DE2338361A1

DE2338361A1 - Teilbelagscheibenbremse

Info

Publication number: DE2338361A1
Application number: DE19732338361
Authority: DE
Inventors: Frank Wuichet Brooks
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1973-07-26
Publication date: 1974-02-21
Also published as: AU5848873A; GB1373622A; FR2196040A5

Description

Bei einer den Ausgangspunkt der Erfindung

gemäss dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 bildenden Teilbelagscheibenbremse (US-PS 3 628 639) erstrecken sich die Führungsstifte durch Büchsen, die in den beiderseits der Bremsscheibe liegenden Schenkeln des Schwimmsattels befestigt sind. Diese Art der Führung des Schwimmsattels erfordert einen verhältnismässig grossen Schwimmsattel, der Abänderungen des Entwurfs zur Anpassung an besondere Einbauverhältnisse erschwert,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teilbelagscheibenbremse derart auszubilden, dass ihr Schwimmsattel eine Abänderung des Grundaufbaues erleichtert, um sie für verschiedene Einbauverhältnisse geeignet zu machen, ohne dass kostspielige Bereitstellung von zusätzlichen Werkzeugen sowie eine Umkonstruktion erforderlich wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.

Es ergibt sich eine wirksame und billige Halterung des Schwimmsattels, wobei Teile des Schwimmsattels,insbesondere der eine Bremsschuh bzw. dessen Grundplatte und die Tragplatte,aus Metallblech hergestellt werden können. Ferner ergibt sich eine verhältnismässig einfache Form des Schwionsattelgehäuses, so dass diese aus Metallblech in einfacher Weise durch Stanzen hergestellt werden kann, wobei eine hydraulische

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Betätigungseinrichtung aus Bremskolben und Bremszylinder in dem einen Schenkel des Schwimmsattels angeordnet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen. Durch diese wird ein einfaches Halteglied geschaffen, um den Zylinder der Bremsbetätigungseinrichtung am Schwimmsattel festzulegen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele von Teilbelagscheibenbremsen nach der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Teilseitenansicht mit zum Teil weggebrochenen und zum Teil geschnittenen Teilen, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1

in Richtung der Pfeile gesehen, Fig. 3 eine Teilansicht in Richtung der Pfeile

3-3 in Fig. 1 gesehen mit zum Teil weggebrochenen und zum Teil geschnittenen Teilen, Fig. 4 eine Teilseitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4

in Richtung der Pfeile gesehen,

Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. und Fig. 7 einen Teilschnitt ähnlich der Fig. 6 durch

eine abgewandelte Ausführungsform.

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Die in Fig. 1 dargestellte Teilbelagscheibenbremse 10 weist eine in axialer Richtung festgelegte drehbare Bremsscheibe 12, die mit einem Fahrzeugrad verbunden ist, einen fahrzeugfesten Bremsträger 14 und einen Schwimmsattel 16 auf. Die Bremsscheibe 12 hat am äusseren Rand 22 ihrer Grossflächen Reibflächen 18 und 20. Der Bremsträger 14 ist auf der einen Seite der Bremsscheibe 12 angeordnet und hat über den äusseren Rand 22 der Bremsscheibe reichende Arme 24 und 26, die das Bremsmoment aufnehmen.

Der Schwimmsattel 16 hat ein U-förmiges Gehäuse 28, das aus einem Joch 30 radial auswärts des Randes 22 der Bremssetieibe, einem äusseren Schenkel 32 parallel und in axialem Abstand der Reibfläche 18 der Bremsscheibe und einem inneren Schenkel 34 parallel mit axialem Abstand von der Reibfläche 20 der Bremsscheibe besteht. Das Joch 30 hat Seitenflächen 36 und 38, die in Umfangsrichtung voneinander Abstand haben und gegen entsprechende Anschlagflächen 40 bzw. 42 an den Armen 24 bzw. 26 anliegen, an denen das Bremsmoment übertragen wird, wobei gleichzeitig eine Verschiebung des Schwimmsattels parallel zur Achse der Bremsscheibe 12 gestattet ist.

Der Schwimmsattel 16 hat einen äusseren Bremsschuh 44 und einen inneren Bremsschuh 46 sowie eine Bremsbetätigungseinrichtung 48 und eine Tragplatte 50. Ferner ist eine

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Führung für den Schwimmsattel durch Führungsstifte 52 und 54 vorgesehen. Der Bremsbetätigungseinrichtung 48 ist eine Bremsnachstelleinrichtung 56 und eine mechanisch betätigbare Parkbremse zugeordnet, die einen Parkbremshebel 58 und einen Zapfen 60 aufweist. Die Nachstelleinrichtung und die Parkbremse können auch in anderer geeigneter Weise ausgebildet werden.

