DE102007055253A1 - Magnetic position sensor for detecting position of vehicle seat, has gripping layer i.e. foil, arranged at distance to resistive layer, where gripping layer is made of ferro magnetic material and is electrically conductive - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen magnetischen Positionssensor (1), bestehend aus einem elektrisch nicht leitfähigen, unmagnetischem Träger (2), auf welchem eine Widerstandsschicht (3) und im Abstand dazu zumindest teilweise übereinanderliegend eine Abgreifschicht (4) angeordnet ist, wobei der Abstand so gewählt ist, dass unter Einwirkung einer entlang der übereinanderliegenden Bereiche von der Widerstandsschicht (3) und der Abgreifschicht (4) bewegbaren Magneteinrichtung (5) eine Berührung zwischen der Widerstandsschicht (3) und der Abgreifschicht (4) entsteht, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Abgreifschicht (4) eine Folie ist, die aus einem ferromagnetischem Material besteht und zumindest einseitig elektrisch leitfähig ist.The invention relates to a magnetic position sensor (1), consisting of an electrically nonconductive, non-magnetic support (2), on which a resistive layer (3) and at a distance at least partially superposed a Abgreifschicht (4) is arranged, wherein the distance chosen in that a contact between the resistance layer (3) and the tapping layer (4) is produced under the action of a magnet device (5) movable along the superimposed regions of the resistance layer (3) and the tapping layer (4) Abgreifschicht (4) is a film which consists of a ferromagnetic material and at least one side is electrically conductive.
Description
Die Erfindung betrifft einen magnetischen Positionssensor, bestehend aus einem elektrisch nicht leiffähigem, unmagnetischem Träger, auf welchem eine Widerstandsschicht und im Abstand dazu zumindest teilweise übereinander liegend, eine Abgreifschicht angeordnet ist, wobei der Abstand so gewählt ist, dass unter Einwirkung einer entlang der übereinander liegenden Bereiche von Widerstandsschicht und Abgreifschicht bewegbaren Magneteinrichtung einer Berührung zwischen der Widerstandsschicht und der Abgreifschicht entsteht, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The The invention relates to a magnetic position sensor consisting from an electrically non-conductive, non-magnetic carrier, on which a resistive layer and at a distance from it at least partly over each other lying, a Abgreifschicht is arranged, the distance so chosen is that under the action of one along the superimposed areas Magnetic device movable by resistance layer and tapping layer a touch arises between the resistance layer and the Abgreifschicht, according to the characteristics the preamble of claim 1.
Positionssensoren,
die die Stellung eines Elementes relativ zu einer Bezugsposition
erfassen, sind grundsätzlich
bekannt. Beispiel für
einen solchen Positionsgeber ist in der
Um
diesen Verschleißeffekt
zu reduzieren, sind schon magnetische Positionssensoren bekannt geworden,
so z.B. aus der
Ein
gattungsbildender, passiver, magnetischer Positionssensor ist aus
der
Ein solcher Sensor minimiert zwar schon die Verschleißeffekte, er ist aber nach wie vor nachteilig hinsichtlich seine aufwändigen Aufbaues, da die Abgreifschicht in Form einer mäanderförmigen Biegebalkenstruktur nur aufwändig herzustellen ist. Außerdem ist es erforderlich, diese mäanderförmige Biegebalkenstruktur zwischen zwei Abstandshaltern anzuordnen, wobei weiterhin der Nachteil gegeben ist, dass diese mäanderförmige Biegebalkenstruktur im Betrieb des Positionssensors bei mechanischen Beanspruchungen beschädigt werden kann.One such sensor already minimizes the wear effects, but he is still disadvantageous in terms of its complex structure, because the Abgreifschicht in the form of a meandering bending beam structure only expensive is to produce. Furthermore it is necessary, this meandering bending beam structure to arrange between two spacers, and still the disadvantage given that this meandering bending beam structure during operation of the position sensor under mechanical stress damaged can be.