DE10224700A1 - Expansion sleeve for expansion anchor and method for the production of expansion sleeves - Google Patents
Expansion sleeve for expansion anchor and method for the production of expansion sleevesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Spreizhülse (1) für Spreizanker (2), insbesondere Einschlag- und Bolzenanker, die einen konischen Spreizabschnitt (9) aufweisen, wobei sich der Spreizabschnitt (9) in Einbringrichtung des Spreizankers (2) aufweitet. Die Spreizhülse (1) wird auf dem Spreizabschnitt (9) aufgesetzt und ist durch Verschieben aufspreizbar. Die erfindungsgemäße Spreizhülse (1) weist einen wellenförmig gefalteten Spreizbereich (8) auf, der ein dem Spreizabschnitt (9) angepasstes Dreieck beschreibt. Zur Herstellung wird vorgeschlagen, dass aus Blech eine Ausgangskontur mit einem Teller und davon radial abstehend mehreren Laschen gestanzt wird. Im Weiteren werden die Laschen wellenförmig vorgeprägt und dann zu einer Rohhülse rechtwinklig gebogen. Abschließend wird die Spreizhülse (1) mit einem Kalibrierstempel (21) in einem Gesenk (20) gestaucht, wobei der wellenförmige Spreizbereich (8) verdichtet und der Dreieckswinkel exakt eingestellt wird.The invention relates to an expansion sleeve (1) for expansion anchors (2), in particular impact and bolt anchors, which have a conical expansion section (9), wherein the expansion section (9) widens in the direction of insertion of the expansion anchor (2). The expansion sleeve (1) is placed on the expansion section (9) and can be expanded by sliding. The expansion sleeve (1) according to the invention has a wavy folded expansion region (8) which describes a triangle adapted to the expansion section (9). For the production, it is proposed that a starting contour with a plate and radially extending several tabs is punched from sheet metal. Furthermore, the tabs are pre-embossed wavy and then bent at right angles to a raw tube. Finally, the expansion sleeve (1) with a Kalibrierstempel (21) in a die (20) is compressed, the wave-shaped expansion region (8) is compressed and the angle of the triangle is adjusted exactly.
Description
Die Erfindung betrifft eine Spreizhülse für Spreizanker sowie ein Verfahren, dass zur Herstellung solcher Spreizhülsen geeignet ist. The invention relates to an expansion sleeve for expansion anchor and a method that for Production of such expansion sleeves is suitable.
Derartige Spreizhülsen sind weithin bekannt. Sie sind Teil von Spreizankern, die ein Ankergrundteil aufweisen. Das Ankergrundteil wird in ein Bohrloch eingebracht und weist einen konischen Spreizabschnitt auf. Der Spreizabschnitt weitet sich in Einbringrichtung des Spreizankers auf. Die Spreizhülse wird axial verschieblich auf dem Spreizabschnitt aufgesetzt und ist durch Verschieben aufspreizbar. Je nach Funktionsweise des Verschiebens auf dem Spreizabschnitt können unterschiedliche Spreizanker unterschieden werden, was sich zum Teil auch auf die Spreizhülse selbst auswirkt. Bei Bolzenankern verkrallt sich die Spreizhülse an der Bohrlochinnenwand, während das Ankergrundteil in Richtung aus dem Bohrloch gezogen wird. Bei Einschlagankern mit Spreizhülse ist diese topfförmig ausgebildet, umschließt das Ende des Ankergrundteils und wird zentrisch von innen in Einbringrichtung des Einschlagankers verformt. Hierdurch wird sie über den feststehenden, konischen Spreizabschnitt des Ankergrundteils gezogen und verspreizt. Bekannt sind Spreizhülsen einerseits aus Vollmaterial und andererseits aus Blech als Stanz-/Biegeteil (beispielsweise aus DE 100 38 615 A1). Such expansion sleeves are well known. They are part of expansion anchors that one Have anchor base. The anchor base is placed in a borehole and points a conical spreading on. The spreading section widens in the direction of insertion of the expansion anchor on. The expansion sleeve is axially displaceable on the spreading attached and can be expanded by moving. Depending on the functioning of the Moving on the spreading can different expansion anchor be distinguished, which in part also affects the expansion sleeve itself. at Bolt anchors engages the expansion sleeve on the borehole inner wall, while the Anchor base is pulled in the direction of the borehole. With impact anchors with Expansion sleeve is this cup-shaped, enclosing the end of the anchor base and is deformed centrally from the inside in the insertion direction of the impact anchor. As a result, it is on the fixed, conical expansion of the Anchor base pulled and spread. Spreader sleeves are known on the one hand Solid material and on the other hand of sheet metal as a stamped / bent part (for example, from DE 100 38 615 A1).