Die Bremsbetätigungseinrichtung 48 weist einen Zylinder 62 auf, der sich durch eine Öffnung 64 im Schenkel 34 des Schwimmsattels erstreckt und durch ein drahtförmiges Halteglied 66 in noch zu beschreibender Weise festgelegt ist. Die Innenfläche der Öffnung 64 und die mit ihr zusammenarbeitende Aussenfläche 68 des Zylinders 62 weisen hierzu radial ausgerichtet zueinander liegende Nuten 70 bzw. 72 auf, die sich über die gesamte Umfangsfläche erstrecken. Sie bilden hierbei einen ringförmigen Raum 74, der durch das Halteglied 66 ausgefüllt wird. Der Schenkel 34 des Schwimmsattels hat einen ähnlich bemessenen Raum 76, dar tangential in den Raum 74 mündet, so dass das Halteglied 66 eingeführt werden kann.

Die Tragplatte 50 hat eine Öffnung 78, die den

Zylinder 62 aufnimmt, wobei der Zylinder sich mit einer Schulter 80 gegen die eine Seite der Tragplatte 50 abstützt, während die andere Seite der Tragplatte gegen die äussere Fläche 82 des Schenkels 34 des Schwimmsattels anliegt. Ein Ansatz 84 am

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Zylinder 62 b.asst in einen entsprechenden Teil der Öffnung 78, um die Tragplatte mit dem Zylinder drehfest zu verbinden.

Der äussere Bremsschuh 44 besteht aus einer Grundplatte 86 und einem Reibbelag 88. Wie Fig. 3 zeigt, hat die Grundplatte 86 Augen 90 auf der dem Reibbelag 88 abgewandten Seite, die sich in Aussparungen 92 des äusseren Schenkels 32 des Schwimmsattels erstrecken. Da zwei Augen und zwei Aussparungen vorgesehen sind, wird hierdurch der Bremsschuh zum Schwimmsattel eindeutig festgelegt und die Übertragung des Bremsmoments gewährleistet.

In Querrichtung hat die Grundplatte 86 der Befestigung dienende Enden 94 und 96, die sich in Umfangsrichtung über die in Umfangsrichtung Abstand voneinander aufweisenden Flächen 36 und 38 des Gehäuses 28 des Schwimmsattels erstrecken. Diese Enden enthalten Büchsen 98 bzw. 100, die einander gleich ausgebildet sind, so dass nur die eine zu beschreiben nötig ist. Am Ende 96 ist auf der dem Reibbelag 88 anwandten Seite ein ringförmiges Auge 102 ausgepresst. Die Büchse 100 besteht aus einer ringförmigen Hülse 104, die in das Auge 102 mit Preßsitz eingedrückt ist, und aus einer Hülse 106 aus elastomerem Werkstoff, der in eine innere Nut 108 der Hülse 104 eingreift. Der Innendurchmesser der Hülse 106 ist kleiner als der Innendurchmesser der Hülse 104. Das eine Ende des FührungsStiftes 54 ist

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verschieblich und nachgiebig in der Hülse 106 abgestützt.

Die Tragplatte 50 hat ebenfalls in Querrichtung liegende, der Befestigung dienende Enden 110 und 112, die auf der anderen Seite der Bremsscheibe als die Enden 94 und 96 der Grundplatte der Bremsschuhe liegen. An den Enden der Tragplatte 50 sind Buchsen 114 bzw. 116 gleichen Aufbaues vorgesehen. Eine auf den Führungsstift 54 aufgeschraubte Matter gleitet nachgiebig abgestützt in der Hülse 118 aus elastomerem Werkstoff der Buchse 116. Die Buchsen 98 und 114 nehmen den Führungsstift 52 und eine auf ihn aufgeschraubte Mutter 122 auf. Die Führungsstifte 52 und 54 sind in geeigneter Weise, beispielsweise durch Vershhraubung in denvBremsträger 14 (Fig.3), befestigt, wobei sich die Führungsstifte parallel zur Achse der Bremsscheibe 12 ausserhalb deren Aussenrandes 22 erstrecken. Die Fiihrungsstifte 52 und 54 tragen und führen somit den Schwimmsattel 16 bei der Betätigung der Bremse, wobei der Abrieb an den Reibbelägen berücksichtigt wird.

