WO2006133471A2 - Synchronisierungseinrichtung für ein schaltgetriebe - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a synchronizer for a transmission with a synchronizer body and at least one coupling body, which are connectable to each other via at least one synchronizer ring, wherein the synchronizer body has a cooling channel arrangement.
  • the invention relates to a Mehrfachsynchronisier adopted for a manual transmission with a synchronizer body and at least one coupling body, which via synchronizing rings, via at least one inner ring and at least one outer ring, are interconnected, wherein between inner and outer ring at least one with the coupling body via at least one first entrainment pin rotatably connected intermediate ring is arranged.
  • a synchronizer is known in which a cooling channel is arranged in the synchronizer body for cooling the synchronizer ring, which leads a coolant to an annular chamber within the synchronizer ring.
  • a similar cooling channel arrangement is also known from JP 09-089004 A.
  • the cooling of the synchronizer rings is not sufficient. This can lead to burning off of the synchronizer rings and to an above-average level of wear.
  • the object of the invention is to reduce the wear of synchronizer rings. Another object is to realize a fail-safe rotational connection between the intermediate ring and coupling body in the simplest possible way.
  • the channel arrangement has at least one preferably approximately radial first channel, of which at least one branch channel to an end facing away from the coupling body at least a synchronizer ring leads, wherein preferably the mouth of at least one branch channel is arranged in the contact region of cooperating friction surfaces of two synchronizer rings.
  • a particularly simple production results when the first channel is drilled by an outer lateral surface of the synchronizer body and is preferably closed in the region of the outer lateral surface by a closure part.
  • the closure part can be arranged coaxially with the first channel or in a receiving bore crossing the first channel.
  • the first channel can emanate from an annular distribution channel on the inside of the synchronizer body.
  • At least two leading to the end side of the synchronizer rings branch channels are provided by each first channel.
  • a particularly good cooling and lubricating performance can be achieved if several, preferably at least three, first channels are distributed uniformly in the circumferential direction in the synchronizer body.
  • a further thermal relief of the synchronizer rings can be achieved if the channel arrangement has at least one second channel, which starts from the annular distribution channel and leads to a preferably annular second space between lateral surfaces of the synchronizer body and a synchronizer ring, preferably at least two second cooling channels - in a longitudinal section viewed through the synchronizer body - are arranged V-shaped.
  • the first and second channels can be arranged in different levels.
  • a fail-safe rotary connection between the intermediate ring and coupling body can be achieved in that the preferably cylindrical first driving pin is fixedly inserted in a preferably axially parallel first bore of the coupling body, wherein preferably the driving pin is pressed into the first bore of the coupling body.
  • the pressing of the first driving pins in holes of the coupling body is safe, since the coupling body has much larger material thickness around the holes, as the intermediate ring.
  • the intermediate ring for receiving at least one first driver pin of a second bore, preferably a blind hole, in which the first driver pin engages with play.
  • the first driving pins are loose or inserted with play in the blind holes, so that changes in shape and tension to follow interference fit fits are avoided.
  • first driving pins distributed uniformly in the circumferential direction and are arranged equal to the rotational axis of the synchronizer spaced from the coupling body.
  • first driving pins distributed uniformly in the circumferential direction and are arranged equal to the rotational axis of the synchronizer spaced from the coupling body.
  • FIG. 1 shows a synchronizer according to the invention in a side view
  • FIG. 2 shows the synchronizing device in a section along the line II-II in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows the synchronizing device in a section along the line III-III in FIG. 2 in a first embodiment variant
  • FIG. 3a shows the synchronizing device in a second embodiment in a section analogous to FIG. 3;
  • Fig. 4 shows the detail IV of Fig. 3;
  • Fig. 4a shows the detail IVa of Fig. 3a
  • FIG. 5 shows a coupling body in an oblique view.
  • FIG. 6 shows an intermediate ring in an oblique view.
  • FIG. 7 shows the synchronizing device according to the line VII - VII in FIG. 2; FIG.
  • Fig. 8 shows the detail VIII of Fig. 7;
  • FIG. 11 shows an outer ring in an oblique view.
  • the synchronizer 1 has a synchronizer body 2, which is connected via a sliding sleeve 3 with one of the two coupling body 4.
  • Synchronizer rings namely inner rings 5, intermediate rings 6 and outer rings 7 are arranged coaxially between the synchronizer body 2 and each coupling body 4.
  • the intermediate rings 6 are rotatably connected via a respective cylindrical first driving pin 27 with the coupling bodies 4.