Spreizhülsen aus Vollmaterial haben vor allem den Nachteil, dass sie aufwändig in der Herstellung sind. Spreizhülsen aus Blech werden zum Teil gefaltet, um so eine dem konischen Spreizabschnitt des Ankergrundteils angepasste Form zu erhalten. Die Faltung wird dabei derart vorgenommen, dass zwei sich mantelartig umhüllende Blechschichten entstehen. Allerdings kann aufgrund dieses Verfahrens eine Spreizhülse mit dreieckigem Längsschnitt nur unzureichend angenähert werden. Bei Bolzenankern wird die Spreizhülse daher meist auf einem Halsabschnitt oberhalb des Spreizabschnitts angebracht und erhält erst beim Verschieben eine konische Form. Ein weiteres häufiges Problem ist das Gleitverhalten der Spreizhülse auf dem Ankergrundteil. Dieses soll nicht nur für den Setzvorgang gewährleistet werden, sondern auch ein Nachspreizen der Spreizhülse erlauben, beispielsweise für den Fall einer schockartigen Zugbelastung durch Erdbeben oder für den Fall einer Rissbildung mit der Folge einer Bohrlochaufweitung. Daher kommen zum Teil aufwändige Beschichtungen zum Einsatz um ein "Fressen" zu verhindern, d. h. eine korrosionsbedingte Verstärkung der Haftreibung zwischen den Bauteilen. Spreizhülsen made of solid material have the particular disadvantage that they consuming in the Production are. Sheet metal expansion sleeves are partially folded to a so conical expansion section of the anchor base to obtain adapted shape. The Folding is done in such a way that two enveloping each other like a coat Sheet metal layers arise. However, due to this method, an expansion sleeve be approximated insufficiently with triangular longitudinal section. For bolt anchors Therefore, the expansion sleeve is usually on a neck portion above the expansion section attached and receives only when moving a conical shape. Another common Problem is the sliding behavior of the expansion sleeve on the anchor base. This is not supposed to be guaranteed only for the setting process, but also a Nachspreizen the Allow expansion sleeve, for example, in the event of a shock-like tensile load by earthquakes or in the event of cracking with the consequence of a Bore hole expansion. Therefore, sometimes complex coatings are used to prevent "eating", d. H. a corrosion-related reinforcement of Stiction between the components.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spreizhülse aus Blech zu schaffen, deren Längsschnitt im Spreizbereich ein Dreieck möglichst gut beschreibt. The invention has for its object to provide an expansion sleeve made of sheet metal, whose longitudinal section in the spread area describes a triangle as well as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch das Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Die Spreizhülse weist einen wellenförmigen Spreizbereich auf. Dabei nimmt die Wellenhöhe in Einbringrichtung des Spreizankers ab. Damit beschreibt der Spreizbereich im Längsschnitt annähernd ein Dreieck. This object is achieved by the features of claim 1 and by the method according to claim 5 solved. The expansion sleeve has a wave-shaped Spreading area on. In this case, the wave height increases in the direction of insertion of the expansion anchor from. Thus, the spread area in longitudinal section approximately describes a triangle.
