EP0640724A2 - Baumaschine, insbesondere Baggerfahrzeug - Google Patents

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EP0640724A2 EP94112370A EP94112370A EP0640724A2 EP 0640724 A2 EP0640724 A2 EP 0640724A2 EP 94112370 A EP94112370 A EP 94112370A EP 94112370 A EP94112370 A EP 94112370A EP 0640724 A2 EP0640724 A2 EP 0640724A2
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piston
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arm
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Ing. Luis Haringer
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Macmoter SpA
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/301Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom with more than two arms (boom included), e.g. two-part boom with additional dipper-arm
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes

Definitions

  • the invention relates to a construction machine, in particular an excavator vehicle, with a frame and a boom which has an inner arm piece articulated on the frame side and an outer arm piece carrying the work tool and optionally at least one further middle arm piece, each arm piece being articulated by means of an articulated arm associated therewith Piston-cylinder unit relative to the frame or the arm piece adjacent to the frame is pivotable about an axis of articulation.
  • Such a construction machine with a boom of individually hydraulically pivotable arm pieces is known, both as a wheeled vehicle with a digging spoon as a working tool (DE 41 24 461 C) and as a tracked vehicle with a loading shovel as a working tool (DE 24 11 051 C).
  • each arm piece has both at its inner end and at its outer end a hinge axis, which connects it to the arm piece or mounting bracket that is adjacent on the frame side and to the arm piece or tool that is adjacent to the tool.
  • each arm piece points for attaching the piston-cylinder units on two articulation axes, one in which the piston-cylinder unit engages to pivot itself, and one from which the piston-cylinder unit starts to pivot the arm piece or tool adjacent to the tool.
  • the piston-cylinder units can each be arranged in the vertical central plane of the boom or laterally offset next to the arm piece in question, possibly in a double design symmetrical to the vertical central plane of the boom.
  • the piston-cylinder units Since the pivoting of adjacent arm pieces by means of the piston-cylinder unit acting between them to ensure a force transmission arm requires a triangular arrangement of the articulation axis between the two arm pieces and the two articulation axes of the piston-cylinder unit, the piston-cylinder units have so far been arranged so that they are at least largely extend outside of the arm pieces, i.e. in the case of the arrangement in the vertical boom center plane below or above the arm pieces, insofar as these assume a more or less horizontal position or in front of or behind the arm pieces insofar as these assume a more or less vertical position. This leads to largely exposed piston-cylinder units even if they do not run laterally next to the arm pieces but in their vertical center plane.
  • the piston-cylinder units are poorly protected, so that there is a risk of undesirable transverse forces acting on the piston-cylinder units when hitting obstacles in view of the rough construction site operation in connection with carelessness during operation. Accordingly, damage to the piston-cylinder units can hardly be avoided, even if these piston-cylinder units are designed to be particularly stable, but this also represents an undesirable additional effort.
  • the invention has for its object to improve the construction machine in this regard and the piston-cylinder units or at least one of them without significant additional effort, in particular to protect the most vulnerable, so that damage or bending of the piston-cylinder unit are largely excluded.
  • At least one piston-cylinder unit is arranged entirely or predominantly within the associated arm piece.
  • an excavator vehicle 1 which is equipped with four wheels 2 and has a chassis frame 3, on which a driver's cab 5 is mounted by means of a slewing ring 4.
  • a housing 6 At the rear of the driver's cab 5 is a housing 6 provided that receives the traction drive and the hydraulic devices and control devices for the excavator vehicle 1.
  • a connector 7 At the front of the driver's cab there is a connector 7 on which a mounting bracket 8 is attached.
  • a shield 11 is attached above the links 9 and 10, which can be raised and lowered by means of a piston-cylinder unit 12. In the position of the shield 11 according to FIG. 1 depressed on the road surface 13, the excavator vehicle 1 is given a firm stand in order to be able to carry out the intended excavation work.
  • a boom 14 is connected to the mounting bracket 8 and is composed of an inner arm piece 15, a middle arm piece 16 and an outer arm piece 17.
  • the work tool 18, in the illustrated embodiment a digging spoon, is connected to the latter.
  • the mounting bracket 8, the arm pieces 15 to 17 and the working tool 18 are connected to one another by horizontal articulated axes 19, 20, 21 and 22.
  • An inner piston-cylinder unit 23, a middle piston-cylinder unit 24 and an outer piston-cylinder unit 25 are provided for the individual pivoting of the individual arm pieces.
  • Another piston-cylinder unit 26 serves to pivot the digging spoon 18.
  • Each piston-cylinder unit 23 to 26 has a cylinder 27 articulated at the closed end on the vehicle side and a piston rod 28 which can be extended therefrom and which is articulated more at the tool end at its free end.
  • the cylinder 27 of the inner piston-cylinder unit 23 is articulated on a bearing projection 29 projecting from the mounting bracket 8, while the piston rod 28 of the piston-cylinder unit 26 is articulated centrally on a toggle link 30, the ends of which are on the one hand on the outer arm piece 17 and on the other hand on the digging spoon 18 are articulated.
  • Each arm piece thus has two articulation axes 31 and 32 or 33 and 34 or 35 and 36, on which the piston rod 28 of the associated piston-cylinder unit 23 to 25 engages or the Cylinder 27 of the subsequent piston-cylinder unit 24 to 26 is connected.
  • the middle piston-cylinder unit 24 runs within the middle arm piece 16, which is designed with a closed box profile, only the cylinder end articulated on the inner arm piece 15 in the articulation axis 32 protruding from the middle arm piece 16.
  • the articulation axis 33 of the middle piston-cylinder unit 24 is closer to the articulation axis 21 between the middle arm piece 16 and the outer arm piece 17 than at the articulation axis 20 between the inner arm piece 15 and the middle arm piece 16.
  • the middle arm piece 16 which receives the middle piston-cylinder unit 24, has at its frame-side end a pair of lateral bearing plates 37, which extend approximately transversely to the longitudinal axis of the middle arm piece 16 and beyond and beyond it the ends of the hinge axis 20 and the pivot axis 34.
  • the middle arm piece 16 assumes an essentially vertical position during the digging work and thereby penetrates the road surface 13 (the earth's surface). Therefore, there is an increased risk of the boom 14 colliding with obstacles in the region of the middle arm piece 16.
  • the piston-cylinder unit 24, and in particular its extended piston rod 28 extends within this area, it is largely protected against damage from corresponding external influences, since it is received and enclosed by the middle arm piece 16.