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen magnetischen Positionssensor, der verschleißfrei arbeitet, bereit zu stellen, der hinsichtlich seines Aufbaues verbessert ist, insbesondere soll die Bauhöhe eines solchen Positionssensors verringert und auch die Herstellung vereinfacht werden.Of the The invention is therefore based on the object, a magnetic Position sensor, the wear-free works to provide, which improves in terms of its construction is, in particular, the height such a position sensor reduces and also the production be simplified.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abgreifschicht eine Folie ist, die aus einem ferromagnetischen Material besteht und zumindest einseitig elektrisch leitfähig ist. Die Verwendung einer Abgreifschicht in Form einer Folie aus einem ferromagnetischen Material hat den Vorteil, dass diese Folie wesentlich robuster gegenüber mechanischen äußeren Einwirkungen auf den Positionssensor ist und eine solche Folie (im Gegensatz zu einer mäanderförmigen Biegebalkenstruktur) wesentlich einfacher herzustelle und bei der Herstellung handzuhaben ist. Da die Abgreifschicht aus einem ferromagnetischen Material besteht, kann sie optimal von der Magneteinrichtung, insbesondere einem Permanentmagneten, punktuell im Bereich der Magneteinwirkung auf die Widerstandsschicht herangezogen werden, so dass daraus die gewünschte Widerstandsänderung, die detektierbar ist, resultiert. Dadurch ist es möglich, dass sowohl die Magneteinrichtung kleiner baut als auch die Bauhöhe des Positionssensors reduziert werden kann, da der kleinere Magnet näher an den Positionssensor herangeführt werden kann. Außerdem kann bei entsprechender Formgebung des Trägers die Widerstandsschicht und auch die Abgreifschicht an diesem Träger angeordnet, d.h. befestigt werden, so dass die aus dem bekannten Stand der Technik erforderlichen Abstandshalter entfallen können. Auch daraus resultiert wieder eine Reduzierung der Bauhöhe des gesamten Positionssensors.According to the invention, it is provided that the Abgreifschicht is a film made of a ferromagnetic Material consists and at least one side is electrically conductive. The use of a tapping layer in the form of a film of one ferromagnetic material has the advantage that this film is essential more robust opposite mechanical external influences is on the position sensor and such a slide (in contrast to a meander-shaped bending beam structure) much easier to produce and handle in the production is. Since the Abgreifschicht of a ferromagnetic material exists, it can optimally from the magnetic device, in particular a permanent magnet, selectively in the area of the action of the magnet be used on the resistance layer, so that from the desired Change in resistance, which is detectable results. This makes it possible for that both the magnetic device builds smaller and the height of the position sensor can be reduced because the smaller magnet closer to the position sensor brought can be. Furthermore can with appropriate shaping of the carrier, the resistance layer and also the Abgreifschicht arranged on this carrier, i. be attached so that the spacers required in the known state of the art can be omitted. This also results in a reduction in the overall height of the entire The position sensor.