Zur Herstellung einer derartigen Spreizhülse wird vorgeschlagen, dass zunächst ein Blechteil ausgestanzt wird, das einen Teller und davon radial abstehend mehrere Laschen aufweist. Die Laschen dieser Ausgangskontur werden wellenförmig vorgeprägt, wobei die zunehmende Höhe der Wellenberge nach außen hin bereits vorgegeben wird. Dann werden die Laschen rechtwinklig abgekantet, wodurch die Rohhülse entsteht. Abschließend wird in einem Gesenk mit einem Kalibrierstempel die endgültige Form der zu montierenden Spreizhülse hergestellt. Dabei werden die vorgeformten Wellen verdichtet und die Geometrie, insbesondere der durch die Wellen beschriebene Dreieckswinkel, exakt eingestellt. Gleichzeitig werden die späteren Auflageflächen an dem Ankergrundteil abgeflacht und dabei vergrößert. Die innere Form beschreibt in diesem Zustand annähernd einen Zylinder, um das spätere Fügen auf ein Ankergrundteil zu ermöglichen. Bei diesem Fügevorgang werden die Laschen nochmals radial nach innen gebogen, um eine Klammerung um den Spreizabschnitt des Ankergrundteils zu erreichen. To produce such an expansion sleeve is proposed that initially a Sheet metal part is punched out, which is a plate and radially projecting several Has tabs. The tabs of this initial contour are waved pre-shaped, wherein the increasing height of the wave crests is already given to the outside. Then the tabs are bent at right angles, whereby the Rohhülse arises. Finally, in a die with a Kalibrierstempel the final form of produced to be mounted expansion sleeve. This will be the preformed waves compacted and the geometry, in particular that described by the waves Triangle angle, set exactly. At the same time, the later contact surfaces become the anchor base flattened and thereby enlarged. The inner form describes in This condition approximately a cylinder to later joining on a Anchor base to allow. In this joining process, the tabs are again bent radially inwardly to clamp around the spreading of the Anchor base to reach.
Eine derartige Spreizhülse und das beschriebene Verfahren bieten eine einfache Möglichkeit zur Herstellung einer Hülse aus Blech, bei der unterschiedlichste Dreieckswinkel realisierbar sind. Hierdurch ergibt sich für Bolzenanker der Vorteil, dass auf einen gesonderten Halsabschnitt zum Tragen der Spreizhülse verzichtet werden kann, da die Spreizhülse direkt auf den Spreizbereich aufgebracht wird. Dies bedeutet eine Verkürzung des Spreizankers, was zu einer Materialersparnis führt und weniger tiefe Bohrlöcher erfordert. Darüber hinaus bietet eine derartige Spreizhülse die Möglichkeit, an ihrer Falten aufweisenden Innenseite Schmierstoffe aufzunehmen, die das Gleitverhalten zwischen Spreizhülse und Ankergrundteil - und damit das Nachspreizverhalten - gegenüber den bekannten Spreizhülsen verbessern. Such an expansion sleeve and the described method provide a simple Possibility of producing a sleeve made of sheet metal, in the most diverse Triangle angle can be realized. This results for bolt anchor the advantage that dispensed with a separate neck portion for supporting the expansion sleeve can, because the expansion sleeve is applied directly to the expansion area. this means a shortening of the expansion anchor, which leads to a saving of material and less requires deep holes. In addition, such an expansion sleeve offers the Possibility to take on their wrinkles inside lubricants that the sliding behavior between expansion sleeve and anchor base - and thus the Nachspreizverhalten - improve over the known expansion sleeves.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Spreizhülse topfförmig mit geschlossenem Boden ausgeformt. Dies ist insbesondere für Einschlaganker vorteilhaft, da die Spreizhülse dann durch den Einschlaganker hindurch verspreizt werden kann. Dabei wird mittels eines Werkzeugs oder eines Schlagstifts der Boden der Spreizhülse in Einbringrichtung des Schlagankers verformt und die Spreizhülse dadurch über den Spreizabschnitt des Ankergrundteils gezogen und verspreizt. In a preferred embodiment, the expansion sleeve is cup-shaped with closed Bottom formed. This is particularly advantageous for impact anchors, as the Expansion sleeve can then be spread through the impact anchor. there is by means of a tool or a striker pin the bottom of the expansion in Insertion direction of the impact armature deformed and the expansion sleeve thereby over the Spreading section of the anchor base pulled and spreads.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Spreizhülse mindestens eine Haltekralle auf. Im Falle der Verwendung der Spreizhülse für einen Bolzenanker ist diese für einen ersten Halt im Bohrloch wichtig, damit bei beginnendem Herausziehen des Ankergrundteils aus dem Bohrloch die Spreizhülse durch die Bohrlochinnenwand festgehalten und der Spreizabschnitt des Ankergrundteils in die Spreizhülse gezogen werden kann. Darüber hinaus wird die Verankerung des fertig gesetzten Spreizankers verbessert. Bei Spreizhülsen für Schlaganker wird durch entsprechende Haltekrallen die Verankerung des fertig gesetzten Spreizankers verbessert. In a further preferred embodiment, the expansion sleeve has at least one Claw on. In the case of using the expansion sleeve for a bolt anchor this is important for a first stop in the well, so when starting to pull out of the Anchor base from the borehole, the expansion sleeve through the borehole inner wall held and pulled the spreading of the anchor base in the expansion sleeve can be. In addition, the anchoring of the completed expansion anchor improved. In expansion sleeves for impact anchors is by appropriate retaining claws the Anchoring the finished set expansion anchor improved.