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Abstract

Ein Baggerfahrzeug 1, weist einen Ausleger 14 auf, der sich aus drei Armstücken 15 bis 17 zusammensetzt, die jeweils einzeln mittels einer zugeordneten Kolben-Zylindereinheit 23 bis 25 verschwenkbar sind. Die mittlere Kolben-Zylindereinheit 24 verläuft nahezu vollständig innerhalb des mittleren Armstücks 16 und ist auf diese Weise vor Beschädigungen durch ein Auftreffen auf ein Hindernis weitgehend geschützt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Baumaschine, insbesondere Baggerfahrzeug, mit einem Rahmen und einem Ausleger, der ein rahmenseitig angelenktes inneres Armstück und ein das Arbeitswerkzeug tragendes äußeres Armstück sowie ggf. noch mindestens ein weiteres mittleres Armstück aufweist, wobei jedes Armstück mittels einer ihm zugeordneten angelenkten Kolben-Zylindereinheit gegenüber dem Rahmen bzw. dem rahmenseitig benachbarten Armstück um eine Gelenkachse verschwenkbar ist.
  • Eine derartige Baumaschine mit einem Ausleger aus einzeln hydraulisch verschwenkbaren Armstücken ist bekannt, und zwar sowohl als Radfahrzeug mit einem Grablöffel als Arbeitswerkzeug (DE 41 24 461 C) wie als Kettenfahrzeug mit einer Ladeschaufel als Arbeitswerkzeug (DE 24 11 051 C).
  • In beiden Fällen ist das innere Armstück am Fahrzeugrahmen bzw. an einem mit dem Fahrzeugrahmen verbundenen Anbauhalter angelenkt, während an das äußere Armstück das Arbeitswerkzeug angelenkt ist, das seinerseits ebenfalls mittels einer eigenen Kolben-Zylindereinheit verschwenkbar ist. Somit weist jedes Armstück sowohl an seinem inneren Ende wie an seinem äußeren Ende eine Gelenkachse auf, die es mit dem rahmenseitig benachbarten Armstück oder Anbauhalter und mit dem werkzeugseitig benachbarten Armstück oder Werkzeug verbinden. Außerdem weist jedes Armstück zum Anbringen der Kolben-Zylindereinheiten zwei Anlenkachsen auf, eine in der die Kolben-Zylindereinheit zu seinem eigenen Verschwenken angreift, und eine, von der die Kolben-Zylindereinheit zum Verschwenken des werkzeugseitig benachbarten Armstücks bzw. Werkzeugs ausgeht. Dabei können die Kolben-Zylindereinheiten jeweils in der vertikalen Mittelebene des Auslegers angeordnet oder auch seitlich versetzt neben dem betreffenden Armstück angeordnet sein, ggf. in Doppelausführung symmetrisch zur vertikalen Mittelebene des Auslegers.
  • Da das Verschwenken benachbarter Armstücke mittels der zwischen ihnen wirkenden Kolben-Zylindereinheit zur Sicherstellung eines Kraftübertragungsarms eine dreieckförmige Anordnung der Gelenkachse zwischen den beiden Armstücken und der beiden Anlenkachsen der Kolben-Zylindereinheit erfordert, sind die Kolben-Zylindereinheiten bisher so angeordnet, daß sie sich zumindest größtenteils außerhalb der Armstücke erstrecken, also im Falle der Anordnung in der vertikalen Auslegermittelebene unterhalb oder oberhalb der Armstücke, soweit diese eine mehr oder minder waagerechte Stellung einnehmen bzw. vor oder hinter den Armstücken, soweit diese eine mehr oder minder senkrechte Stellung einnehmen. Das führt zu weitgehend freiliegenden Kolben-Zylindereinheiten auch dann, wenn diese nicht seitlich neben den Armstücken sondern in deren vertikaler Mittelebene verlaufen.