Die Grundplatte/aes innenliegenden Bremsschuhs 46 wird durch einen Bremskolben 126 gegen die Reibfläche 20 der Bremsscheibe bewegt, wenn einer Bremskammer 128, die durch den Zylinder 62 und den Bremskolben 126 begrenzt ist, Druckmittel zugeleitet wird. Hierdurch wird der Reibbelag des Bremsschuhs 46 in Reibanlage gegen die Reibfläche 20 der Bremsscheibe 12 bewegt. Die Reaktion in der Bremskammer 128 drückt den Zylinder

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62 \«id den Sehwimmsattel in entgegengesetzter Richtung, wodurch der Reibbelag 88 des äusseren Bremsschuhs 44 in Reibanlage gegen die Reibfläche 18 der Bremsscheibe 12 gebracht wird. Hierbei gleitet der Schwimmsattel längs der Führungsstifte 52 und 54. Nutzen sich die Reibbeläge ab, so wird bei der axialen Bewegung des Schwimmsattels das eingestellte Bremsspiel eingehalten. Die Bremsnachstelleinrichtung 56 verhindert ein übermässiges Zurückziehen des Bremskolbens 126 beim Lüften der Bremse, wodurch das eingestellte Bremsspiel eingehalten wird.

Wird die Bremse von Hand durch Drehen des Parkbremshebels 58 betätigt, so wird der Bremskolben 126 vorwärts bewegt, während·der Schwimmsattel in entgegengesetzter Richtung bewegt wird, so dass die Reibbeläge gegen die zugeordneten Reibflächen der Bremsscheibe bewegt werden. Wird der Parkbremshebel 58 zum Lüften der Bremse zurückbewegt, so werden die Bremsbeläge von der Bremsscheibe fortbewegt.

Anhand der Fig. 1 und 2 wird das Halteglied 66 näher beschrieben. Ein ähnliches Halteglied ist auch in der zweiten Ausführungsfornt nach Fig. 4, die in wesentlichen Teilen mit der nach"Fig. 1 übereinstimmt, enthalten. Das äussere Ende 130 des Raumes 76 ist so angeordnet, dass es leicht zugänglich ist, damit das vordere Ende 132 des biegsamen Haltegliedes 66 eingeführt werden kann und in seine eingebaute; Lage gedrückt

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wird. Hierbei passt sich das Halteglied der Form des Raumes an, der durch die Nuten 70 und 72 gebildet wird, bis das vordere Ende 132 des Haltegliedes gegen dessen Teil 134 anstösst, das sich an der Verbindungsstelle zwischen den Räumen 74 und 76 befindet, d.h. an der Stelle, an der das Halteglied in den Raum 74 eintritt. Das Halteglied 66 ist vorzugsweise ausreichend lang, dass sein rückwärtiges Ende 136 den ersten Raum 76 ausfüllt und aus der Mündung herausragt, so dass das Halteglied wieder entfernt werden kann, wenn dies erforderlich wird. Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform ergibt eine Abstützung im wesentlichen über 360 , um den Kolben 62 im Schwimmsattel festzulegen.

Wenn auch die Öffnung 64 im Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet ist, so kann jede beliebige andere Form gewählt werden, solange der gebildete Raum 74 nach einer stetigen Kurve verläuft und das Einschieben des Haltegliedes gestattet. Wird eine Halterung in geringerem Ausmasse gewünscht, so kann entsprechend die Umfangslängs des Raumes 74 kürzer gewählt werden. Es könnte aber auch der im Schwimmsattel gebildete Raum über einen kleineren Winkel als 360° gewählt werden, beispielsweise hufeisenförmig, so dass sich auch dann eine Festlegung über weniger als 360^! ergibt.

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Abhängig von den Betriebstemperaturen und Beanspruchungen, denen das Halteglied ausgesetzt ist, können unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden. Beispiele für derartige Werkstoffe sind: Federdraht, der besonders vorteilhaft ist, wenn das Halteglied hohen Temperaturen und hohen axialen Kräften ausgesetzt ist, Kunststoffe wie Nylon und andere Kunststoffe wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Vinylchlorid oder Elastomere. Die jeweiligen Einbauverhältnisse und Betriebsbedindungen beeinflussen in grossem Umfange die Wahl des Werkstoffes. Durch Verwendung eines sehr harten Werkstoffes, beispielsweise Federstahldraht, ergibt sich eine grosse Widerstandsfähigkeit gegen auftretende Wärme und gegen Relativbewegungen zwischen dem Bremszylinder und dem Schwimmsattel. Wird das Halteglied beispielsweise aus einem zusammendrückbaren Werkstoff gewählt, so ergibt sich eine nachgiebige Abstützung dieser Bauteile. Sollen der Bremszylinder und der Schwimmsattel dauärnd miteinander verbunden werden* so wird als Haltering ein lötbarer Werkstoff verwendet, der nach dem Einführen durch Erwärmen der Baueinheit zum Schmelzten gebracht wird.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine andere Ausführungsform der Buchsen 98 und 100. Gemeinsame Teile haben die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Beistrich erhalten.