Entsprechend dem beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer derartigen Spreizhülse weist diese in einer bevorzugten Ausführung mindestens einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz auf. According to the described method for producing such Expansion sleeve has these in a preferred embodiment, at least one in Longitudinally extending slot.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele sowie in der Zeichnung dargestellter Verfahrensschritte näher erläutert. The invention will be described below with reference to two in the drawing Embodiments and illustrated in the drawing process steps explained in more detail.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Spreizhülse in der Anwendung bei einem Einschlaganker, Fig. 1 is a sectional view of the expansion sleeve in the application to an impact armature,
Fig. 2 die Spreizhülse in der Anwendung bei einem Bolzenanker, Fig. 2, the expansion sleeve in the application to a wedge anchor,
Fig. 3 eine Draufsicht der Ausgangskontur, Fig. 3 is a plan view of the initial contour,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Rohhülse und Fig. 4 is a sectional view of the Rohhülse and
Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer Kalibriereinrichtung zur Herstellung der montierbaren Spreizhülse aus der Rohhülse. Fig. 5 is a sectional view of a calibration device for producing the mountable expansion sleeve from the green sleeve.
Die in Fig. 1 dargestellte Anwendung zeigt die Spreizhülse 1 als Teil eines Einschlagankers 2 in einem in einen Untergrund 3 eingebrachten Bohrloch 4. Der Einschlaganker 2 umfasst neben der Spreizhülse 1 das Ankergrundteil 5 und den Schlagstift 6. Der Einschlaganker 2 wird in der dargestellten Form in das Bohrloch 4 eingeschoben und durch einen Schlag auf den Schlagstift 6 verspreizt. Der Schlagstift 6 bewirkt, dass der Boden 7 der Spreizhülse 1 in Einbringrichtung des Einschlagankers 2 ausgewölbt wird und gleichzeitig der Spreizbereich 8 der Spreizhülse 1 über den konischen Spreizabschnitt 9 des Einschlagankers 2 gezogen wird. Die Ankerschulter 10 am Ankergrundteil 5 verhindert dabei, dass sich der Einschlaganker 2 innerhalb des Bohrlochs 4 verschiebt. Durch das Ziehen der Spreizhülse über den Spreizabschnitt 9 des Einschlagankers 2 werden die Spreizbereiche 8 der Spreizhülse 1 verspreizt und legen sich an die Bohrlochinnenwand 11 an. Die Spreizhülse 1 weist einen wellenförmigen Spreizbereich 8 auf, wobei die Höhe der Wellenberge in Einführrichtung des Einschlagankers 2 abnimmt. Hierdurch ist der Längsschnitt nahezu dreieckig und legt sich an den konischen Spreizabschnitt 9 des Ankergrundteils 5 an. Die Spreizhülse 1 ist mehrfach in Längsrichtung geschlitzt und weist Haltekrallen 12 auf, die die Verankerung des Einschlagankers 2 im gesetzten Zustand unterstützten. Zwischen dem Spreizbereich 8 der Spreizhülse 1 und dem Spreizabschnitt 9 des Ankergrundteils 5 kann ein Schmierstoff eingebracht sein, der zur Optimierung des Gleitverhaltens sowie als Korrosionsschutz wirken kann. Die Falten 13 an der Innenseite des Spreizbereichs 8 der Spreizhülse 1 können dabei als Depot für die Schmierstoffe genutzt werden. Zur Befestigung eines Gegenstands (nicht dargestellt) dient das Innengewinde 14. Im Falle einer späteren Schockbelastung des Einschlagankers oder einer rissbedingten Aufweitung des Bohrlochs 4 wird das Ankergrundteil 5 gegenüber der feststehenden Spreizhülse 1 verschoben. Dadurch kommt es zu einem Nachspreizen der Spreizhülse 1, wodurch der Einschlaganker 2 erneut Halt erfährt. Das Ankergrundteil 5 steht jedoch über den Untergrund 3 hinaus, was ein sichtbares Signal für eine Schädigung der Befestigung bewirkt. Dies ist unbedingt notwendig, da ein derart belasteter Einschlaganker 2 bzw. ein