In besonders vorteilhafter Weise sind sowohl der Träger als auch die Widerstandsschicht, die Abgreifschicht und auch eine Abdeckung des Trägers aus einer starren oder flexiblen Folie gebildet, woraus wiederum die gesamte Bauhöhe des Positionssensors verringert wird.In Particularly advantageously, both the carrier and the resistance layer, the Abgreifschicht and also a cover of the carrier a rigid or flexible film formed, from which in turn the overall height of the position sensor is reduced.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Abgreifschicht von einer Abdeckung geschützt, wobei die Abdeckung mit dem Träger des Positionssensors verbunden ist. Dadurch ist eine einfache Herstellung des Positionssensors möglich, da zunächst der Träger hergestellt wird, mit der Widerstandsschicht versehen wird, anschließend die Abgreifschicht aufgebracht wird und danach diese gesamte Anordnung des an sich schon funktionsfähigen Positionssensors mit einer zusätzlichen Abdeckung vor äuße ren Einflüssen geschützt wird. Dies hat außerdem den Vorteil, dass ein Positionssensor auf diese Art und Weise in beliebiger Länge gefertigt werden kann. Bestehe die genannten Elemente des Positionssensors aus einer flexiblen Folie, ist es weiterhin in vorteilhafter Weise möglich, um auf diese Art und Weise z.B. die Grundform des Positionssensors auf Rolle herzustellen, wobei, je nach gewünschter Länge eines zu fertigenden Positionssensors das Endlosmaterial einfach abgeschnitten und zu einem fertigen Positionssensor weiter verarbeitet werden kann. Die Weiterverarbeitung erfolgt beispielsweise derart, dass an den Enden des abgelenkten Stückes des Positionssensors Abschlussstücke angebracht werden, wobei an der einen Seite aus dem Abschlussstück ein Kabel herausgeführt wird, welches mit der Widerstandsschicht und der Abgreifschicht verbunden ist, wobei weiterhin an dem Ende des Kabels zum Beispiel, aber nicht zwangsweise, ein Steckverbinder vorhanden ist. Über diesen Steckverbinder kann der Positionssensor mit einer Auswerteeinrichtung verbunden werden, an der der Positionssensor angeschlossen ist und die dazu ausgebildet ist, die Widerstandsänderung bei Relativbewegung der Magneteinrichtung zu dem Positionssensor zu detektieren.In development of the invention, the Abgreifschicht is protected by a cover, wherein the cover is connected to the carrier of the position sensor. As a result, a simple production of the position sensor is possible, since first the carrier is produced, is provided with the resistive layer, then the Abgreifschicht is applied and then this entire arrangement of the already functional position sensor is protected against external influences with an additional cover. This also has the advantage that a position sensor can be manufactured in this way in any length. If the said elements of the position sensor consist of a flexible film, it is furthermore advantageously possible to produce in this way, for example, the basic shape of the position sensor on a roll, wherein, depending on the desired length of a position sensor to be manufactured, the endless material is simply cut off and closed a finished position sensor can be further processed. The further processing is carried out, for example, such that at the ends of the deflected piece of the position sensor end pieces are attached, wherein on one side of the end piece a cable is led out, which is connected to the resistance layer and the Abgreifschicht, wherein further at the end of the cable to Example, but not necessarily, a connector is present. About this connector, the position sensor can be connected to an evaluation device to which the position sensor is connected and which is adapted to detect the change in resistance in relative movement of the magnetic device to the position sensor.
In Weiterbildung der Erfindung ist es wesentlich, dass die Abdeckung ein Flussleitblech ist oder ein Flussleitblech umfasst. Durch ein solches Flussleitblech kann die magnetische Wirkung verstärkt und die Empfindlichkeit des Positionssensors erhöht beziehungsweise die Magnetkraft der Magneteinrichtung damit einhergehend deren Größe verringert werden. In dieser Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Abdeckung z.B. ein Kunststoffgehäuse ist, in welche ein geeignetes Flussleitblech eingesetzt und dort befestigt wird. Die Befestigung kann beispielsweise durch Verkleben oder Verstämmen erfolgen. Außerdem ist es denkbar, die Abdeckung in einem Spritzgussverfahren herzustellen, wobei das Flussleitblech mit dem Kunststoffmaterial, welches die Abdeckung bildet, zumindest teilweise oder insbesondere auch vollständig umspritzt wird. Daneben ist es alternativ denkbar, dass die Abdeckung ein starres Kunststoffteil oder ein flexibles Kunststoffteil, insbesondere eine Folie, ist wobei das Flussleitblech von