  • the first driving pins 27 are pressed parallel to the axis Ia of the synchronizer 1 in first holes 8 of the coupling body 4.
  • the intermediate rings 6 have formed as blind holes second holes 9, in which engage the first driving pins 7 with game. Inadmissibly high stresses and changes in shape of the intermediate ring 6 due to a press fit between the first driving pins 27 can thus be avoided.
  • the inner rings 5 are rotatably connected to the inner rings 5 via axially parallel inserted into the synchronizer body 2, for example pressed-in, second driving pins 10, wherein the second driving pins 10 engage in recesses 11 of the inner rings 5.
  • the first and second drive pins 27, 10 enable reliable and fail-safe synchronization operations, especially in high-performance drive systems.
  • the synchronizer body 2 has a channel arrangement 12.
  • the channel arrangement 12 includes radial first channels 13 emanating from an annular distributor channel 17, from which branch channels 14a, 14b running parallel to the axis 1a of the synchronizing device 1 to a first space 16a in the region of end faces 5a, 6a, 7a of the synchronizer rings 5 facing away from the coupling bodies 4 , 6, 7 lead.
  • the orifices 14a ', 14b 1 of the branch channels 14a, 14b are in the contact region 19, 20 of cooperating friction surfaces of the synchronizer rings 5, 6, 7 are arranged.
  • the channel arrangement 12 has V-shaped second channels 15, which open the synchronizer body 2 and the inner rings 5 into second spaces 16b between lateral surfaces 2b, 5b.
  • the first and second channels 13, 15 start from an annular supply channel 17 on the inside of the synchronizer body 2.
  • the annular supply channel 17 is fed via feed channels of a not shown, connected to the synchronizer body 2 shaft.
  • the uniformly distributed in the circumferential direction of the first channels 13 can be made in a simple manner by radial holes from the outer shell 2a of the synchronizer body 2 ago. Thereafter, the first channels 13 are closed by closure members 18 to the outside.
  • the first and second channels 13, 15 existing channel assembly 12 is particularly suitable for high-performance drive systems, such as commercial vehicles.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung (1) für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper (2) und zumindest einem Kupplungskörper (4), welcher über zumindest einen Synchronring (5, 6, 7) miteinander verbindbar sind, wobei der Synchronkörper (2) eine Kanalanordnung (12) aufweist. Um die Kühlung und Schmierung der Synchronringe zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Kanalordnung (12) zumindest einen vorzugsweise etwa radialen ersten Kanal (13) aufweist, von welchem zumindest ein Zweigkanal (14a, 14b) zu zumindest einem ersten Raum im Bereich einer dem Kupplungskörper (4) abgewandten Stirnseite (5a, 6a, 7a) zumindest eines Synchronringes (5, 6, 7) führt.

Description

SYNCHRONISIEREINRICHTUNG FÜR EIN SCHALTGETRIEBE
Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper und zumindest einem Kupplungskörper, welcher über zumindest einen Synchronring miteinander verbindbar sind, wobei der Synchronkörper eine Kühlkanalanordnung aufweist.
Weiters betrifft die Erfindung eine Mehrfachsynchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper und zumindest einem Kupplungskörper, welche über Synchronringe, und zwar über zumindest einen Innenring und zumindest einen Außenring, miteinander verbindbar sind, wobei zwischen Innen- und Außenring zumindest ein mit dem Kupplungskörper über zumindest einen ersten Mitnehmerstift drehfest verbundener Zwischenring angeordnet ist.
Aus der US 4,494,638 A ist eine Synchronisiereinrichtung bekannt, bei der im Synchronkörper zur Kühlung des Synchronringes ein Kühlkanal angeordnet ist, welcher ein Kühlmittel zu einer ringförmigen Kammer innerhalb des Synchronringes führt. Eine ähnliche Kühlkanalanordnung ist auch aus der JP 09-089004 A bekannt. Für Antriebssysteme mit hoher Leistung, insbesondere für Mehrfach- konus-Synchronisiereinrichtungen ist die Kühlung der Synchronringe allerdings nicht ausreichend. Dadurch kann es zu einem Abbrennen der Synchronringe und zu einem überdurchschnittlich hohen Verschleiß kommen.
Aus der JP 04-140517 A ist eine Synchronisiereinrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Die Drehverbindung zwischen dem Zwischenring und dem Kupplungskörper erfolgt über Fortsätze des Zwischenringes, welche in radiale Ausnehmungen des Kupplungskörpers eingreifen. Die mit dem Zwischenring einstückig ausgeführten Fortsätze erhöhen allerdings den Fertigungsaufwand.