geschädigtes Bohrloch 4 aus Sicherheitsgründen eine neue Befestigung erfordert. The application shown in Fig. 1 shows the expansion sleeve 1 as part of a felling anchor 2 in an introduced into a substrate 3 hole. 4 The impact anchor 2 comprises in addition to the expansion sleeve 1, the anchor base 5 and the striker 6th The impact anchor 2 is inserted in the illustrated form in the hole 4 and spread by a blow to the striker 6 . The striking pin 6 causes the bottom 7 of the expansion sleeve 1 to bulge in the direction of insertion of the impact anchor 2 , and at the same time the expansion region 8 of the expansion sleeve 1 is pulled over the conical expansion portion 9 of the impact anchor 2 . The anchor shoulder 10 on the anchor base 5 prevents the impact anchor 2 from shifting within the bore hole 4 . By pulling the expansion sleeve over the expansion section 9 of the impact anchor 2 , the expansion regions 8 of the expansion sleeve 1 are braced and lie against the borehole inner wall 11 . The expansion sleeve 1 has a wave-shaped expansion region 8 , wherein the height of the wave crests decreases in the insertion direction of the impact anchor 2 . As a result, the longitudinal section is almost triangular and lies against the conical expansion portion 9 of the anchor base 5 at. The expansion sleeve 1 is slotted several times in the longitudinal direction and has retaining claws 12 , which supported the anchoring of the impact anchor 2 in the set state. Between the expansion region 8 of the expansion sleeve 1 and the expansion portion 9 of the anchor base 5 , a lubricant can be introduced, which can act to optimize the sliding behavior and as corrosion protection. The folds 13 on the inside of the expansion region 8 of the expansion sleeve 1 can be used as a depot for the lubricants. For fixing an object (not shown), the internal thread 14 is used . In the case of a later shock load of the impact anchor or a crack-related widening of the borehole 4 , the anchor base 5 is moved relative to the fixed expansion sleeve 1 . This results in a spreading of the expansion sleeve 1 , whereby the impact anchor 2 again receives support. However, the anchor base 5 projects beyond the ground 3 , causing a visible signal for damage to the attachment. This is absolutely necessary, since such a loaded impact anchor 2 or a damaged borehole 4 requires a new attachment for safety reasons.
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Spreizhülse 1 in der Anwendung bei einem Bolzenanker 15, wobei neben der Spreizhülse 1 lediglich das Ankergrundteil 5a dargestellt ist. Beim Setzen des Bolzenankers wird das Ankergrundteil 5a mit aufgesetzter Spreizhülse 1 in dem gezeigten Zustand in das Bohrloch 4 eingeschoben. Dabei verhaken sich die Haltekrallen 12 an der Bohrlochinnenwand 11 und halten die Spreizhülse 1 beim anschließenden Anziehen des Ankergrundteils 5a. Dieses bewirkt, dass sich der Spreizbereich 8 der Spreizhülse 1 aufspreizt und eine sichere Verankerung bewirkt. Für das Nachspreizen gilt das gleiche wie für den oben beschriebenen Einschlaganker 2. Fig. 2 shows the expansion sleeve 1 according to the invention in the application in a bolt anchor 15 , wherein in addition to the expansion sleeve 1, only the anchor base 5 a is shown. When setting the bolt anchor the anchor base 5 a is inserted with attached expansion sleeve 1 in the state shown in the hole 4 . Here, the holding claws 12 become hooked on the borehole inner wall 11 and hold the expansion sleeve 1 during the subsequent tightening of the anchorage member 5 a. This causes the expansion region 8 of the expansion sleeve 1 spreads apart and causes a secure anchoring. For the subsequent spreading, the same applies as for the impact anchor 2 described above.