einem Element, das Bestandteil ist, dessen Position erfasst werden soll, gebildet wird. Als Beispiel sei hier genannt, dass der Positionssensor an einer Sitzschiene eines Sitzes eines Fahrzeuges befestigt ist, wobei durch Linearbewegung des Sitzes die Magneteinrichtung relativ zu dem Positionssensor, der beispielsweise am Chassis (Boden) des Fahrzeuges befestigt ist, relativ bewegt wird.In Further development of the invention, it is essential that the cover a Flußleitblech is or comprises a Flußleitblech. Through a Such flux baffle can strengthen the magnetic effect and the sensitivity of the position sensor increases or the magnetic force the size of the magnet device is reduced along with it. In this embodiment, it is conceivable that the cover may be e.g. a plastic housing is, in which a suitable Flußleitblech used and fixed there becomes. The attachment can be done for example by gluing or Verstämmen. Furthermore it is conceivable to produce the cover in an injection molding process, wherein the flow baffle with the plastic material, which the Cover forms, at least partially or in particular completely encapsulated becomes. In addition, it is alternatively conceivable that the cover is a rigid Plastic part or a flexible plastic part, in particular a Foil, wherein the flux baffle is made of an element that is part is whose position is to be detected is formed. As an an example be mentioned here, that the position sensor on a seat rail of a Seat of a vehicle is fastened, whereby by linear movement the seat, the magnetic device relative to the position sensor, which is fastened, for example, to the chassis (floor) of the vehicle, is relatively moved.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt eine Kombination aus Abgreifschicht (Abgreiffolie) und Widerstandsschicht auf einer gegenüberliegenden Partnerfolie. Die Widerstandsseite ist Folgendermaßen aufgebaut. Basis ist eine ferromagnetische Folie. Diese wird mit einem Dielektrikum dünn beschichtet. Dieses wird mit einem Widerstandslack dünn beschichtet. Die Abgreiffolie wie ebenso die Partnerfolie mit der aufgebrachten Widerstandsbahn bilden zugleich Kontaktfedern und einen Magnetanker. Die Kontaktbetätigung erfolgt durch ein von außen einwirkendes Magnetfeld, das von einem in die Nähe gebrachten Dauermagneten oder in einer zugehörigen Magnetspule elektrisch erzeugt wird. Durch das Magnetfeld ziehen sich die beiden Kontaktzungen (Wellenberg und Wellental) an, berühren sich in ihrem Scheitelpunkt und schließen somit den elektrischen Stromkreis, in dem die Widerstandsschicht liegt. Sobald das Magnetfeld abfällt oder eine bestimmte Kraft unterschritten wird (insbesondere dann, wenn die Magneteinrichtung senkrecht von dem Positionssensor wegbewegt wird), öffnet sich der Kontakt aufgrund der Federwirkung wieder, d.h. das Wellental löst sich von dem Wellenberg. Da die Kontaktzungen nur im Berreich des Magneten angezogen werden, bildet sich eine potentiometrische Schaltung. Wird der Magnet jedoch längs relativ zu dem Positionssensor bewegt, rollt die Welle der Abgreifschicht und/oder der Widerstandsschicht über die Längserstreckung des Positionssensors.In Further development of the invention is a combination of Abgreifschicht (Pick-up foil) and resistance layer on an opposite partner foil. The resistance side is constructed as follows. Basis is one ferromagnetic film. This is thinly coated with a dielectric. This gets thin with a resistive paint coated. The tapping foil as well as the partner foil with the applied resistance track at the same time form contact springs and a magnet armature. The contact operation is carried out by a from Outside magnetic field applied by a nearby permanent magnet or in an associated one Magnet coil is generated electrically. Pull through the magnetic field the two tongues of contact (Wellenberg and Wellental) touch each other in their vertex and thus close the electrical Circuit in which the resistance layer is located. Once the magnetic field drops or falls below a certain force (especially then, when the magnet device moves vertically away from the position sensor will) opens the contact due to the spring action again, i. the trough dissolves from the wave mountain. Since the reeds only in the area of the magnet be tightened, forms a potentiometric circuit. However, the magnet is longitudinal moved relative to the position sensor, the shaft of the Abgreifschicht rolls and / or the resistive layer over the longitudinal extension of the position sensor.
Der erfindungsgemäße Positionssensor kann folgende Anwendungen finden (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):
- – Linear und Rotativ 360°
- – Linear auch axial um Welle gewickelt
- – Einbauform: Gerade, Wellen, Kurven, 3D Verlegung
- – Sensor ist fix und Magnet wird bewegt bzw. umgekehrt.