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Es wird eine der untereinander gleichen Buchsen "beschrieben. Die Grundplatte 86' des Bremsschuhs hat in Querrichtung liegende, der Befestigung dienende Enden 94' und 96', die sich in Umfangsrichtung über die in Umfangsrichtung Abstand aufweisenden Flächen 36 und 38 des Gehäuses 28 des Schwimmsattels erstrecken. Diese Enden der Grundplatte 86' sind mit Buchsen 98* und 100' versehen. In dem Ende 96* ist eine Öffnung 142 gebildet. Die Buchse 100' besteht aus einem ringförmigen Halter 144, der sich durch die Öffnung 142 erstreckt und aus einer Hülse 146 aus elastomerem Werkstoff, die in eine nach innen offene Nut 148 am einen Ende des Halters 144 passt. Der Innendurchmesser der Hülse 146 ist kleiner als der Innendurchmesser des zylindrischen mittleren Teils 150 des Halters. Das eine Ende des Führungsstiftes 54' ist verschieblich und nachgiebig in der Hülse aus elastomerem Werkstoff abgestützt. Das andere Ende des Halters 144 ist mit einer am einen axialen Ende offenen Nut 152 versehen. In der Einbaulage befinden sich die beiden Nuten 148 und 152 an einander gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte 86· und legen damit den Halter in axialer Richtung fest. Vorzugsweise ist die axiale Länge des mittleren Teils 150 auf die Dicke der Grundplatte 86' abgestimmt, so dass eine federnde Halterung eintritt, durch die wirksam eine axiale Bewegung des Halters 144 in der Öffnung 142 verhindert wird. Die radial äussere Kante 154 der Nut 152 liegt gegen die

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Seitenfläche der Grundplatte 86^! an. Jede Nut 148 und 152 ist im Durchmesser mindestens so gross wie der Innendurchmesser des mittleren Teils 150 des Halters.

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, ist das die Nut 152 des Halters 144 bildende Ende uxL mindestens ein Bereich des mittleren Teils 150 mit axial gerichteten federnden Fingern 156, 158 und 160 versehen, die durch radiales Umbiegen eine Schnappverbindung bewirken oder ein Entfernen der Buchse aus der öffnung 142 gestatten, wenn der Führungsstift 54· ent-r fernt ist. Die in dieser Weise gebildete Nut 152 weist über den Umfang verteilt Unterbrechungen auf.

Bei einer weiteren Ausführungsform gemäss Fig. 7 hat die Buchse 200 einen in Umfangsrichtung ununterbrochenen zylindrischen mittleren Teil und eine Nut 212. Der zuvor eingesetzte Halter weist nur die Nut 148 auf·, während der später ÄRH die Nut 212 bildende Teil anfänglich eine axiale Verlängerung des zylindrischen mittleren Teils ist. Der Halter wird in die Öffnung 142 eingeführt und das der die Hülse aus elastomerem Werkstoff aufnehmenden Nut gegenüberliegende Ende wird durch Umbördeln oder Formgebung mit einem Werkzeug in den Teil 212 verformt. Je nach der Formung der Nut 212 kann diese in der Umfangsrichtung durchgehend oder unterbrochen sein,

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ohne dass dadurch ihre Arbeitsweise beeinflusst wird. In beiden Fällen ist der Begriff Nut nicht nur auf reine ringförmige Nuten begrenzt, sondern umfasst auch andere Querschnitte, beispielsweise ovale, Ellipsen oder andere stetige Kurven, die gegebenenfalls gradlinige Teile enthalten, solange eine ringförmige Hülse aus elastomerem Werkstoff am einen Ende gelagert und am anderen Ende eine entsprechende Formgebung zur Halterung vorgenommen werden kann.

