen, gegenüber der der Wellenabschnitt 6 drehbar ist. Die Zwischenbuchse 8 umfasst drei jeweils um 120° zueinander versetzte Abflachungen 10, gegen die sich jeweils ein Kolben 12 mit einem blockartigen Anlageabschnitt 14 abstützt. Die Kolben 12 sind in jeweils einem von einem massiven metallischen Bauteil 16 gebildeten Zylinderraum 18 zur Antriebswelle 4 in radialer Richtung verschieblich aufgenommen. Zur Bildung des Zylinderraums 18 ist in dem Bauteil 16 eine Durchgangsöffnung 20 vorgesehen. Die Durchgangsöffnung 20 ist gestuft ausgebildet und weist einen den eigentlichen Zylinderraum 18 bildenden durchmesserkleineren Abschnitt 22 und einen durchmessergrößeren Abschnitt 24 auf. In das radial äußere Ende der Durchgangsöffnung 20, also in den durchmessergrößeren Abschnitt 24, ist ein Verschlusselement 26 druckdicht eingesetzt. Das Verschlusselement 26 ist eine Verschlussschraube 28, die unter Zwischenordnung einer O-Ring-Dichtung 30 in den durchmessergrößeren Abschnitt 24 der Durchgangsöffnung 20 eingeschraubt ist.
- An ihrer dem Pumpenkolben 12 zugewandten Seite weist die Verschlussschraube 28 einen ringbundartigen Dichtflansch 31 auf, mit dem die Verschlussschraube 23 gegen einen axialen Stufenabschnitt 32 zwischen dem durchmesserkleineren und dem durchmessergrößeren Abschnitt 22, 24 der Durchgangsöffnung 20 dichtend angepresst ist.
- In der Verschlussschraube 28 ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnetes ansaugseitiges Rückschlagventil integriert. Die Verschlussschraube 28 bzw. das Rückschlagventil 34, der durchmesserkleinere Abschnitt 22 der Durchgangsöffnung 20 und die verdichterseitige Stirnseite 36 des Pumpenkolbens 12 definieren einen Verdichter- oder Hochdruckraum 38. Wenn sich die Antriebswelle 4 von der in
Figur 1 dargestellten Position bis zu 180° umdreht, so wird währenddessen der inFigur 1 oben dargestellte Kolben unter der Wirkung einer Druckfeder 40 aus dem Zylinderraum 18 herausbewegt. Während dieser Ansaugphase nimmt das Volumen des Druckraums 38 zu und das ansaugseitige Rückschlagventil 34 öffnet in noch näher zu beschreibender Weise. Wenn nach weiterer Umdrehung der Antriebswelle 4 der Kolben 12 in Verdichtungsrichtung bewegt wird, so wird das Rückschlagventil 34 geschlossen und ein inFigur 2 dargestelltes hochdruckseitiges Rückschlagventil 42 öffnet. Der im Druckraum 38 unter Hochdruck stehende Kraftstoff kann dann über einen vom Zylinderraum 18 ausgehenden Stichkanal 44 über das hochdruckseitige Rückschlagventil 42 und einen Anschluss 46 zu einem Motorkolben oder einem Hochdruckspeicherraum strömen. - Wie im Einzelnen aus
Figur 3 zu ersehen ist, weist die Verschlussschraube 28 im Bereich der axialen Stufe 32 der Durchgangsöffnung 20 einen in ihrer radialen Richtung etwas zurückgesetzten Außendurchmesser auf und begrenzt zusammen mit der Innenseite des durchmessergrößeren Abschnitts 24 der Durchgangsöffnung 20 einen Ringraum 48. In diesen Ringraum 48 mündet eine radiale Kraftstoffzuführöffnung 50 in dem Bauelement 16. Sodann gehen von dem Ringraum 48 mehrere zur Längsrichtung der Durchgangsöffnung 20 schräg verlaufende Bohrungen 52 aus, und münden in einer zentralen topfförmigen Ausnehmung 54 in der Verschlussschraube 28. - Das ansaugseitige Rückschlagventil 34 ist folgendermaßen in der topfförmigen Ausnehmung 54 der Verschlussschraube 28 integriert: In das kolbenzugewandte freie Ende der topfförmigen Ausnehmung 54 ist ein einen Ventilsitz 56 definierendes Element 58 druckdicht mit Kleber eingeschraubt. Das Element 58 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 60 für einen Stössel 62 eines Ventilkörpers 64 auf. Der Ventilkörper 64 weist auf der kolbenzugewandten Seite des Elements 58 einen Ventilteller 66 auf, der dichtend gegen den Ventilsitz 56 anlegbar ist. Auf der vom Pumpenkolben 12 abgewandten Seite des Elements 58 innerhalb der topfförmigen Ausnehmung 54 ist eine Feder 68 vorgesehen, welche den Stössel 62 des Ventilkörpers 64 in Richtung auf den Boden der topfförmigen Ausnehmung 54 vorspannt, so dass der Ventilteller 66 dichtend gegen den Ventilsitz 56 angelegt ist. Die Feder 68 stützt sich einenends gegen das Element 58 und anderenends gegen ein von einem Bundbuchsenelement 70 gebildetes Widerlager 72 ab. Das Bundbuchsenelement 70 ist in einer solchen Position in den Stössel 62 eingebördelt, dass ein vorbestimmter Öffnungsdruck des Rückschlagventils 34 eingestellt ist. Das Rückschlagventil 34 wird außerhalb der Verschlussschraube 28 mit dem erwünschten Öffnungsdruck montiert und dann durch Einschrauben des Elements 58 in die topfförmige Ausnehmung 54 in die Verschlussschraube 28 integriert.