- – Anwendung vorzugsweise in Fahrzeugen in: – Schiebedach – Sitzverstellung – Ladeboden – Schiebetür – Tür – Heckklappe – Cabriodach – Zylinder, Hydraulisch sowie Gas – Flügel, Spolierverstellung – Fenster – Ganghebel, Joystik – Federbein – Flüssigkeitsstand – Rückenlehne – Lenkwinkel – Pedalweg und Winkel – Schalter Fuzzi Logik
- – Mögliche Bauformen: – Gerade – Kurvenform – Gewellt – Gewölbt – Linear – Rotativ
- - Linear and Rotary 360 °
- - Linear also wound axially around the shaft
- - Type of installation: straight, waves, curves, 3D installation
- - Sensor is fixed and magnet is moved or vice versa.
- - Application preferably in vehicles in: - Sunroof - Seat adjustment - Loading floor - Sliding door - Door - Tailgate - Convertible roof - Cylinder, hydraulic and gas - Wing, Spolierverstellung - Window - lever, Joystick - Suspension strut - Liquid level - Backrest - Steering angle - Pedalweg and angle - Switch Fuzzi logic
- - Possible designs: - Straight - Curved - Curved - Curved - Linear - Rotative
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, dass die zumindest eine Widerstandsschicht und/oder die zumindest eine Abgreifschicht fingerartig ausgebildet ist. Diese Finger sind quer zur Längserstreckung bei einem längs ausgebildeten Positionssensors ausgerichtet und überlappen sich zumindest teilweise, damit sie bei Einwirkung des Magnetfeldes der Magneteinrichtung zur Anlage kommen können. Diese Finger – oder kammartige Ausgestaltung der Widerstandsschicht beziehungsweise der Abgreifschicht ist z.B. nur im seitlichen Endbereich (also abgewandt von dem Bereich, in dem z.B. die Abgreifschicht in dem Abstandshalter eingespannt ist) vorhanden oder kann auch bis in den Bereich, in dem die jeweilige Schicht an dem jeweiligen Element befestigt ist, heran oder sogar hineinreichen.In an alternative embodiment of the invention, it is conceivable that the at least one resistance layer and / or the at least one Abgreifschicht is formed finger-like. These fingers are across to the longitudinal extent in a longitudinal trained position sensor aligned and overlap at least partially, so that they are affected by the magnetic field of the magnetic device can come to the plant. These fingers - or comb-like configuration of the resistive layer or the tapping layer is e.g. only in the lateral end region (thus facing away from the area where e.g. clamped the Abgreifschicht in the spacer is) or can also be up to the area in which the respective Layer is attached to the respective element, zoom or even extend.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Positionssensors ist darin zu sehen, dass aufgrund seiner Konstruktion und der Materialwahl ein Verkleben der Widerstandsschicht mit der Abgreifschicht auch dann nicht erfolgen kann, wenn die Magneteinrichtung über längere Zeit hinweg an ein und derselben Stelle sich befunden hat. In diesem Zusammenhang sei als Beispiel erläutert, dass der Positionssensor an einer Sitzschiene eines Sitzes eines Fahrzeuges befestigt ist, wobei mit dem Positionssensor die Position des Sitzes in Bezug auf das Chassis des Fahrzeuges erfasst werden soll. Hierzu ist die Magneteinrichtung an dem Sitz befestigt. Hier ist nun der Fall denkbar, dass der Sitz über längere Zeit hinweg nicht bewegt wird, da das Fahrzeug immer von ein und demselben Fahrer gesteuert wird. Wird nun nach sehr sehr langer Zeit der Sitz aus seiner einmal eingestellten Position herausbewegt, ist nicht zu befürchten, dass die ausgelenkte Welle (Wellental beziehungsweise Wel lenberg) der Abgreifschicht an der Widerstandsschicht haften bleibt. Aufgrund des sich ändernden Magnetfeldes infolge der Verschiebung des Sitzes erfolgt auch ein Wegwandern des Wellenberges beziehungsweise des Wellentales aus seiner ursprünglichen Position, so dass dadurch die Abgreifschicht nicht an der Widerstandsschicht haften bleibt, obwohl sie zwecks Erfassung der Position und damit des Widerstandes des Positionssensors zur Anlage gekommen sind.One Another significant advantage of the position sensor according to the invention is therein to see that, because of its construction and