Die Herstellung einer derartigen Spreizhülse kann nach folgenden Schritten erfolgen. Zunächst wird aus einem Blech die in Fig. 3 dargestellt Ausgangskontur 16 ausgestanzt. Die Ausgangskontur 16 weist einen Teller 17 mit mehreren radial abstehenden Laschen 18 auf. Diese Laschen 18 werden wellenförmig vorgeprägt. Dabei nimmt die Höhe der Wellenberge radial zu. Ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, kann das Trennen aus dem Blech mit strahlenden Verfahren (Laser-, Plasma-, Wasserstrahl) vorgenommen werden. The preparation of such expansion sleeve can be done by the following steps. First, the output contour 16 shown in FIG. 3 is punched out of a metal sheet. The output contour 16 has a plate 17 with a plurality of radially projecting tabs 18 . These tabs 18 are pre-shaped wavy. The height of the wave crests increases radially. Without departing from the spirit of the invention, the separation can be made from the sheet with radiative processes (laser, plasma, water jet).
Im Weiteren werden die Laschen 18 etwa rechtwinkelig abgekantet, so dass die in Fig. 4 dargestellte Rohhülse 19 entsteht. Gegebenenfalls kann diese Rohhülse 19 bereits zur Verwendung in einem Spreizanker verwendet werden. In addition, the tabs 18 are bent approximately at right angles, so that the Rohhülse 19 shown in FIG. 4 is formed. Optionally, this green sleeve 19 can already be used for use in an expansion anchor.
In der Regel wird jedoch die in Fig. 5 dargestellte abschießende Kalibrierung vorgenommen. Dazu wird die Rohhülse in ein Gesenk 20 gestellt und mit einem Kalibrierstempel 21 gestaucht. Es entsteht die montierbare Spreizhülse 1a. Durch das Stauchen wird einerseits der wellenförmige Querschnitt verdichtet, was zu einer Erhöhung der Stabilität und zu einer Abflachung der inneren Wellenberge 22 führt. Durch diese Abflachung wird das Kraftübertragungs- und Gleitverhalten zwischen Spreizhülse 1b und Spreizabschnitt 9, 9a des Ankergrundteils 5, 5a verbessert. Gleichzeitig entstehen die Falten 13, die als Depot für Schmierstoffe dienen können. Andererseits wird durch das Stauchen der durch den Querschnitt beschriebene Dreieckswinkel α exakt eingestellt. Da die Spreizhülse 1a bei diesem Verfahren nur hinterschnittsfrei hergestellt werden kann und auch nur diese Form ein Aufbringen auf ein Ankergrundteil 5, 5a erlaubt, muss der Spreizbereich 8 bei der Montage radial nachgebogen werden, damit er auf dem Ankergrundteil 5, 5a Halt findet. In general, however, the final calibration shown in FIG. 5 is performed. For this purpose, the Rohhülse is placed in a die 20 and compressed with a Kalibrierstempel 21 . The result is the mountable expansion sleeve 1 a. By upsetting, on the one hand, the wave-shaped cross section is compressed, which leads to an increase in stability and to a flattening of the inner wave peaks 22 . By this flattening the power transmission and sliding behavior between expansion sleeve 1 b and spreading 9 , 9 a of the anchor base 5 , 5 a is improved. At the same time arise the folds 13 , which can serve as a depot for lubricants. On the other hand, by upsetting the triangular angle α described by the cross section is set exactly. Since the expansion sleeve 1 a can be produced only undercut in this process and only this form allows application to an anchor base 5 , 5 a, the expansion region 8 must be bent radially during assembly so that he on the anchor base 5 , 5 a hold place.
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