Weiters ist es bekannt, Mitnehmerstifte in Bohrungen des Zwischenringes einzupressen. Dies hat allerdings den Nachteil, dass im Zwischenring unakzeptabel hohe Spannungen und Formänderungen auftreten, welche die Integrität des Zwischenringes gefährden.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Verschleiß von Synchronringen zu vermindern. Eine weitere Aufgabe ist es, auf möglichst einfache Weise eine ausfallsichere Drehverbindung zwischen Zwischenring und Kupplungskörper zu realisieren.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Kanalordnung zumindest einen vorzugsweise etwa radialen ersten Kanal aufweist, von welchem zumindest ein Zweigkanal zu einer dem Kupplungskörper abgewandten Stirnseite zumindest eines Synchronringes führt, wobei vorzugsweise die Mündung zumindest eines Zweigkanals im Kontaktbereich von zusammenwirkenden Reibflächen zweier Synchronringe angeordnet ist.
Eine besonders einfache Herstellung ergibt sich, wenn der erste Kanal von einer äußeren Mantelfläche des Synchronkörpers gebohrt ist und vorzugsweise im Bereich der äußeren Mantelfläche durch einen Verschlussteil verschlossen ist. Der Verschlussteil kann dabei koaxial mit dem ersten Kanal oder in einer den ersten Kanal kreuzenden Aufnahmebohrung angeordnet sein. Der erste Kanal kann von einem ringförmigen Verteilerkanal an der Innenseite des Synchronkörpers ausgehen.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass von jedem ersten Kanal zumindest zwei zur Stirnseite der Synchronringe führende Zweigkanäle vorgesehen sind.
Eine besonders gute Kühl- und Schmierleistung kann erreicht werden, wenn mehrere, vorzugsweise zumindest drei, erste Kanäle gleichmäßig in Umfangs- richtung verteilt im Synchronkörper angeordnet sind.
Insbesondere bei Synchronisiereinrichtungen mit mehreren Synchronringen ergibt sich der Vorteil, dass das Kühlmittel direkt zu Bereichen mit hoher Wärmeentwicklung, nämlich in den Bereich der Reibflächen zwischen den Synchronringen, also zwischen Innenring und Zwischenring beziehungsweise zwischen Außenring und Zwischenring, geführt wird. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Wärmeabfuhr aus den thermisch hoch beanspruchten Bereichen.
Eine weitere thermische Entlastung der Synchronringe kann erreicht werden, wenn die Kanalanordnung zumindest einen zweiten Kanal aufweist, welcher vom ringförmigen Verteilerkanal ausgeht und zu einem vorzugsweise ringförmigen zweiten Raum zwischen Mantelflächen des Synchronkörpers und eines Synchronringes führt, wobei vorzugsweise zumindest zwei zweite Kühlkanäle - in einem Längsschnitt durch den Synchronkörper betrachtet - V-förmig angeordnet sind.
Die ersten und zweiten Kanäle können dabei in verschiedenen Ebenen angeordnet sein.
Eine ausfallsichere Drehverbindung zwischen Zwischenring und Kupplungskörper kann dadurch erreicht werden, dass der vorzugsweise zylindrische erste Mitnehmerstift fest in einer vorzugsweise achsparallelen ersten Bohrung des Kupplungskörpers eingesetzt ist, wobei vorzugsweise der Mitnehmerstift in die erste Bohrung des Kupplungskörpers eingepresst ist. Dadurch, dass der erste Mitnehmerstift nicht am Zwischenring, sondern am Kupplungskörper angebracht ist, können unzulässige Spannungen und Formänderungen am Zwischenring vermieden werden. Das Einpressen der ersten Mitnehmerstifte in Bohrungen des Kupplungskörpers ist unbedenklich, da der Kupplungskörper wesentlich größere Materialdicken rund um die Bohrungen aufweist, als der Zwischenring.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Zwischenring zur Aufnahme zumindest eines ersten Mitnehmerstiftes einer zweiten Bohrung, vorzugsweise ein Sackloch aufweist, in welche der erste Mitnehmerstift mit Spiel eingreift. Die ersten Mitnehmerstifte sind lose beziehungsweise mit Spiel in die Sacklöcher eingesetzt, so dass Formänderungen und Spannungen zu Folge Presssitz-Passungen vermieden werden.