- Die in
Figur 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der inFigur 3 dargestellten dadurch, dass das Element 58' nicht mittels Kleber in die topfförmige Ausnehmung 54' eingeschraubt ist, sondern durch eine Schälnietung unlösbar fixiert ist, siehe Bezugszeichen 74. - Bei der in
Figur 5 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das ansaugseitige Rückschlagventil 80 einen Ventilkörper 82, der ganz in einer topfförmigen Ausnehmung 84 der Verschlussschraube 86 aufgenommen ist. Der Ventilkörper 82 ist über eine Feder 88 in Richtung auf den Boden 90 der topfförmigen Ausnehmung 84 vorgespannt, wobei sich die Feder 88 gegen die Innenseite eines Deckelelements 92 abstützt, welches im Querschnitt ebenfalls topfförmig ausgebildet ist und einen Flanschabschnitt 94 der Verschlussschraube 86 umgreift und mit diesem an mehreren Punkten verstemmt ist, siehe Bezugszeichen 96. - Von einem auch bei dieser Ausführungsform vorgesehenen Ringraum 98 führt eine Schrägbohrung 100 bis zu einer vom Boden 90 der topfförmigen Ausnehmung 84 aus eingebrachten zentralen Sacklochbchrung 102. Wenn der Ventilkörper 82 unter der Spannung der Feder 88 gegen den Boden 90 der topfförmigen Ausnehmung 84 gedrückt ist, so überdeckt der Ventilkörper 82 vollständig die Mündungsöffnung der Sacklochbohrung 102, und das Rückschlagventil 80 ist geschlossen.
Claims (10)
- Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse (2) gelagerten Antriebswelle (4), die exzentrisch ausgebildet ist oder in Umfangsrichtung mehrere nockenartige Erhebungen aufweist, und mit vorzugsweise mehreren bezüglich der Antriebswelle (4) radial in einem jeweiligen Zylinderraum (18) angeordneten Kolben (12), die bei Umdrehen der Antriebswelle (4) in dem Zylinderraum hin- und her bewegbar sind, und mit einem ansaugseitigen und einem hochdruckseitigen Rückschlagventil (80, 42) und mit einem Bauteil (16) mit einer den Zylinderraum (18) bildenden Durchgangsöffnung (20), in deren radial äußeres Ende ein Verschlußelement (26, 86) eingesetzt ist, wobei das Verschlußelement (26, 86) in Längsrichtung der den Zylinderraum bildenden Durchgangsöffnung (20) nach außen druckdicht geschlossen ist und die Kraftstoffzuführung zu dem ansaugseitigen Rückschlagventil (80, 42) über eine zur Längsrichtung im wesentlichen radiale Kraftstoffzuführöffnung (50) in dem Bauteil (16) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das ansaugseitige Rückschlagventil (80, 42) in das Verschlußelement (26) integriert ist, dass der Ventilkörper (82) des ansaugseitigen Rückschlagventils (80) in einer topfförmigen Ausnehmung (84) des Verschlusselements (86) vorgesehen und dichtend gegen den Mündungsbereich einer im Boden (90) der topfförmigen Ausnehmung (84) ausgebildeten und mit der Kraftstoffzufuhr kommunizierenden Öffnung (102) in Schließrichtung vorgespannt ist.
- Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlußelement (26) eine Verschlußschraube (86) ist, die in ein an dem radial äußeren Ende des Bauteils (16) vorgesehenes Innengewinde eingeschraubt ist.
- Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (20) abgesetzt oder gestuft ausgebildet ist und dass das Verschlusselement (26) mit einem, insbesondere ringbundartigen Dichtflansch (31) gegen eine Stufe (32) der Durchgangsöffnung dichtend angepresst ist und das Rückschlagventil (80) zentral innerhalb des Dichtflanschs (31) angeordnet ist.
- Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber dem Dichtflansch (31) radial außen ein Ringraum (98) zwischen dem Verschlusselement (26, 86) und der die Durchgangsöffnung (20) begrenzenden Wandung des Bauteils (16) vorgesehen ist, in welchen die Kraftstoffzufuhröffnung (50) mündet.
- Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Ringraum (98) eine sich schräg zur Längsrichtung der Durchgangsöffnung (20) in das Innere des Verschlusselements (26, 86) zu dem ansaugseitigen Rückschlagventil (80) erstreckende Schrägbohrung (100) vorgesehen ist.
- Radialkolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (26, 86) auf seiner dem Kolben (12) zugewandten Seite eine topfförmige Ausnehmung (84) aufweist, in der das ansaugseitige Rückschlagventil (80) aufgenommen ist.
- Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Kolben zugewandten offenen Seite der topfförmigen Ausnehmung (84) eine Abstützung für eine den Ventilkörper (82) in Schließrichtung vorspannende Feder (88) vorgesehen ist.
- Radialkolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung von einem Deckelelement (92) mit einer Durchströmöffnung gebildet ist.
- Radialkolbenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (92) im Querschnitt topfförmig ist und einen Flanschabschnitt (94) des Verschlusselements (86) übergreift.
- Radialkolbenpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (92) an mehreren Punkten mit dem Verschlusselement (86) verstemmt ist.
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