Die Teilbelagscheibenbremse nach den Fig. 4 und 5 ist im übrigen in gleicher Weise ausgebildet wie die nach den Fig. 1 bis 3.

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Claims

W/vh-2971

^{> Jyii 1973}

General Motors Corporation, Detroit, Mich_o, V₀St.A.

Teilbelagscheibenbremse

Patentansprüche ;

\1.^Teilbelagscheibenbremse mit einer umlaufenden Bremsscheibe, einem ortsfesten Bremsträger mit zwei in Umfangsrichtung der Bremsscheibe in Abstand voneinander liegenden Armen und einem von den Armen des Bremsträgers getragenen, an Flächen der Arme abgestützten Schwimmsattel für zwei Bremsschuhe, die den Grossflächen der Bremsscheibe gegenüberliegen, von denen der eine unmittelbar gegen die Bremsscheibe bewegbar ist und durch die Reaktionskraft den Schwimmsattel zur Anlage des anderen

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Bremsschuhs gegen die Bremsscheibe verschiebt, wozu der Schwimmsattel an seinen beiden Enden auf Führungsstiften verschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstifte (52,54;54^!) zwischen ihren Enden mit dem Bremsträger (I4jl4·) verbunden sind und sich durch zueinander ausgerichtete nachgiebige Buchsen (HO, 112; HO¹, 112«; 94, 96; 94',96') erstrecken, die in einer Tragplatte (5O;5O^f) für den Schwimmsattel (16;16·) bzw. der Grundplatte (86;86*) des Bremsschuhs (44j44^!) auf der einer Bremsbetätigungseinrichtung (48) abgewandten Seite des Schwimmsattels sitzen.
2. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Buchse (98,100; 98',10O¹; 114,116; 200) eine ÜBlse (106;l46) aus elastomerem Werkstoff enthält, in der ein Führungsstift (52,54^2',54¹J gleitet und die in einem Halter (104,144;212) befestigt ist.
3. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Halter (104;144) für die Hülse aus elastomerem Werkstoff ringförmig ist und einen zylindrischen mittleren Teil (150) aufweist und sein eines Ende zu einem radial innen offenen Teil (148) und sein anderes Ende zu einem radial aussen offenen Teil (152) geformt ist und diese Teile einen Durchmesser haben, der mindestens dem Innenduchmesser des mittleren Teils (150) entspricht, dass die Hülse (106,146) aus elasto-

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merem Werkstoff ebenfalls ringförmigen Querschnitt hat und in dem radial innen offenen Ende sitzt und einen Innendurchmesser kleiner als der mittlere Teil des Halters hat, während der radial aussen offene Teil (152) des Halters gegen die eine Seite der ihn aufnehmenden Grundplatte (86·) des Bremsschuhs oder der Tragplatte (50·) des Schwimmsattels anliegt.
4. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 3_t dadurch gekennzeichnet, dass das radial aussen offene Ende und mindestens ein Bereich des mittleren Teils (150) des Halters die Form von axial gerichteten Fingern (156,158,160) haben, die abgebogen eine Schnappwirkung ausüben und bei entferntem Führungsstift (52*;54·) das Entfernen der Buchse (98',10O¹; 114¹, 116^f) gestatten.
5. Teilbelagscheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbetätigungseinrichtung (48) in einer Öffnung (64, 64*) des einen Schenkels (34, 34') des Schwimmsattels (16, 16») befestigt ist, und der Schenkel im Bereich der Öffnung eine nach innen offene Nut (70, 70^f) zu einem innerhalb des Schwimmsattels gebildeten Raum (76,- 76*) enthält und die Betätigungseinrichtung an ihrer Aussenfläche (68,68·) eine nach aussen offene Nut (72,72*) aufweist, die bei eingebautem Schwimmsattel radial zu dessen Nut (70,7O¹) liegt und in den Raum und die zueinander ausgerich-

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-arNuten diese ausfüllend ein biegsames Halteglied (66;66·) einführbar ist.
6. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 5»

dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bremsbetätigungseinrichtung (48) durch eine Öffnung (78,78·) der Tragplatte (50,50·) erstreckt und diese durch das Halteglied (66,66·) an der Bremsbetätigungseinrichtung festgelegt ist.
7. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nuten (70,70·; 72, 72«) über den ganzen Umfang der Öffnung (64,64·) im Schenkel (32) des Schwimmsattels (16,16·) und der Aussenflache (68,68·) der Betätigungseinrichtung (48) erstrecken, so dass das Halteglied (66,66*) über den gesamten Umfang wirksam ist.

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