Um hohe Drehmomente übertragen zu können, ist es vorteilhaft, wenn mehrere erste Mitnehmerstifte gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt und gleich von der Drehachse der Synchronisiereinrichtung beabstandet am Kupplungskörper angeordnet sind. Im Rahmen der Erfindung kann weiters bei einer Synchronisiereinrichtung mit jeweils einem Innenring auf jeder Seite des Synchronkörpers vorgesehen sein, dass die Innenringe über zumindest einen den Synchronkörper vorzugsweise achsparallel durchsetzenden zweiten Mitnehmerstift miteinander drehverbunden sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung in einer Seitenansicht;
Fig. 2 die Synchronisiereinrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 die Synchronisiereinrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie III- III in Fig. 2 in einer ersten Ausführungsvariante;
Fig. 3a die Synchronisiereinrichtung in einer zweiten Ausführungsvariante in einem Schnitt analog zu Fig. 3;
Fig. 4 das Detail IV aus Fig. 3;
Fig. 4a das Detail IVa aus Fig. 3a;
Fig. 5 einen Kupplungskörper in einer Schrägansicht;
Fig. 6 einen Zwischenring in einer Schrägansicht; Fig. 7 die Synchronisiereinrichtung gemäß der Linie VII-VII in Fig. 2;
Fig. 8 das Detail VIII aus Fig. 7;
Fig. 9 einen Synchronkörper in einer Schrägansicht;
Fig. 10 einen Innenring in einer Schrägansicht; und
Fig. 11 einen Außenring in einer Schrägansicht.
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Synchronisiereinrichtung 1 weist einen Synchronkörper 2 auf, welcher über eine Verschiebemuffe 3 mit einem der beiden Kupplungskörper 4 verbindbar ist. Zwischen dem Synchronkörper 2 und jedem Kupplungskörper 4 sind Synchronringe, und zwar Innenringe 5, Zwischenringe 6 und Außenringe 7 koaxial angeordnet.
Die Zwischenringe 6 sind dabei über jeweils einen zylindrischen ersten Mitnehmerstift 27 drehfest mit den Kupplungskörpern 4 verbunden. Die ersten Mitnehmerstifte 27 sind parallel zur Achse Ia der Synchronisiereinrichtung 1 in erste Bohrungen 8 der Kupplungskörper 4 eingepresst. Die Zwischenringe 6 weisen als Sacklöcher ausgebildete zweite Bohrungen 9 auf, in welche die ersten Mitnehmerstifte 7 mit Spiel eingreifen. Unzulässig hohe Spannungen und Formänderungen des Zwischenringes 6 zu Folge eines Presssitzes zwischen den ersten Mitnehmerstiften 27 können somit vermieden werden.
Die Innenringe 5 sind über in den Synchronkörper 2 achsparallel eingesetzte, beispielsweise eingepresste, zweite Mitnehmerstifte 10 mit den Innenringen 5 drehverbunden, wobei die zweiten Mitnehmerstifte 10 in Ausnehmungen 11 der Innenringe 5 eingreifen.
Die ersten und zweiten Mitnehmerstifte 27, 10 ermöglichen zuverlässige und ausfallsichere Synchronisiervorgänge, insbesondere bei leistungsstarken Antriebssystemen.
Zur Kühlung und Schmierung der Synchronringe 5, 6, 7 weist der Synchronkörper 2 eine Kanalanordnung 12 auf. Die Kanalanordnung 12 beinhaltet von einem ringförmigen Verteilerkanal 17 ausgehende radiale erste Kanäle 13, von welchen parallel zur Achse Ia der Synchronisiereinrichtung 1 ausgeführte Zweigkanäle 14a, 14b zu einem ersten Raum 16a im Bereich von den Kupplungskörpern 4 abgewandten Stirnseiten 5a, 6a, 7a der Synchronringe 5, 6, 7 führen. Die Mündungen 14a', 14b1 der Zweigkanäle 14a, 14b sind dabei im Kontaktbereich 19, 20 von zusammenwirkenden Reibflächen der Synchronringe 5, 6, 7 angeordnet. Weiters weist die Kanalanordnung 12 V-förmige zweite Kanäle 15 auf, welche in zweite Räume 16b zwischen Mantelflächen 2b, 5b den Synchronkörper 2 und den Innenringen 5 münden. Die ersten und zweiten Kanäle 13, 15 gehen von einem ringförmigen Versorgungskanal 17 an der Innenseite des Synchronkörpers 2 aus. Der ringförmige Versorgungskanal 17 wird über Zuführkanäle einer nicht weiter dargestellten, mit dem Synchronkörper 2 verbundenen Welle gespeist. Die gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten ersten Kanäle 13 können in einfacher Weise durch radiale Bohrungen vom Außenmantel 2a des Synchronkörpers 2 her gefertigt werden. Danach werden die ersten Kanäle 13 durch Verschlussteile 18 nach außen hin verschlossen. Die aus ersten und zweiten Kanälen 13, 15 bestehende Kanalanordnung 12 eignet sich besonders für leistungsstarke Antriebssysteme, wie beispielsweise von Nutzfahrzeugen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Synchronisiereinrichtung (1) für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper (2) und zumindest einem Kupplungskörper (4), welcher über zumindest einen Synchronring (5, 6, 7) miteinander verbindbar sind, wobei der Synchronkörper (2) eine Kanalanordnung (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalordnung (12) zumindest einen vorzugsweise etwa radialen ersten Kanal (13) aufweist, von welchem zumindest ein Zweigkanal (14a, 14b) zu zumindest einem ersten Raum im Bereich einer dem Kupplungskörper (4) abgewandten Stirnseite (5a, 6a, 7a) zumindest eines Synchronringes (5, 6, 7) führt.
2. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (14a1, 14b1) zumindest eines Zweigkanals (14a, 14b) im Kontaktbereich (19, 20) von zusammenwirkenden Reibflächen zweier Synchronringe (5, 6, 7) angeordnet ist.
3. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise von einem ringförmigen Verteilerkanal (17) an der Innenseite des Synchronkörpers (2) ausgehende erste Kanal (13) von einer äußeren Mantelfläche (2a) des Synchronkörpers (2) gebohrt ist.
4. Synchronisierungseinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanal (13) im Bereich der äußeren Mantelfläche (2a) durch einen Verschlussteil (18) verschlossen ist.
5. Synchronisierungseinrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussteil (18) in einer den ersten Kanal kreuzenden, vorzugsweise achsparallelen Aufnahmebohrung (18a) angeordnet ist.
6. Synchronisiereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem ersten Kanal (13) zumindest zwei zur Stirnseite (5a, 6a, 7a) der Synchronringe (5, 6, 7) führende Zweigkanäle (14a, 14b) abzweigen.
7. Synchronisiereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise zumindest drei, erste Kanäle (13) gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt im Synchronkörper (2) angeordnet sind.
8. Synchronisiereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (12) zumindest einen zweiten Kanal (15) aufweist, welcher vom ringförmigen Verteilerkanal (17) ausgeht und zu einem vorzugsweise ringförmigen zweiten Raum (16) zwischen Mantelflächen (2b, 5b) des Synchronkörpers (2) und eines Synchronringes (5) führt.
9. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei zweite Kanäle (15) - in einem Längsschnitt durch den Synchronkörper (2) betrachtet - V-förmig angeordnet sind.
10. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Kanäle (13, 15) in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.
11. Mehrfachsynchronisiereinrichtung (1) für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper (2) und zumindest einem Kupplungskörper (4), welche über Synchronringe, und zwar über zumindest einen Innenring (5) und zumindest einen Außenring (7), miteinander verbindbar sind, wobei zwischen Innen- und Außenring (5, 7) zumindest ein mit dem Kupplungskörper (4) über zumindest einen ersten Mitnehmerstift (27) drehfest verbundener Zwischenring (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise zylindrische erste Mitnehmerstift (27) fest in einer, vorzugsweise achsparallelen ersten Bohrung (8) des Kupplungskörpers (4) eingesetzt ist, wobei vorzugsweise der Mitnehmerstift (27) in die erste Bohrung (8) des Kupplungskörpers (4) eingepresst ist.
12. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (6) zur Aufnahme zumindest eines ersten Mitnehmerstiftes (27) eine achsparallele zweite Bohrung (9), vorzugsweise ein Sackloch aufweist, in welche der erste Mitnehmerstift (27) mit Spiel eingreift.
13. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Mitnehmerstifte (27) gleichmäßig in Um- fangsrichtung verteilt und gleich von der Drehachse (Ia) der Synchronisiereinrichtung (1) beabstandet am Kupplungskörper (4) angeordnet sind.
14. Synchronisiereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei beidseits des Synchronkörpers (2) jeweils ein Innenring (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenringe (5) über zumindest einen den Synchronkörper (2), vorzugsweise achsparallel durchsetzenden zweiten Mitnehmerstift (10) miteinander drehverbunden sind.
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AT10162005 2005-06-16

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