the choice of materials a bonding of the resistive layer with the Abgreifschicht also then can not be done when the magnetic device for a long time been in one and the same place. In this context be explained as an example, that the position sensor on a seat rail of a seat of a Vehicle is attached, with the position sensor, the position of the seat relative to the chassis of the vehicle should. For this purpose, the magnetic device is attached to the seat. Here is Now the case is conceivable that the seat does not move for a long time because the vehicle is always controlled by one and the same driver becomes. Now after a very very long time the seat will be out of his once set position is not to be feared, that the deflected wave (Wellental or Wel lenberg) the Abgreifschicht adheres to the resistive layer. by virtue of of the changing one Magnetic field due to the displacement of the seat is also a Walking away from the wave mountain or wave trough his original Position, so that thereby the Abgreifschicht not at the resistance layer sticks, even though they are in order to capture the position and thus the resistance of the position sensor have come to rest.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, aus denen sich die entsprechenden Vorteile ergeben, sind in den Unteransprüchen angeführt. Außerdem erfolgt eine Beschreibung der Merkmale der Unteransprüche im Folgenden in Zusammenhang mit den Figuren.Further Embodiments of the invention that make up the corresponding Benefits are given in the dependent claims. In addition, a description will be made the features of the subclaims in the following in connection with the figures.
In
den Figuren ist, soweit im Einzelnen dargestellt, ein magnetischer
Positionssensor mit der Bezugsziffer
In
den
In
In
In
Eine
weitere Ausgestaltung des Positionssensors
In
Während in
den bisherigen Figuren immer einzelne Magnete
In
In
Die
Kontaktierung der Widerstandsschicht
In
Durch den Einbau eines Interface wie zum Beispiel Spannungsinterface in die Schnittstelle können die Sensordaten an die unterschiedlichsten Anforderungen von kundenseitigen Auswerteeinheiten angepasst werden. Der Sensor wird dadurch auch von Überbelastung und kundenseitiger Fehlschaltung geschützt. Weiterhin kann eine Beschädigung des Sensors detektiert werden und an die Auswerteeinheit gemeldet werden.By the installation of an interface such as voltage interface in the interface can the sensor data to the most diverse requirements of the customer Evaluation units are adapted. The sensor is thus also overloaded and customer-side malfunction protected. Furthermore, damage to the Sensors are detected and reported to the evaluation.
In
den
In
den Figuren ist immer ein Dauermagnet
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007055253A DE102007055253A1 (en) | 2006-11-18 | 2007-11-16 | Magnetic position sensor for detecting position of vehicle seat, has gripping layer i.e. foil, arranged at distance to resistive layer, where gripping layer is made of ferro magnetic material and is electrically conductive |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102006054409 | 2006-11-18 | ||
| DE102006054409.9 | 2006-11-18 | ||
| DE102007055253A DE102007055253A1 (en) | 2006-11-18 | 2007-11-16 | Magnetic position sensor for detecting position of vehicle seat, has gripping layer i.e. foil, arranged at distance to resistive layer, where gripping layer is made of ferro magnetic material and is electrically conductive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102007055253A1 true DE102007055253A1 (en) | 2008-05-21 |
Family
ID=39311474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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| DE (1) | DE102007055253A1 (en) |
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2007
- 2007-11-16 DE DE102007055253A patent/DE102007055253A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: DENGLER, WERNER, NUEZIDERS, AT Inventor name: PETER, GERHARD, SULZ, AT |
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Effective date: 20140616 |
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