  • Dementsprechend sind die Kolben-Zylindereinheiten schlecht geschützt, so daß die Gefahr besteht, daß es im Hinblick auf den rauhen Baustellenbetrieb in Verbindung mit Unachtsamkeiten bei der Bedienung zu unerwünschten Querkrafteinwirkungen auf die Kolben-Zylindereinheiten beim Auftreffen auf Hindernisse kommt. Dementsprechend sind Beschädigungen der Kolben-Zylindereinheiten kaum zu vermeiden, selbst wenn diese Kolben-Zylindereinheiten besonders stabil ausgeführt sind, was aber auch bereits einen unerwünschten Zusatzaufwand darstellt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Baumaschine in dieser Hinsicht zu verbessern und ohne wesentlichen Zusatzaufwand die Kolben-Zylindereinheiten oder zumindest eine davon, insbesondere die am meisten gefährdete, besser zu schützen, so daß Beschädigungen bzw. Verbiegungen der Kolben-Zylindereinheit weitgehend ausgeschlossen sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Kolben-Zylindereinheit ganz oder überwiegend innerhalb des zugeordneten Armstücks angeordnet ist.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß eine Kolben-Zylindereinheit, soweit sie von dem üblicherweise als kastenförmiges oder rohrförmiges Hohlprofil ausgebildeten Armstück aufgenommen ist, vor äußeren Einwirkungen wesentlich besser geschützt ist als bei einer Anordnung außerhalb des Armstücks. Dabei ist es nach den der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnissen unproblematisch, die Gelenkachsen zwischen den Armstücken und die Anlenkachsen der Kolben-Zylindereinheiten so anzuordnen, daß eine einwandfreie Kraftübertragung über den gesamten Schwenkbereich der betreffenden Armstücke erzielt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • Figur 1
    in Seitenansicht ein Baggerfahrzeug mit einem einen Grablöffel tragenden dreiarmigen Ausleger, der sowohl in der abgesenkten Grabstellung wie in aufragender Arbeitsstellung dargestellt ist, und
    Figur 2
    ebenfalls in Seitenansicht eine vergrößerte Darstellung nur des am Anbauhalter angelenkten Auslegers mit veränderter winkelstellung der drei Armstücke und der zugehörigen Kolben-Zylindereinheiten.
  • Gemäß Figur 1 ist ein Baggerfahrzeug 1 vorgesehen, das mit vier Rädern 2 ausgerüstet ist und einen Fahrwerksrahmen 3 aufweist, auf den mittels eines Drehkranzes 4 eine Fahrerkabine 5 gelagert ist. An der Rückseite der Fahrerkabine 5 ist ein Gehäuse 6 vorgesehen, das den Fahrantrieb sowie die hydraulischen Einrichtungen und Steuereinrichtungen für das Baggerfahrzeug 1 aufnimmt. An der Vorderseite der Fahrerkabine befindet sich ein Anschlußstück 7, an dem ein Anbauhalter 8 angebracht ist.
  • An der Vorderseite des Fahrwerksrahmens 3 ist über Lenkern 9 und 10 ein Schild 11 angebracht, der mittels eines Kolben-Zylinderaggregats 12 heb- und senkbar ist. In der auf den Fahrbahnboden 13 niedergedrückten Stellung des Schildes 11 gemäß Figur 1 erhält das Baggerfahrzeug 1 einen festen Stand, um vorgesehene Baggerarbeiten durchführen zu können.
  • An den Anbauhalter 8 ist ein Ausleger 14 angeschlossen, der sich aus einem inneren Armstück 15, einem mittleren Armstück 16 und einem äußeren Armstück 17 zusammensetzt. An letzteres ist das Arbeitswerkzeug 18, beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Grablöffel, angeschlossen. Der Anbauhalter 8, die Armstücke 15 bis 17 und das Arbeitswerkzeug 18 sind durch horizontale Gelenkachsen 19, 20, 21 und 22 miteinander verbunden.
  • Zum individuellen Verschwenken der einzelnen Armstücke sind eine innere Kolben-Zylindereinheit 23, eine mittlere Kolben-Zylindereinheit 24 und eine äußere Kolben-Zylindereinheit 25 vorgesehen. Zum Verschwenken des Grablöffels 18 dient eine weitere Kolben-Zylindereinheit 26.
  • Jede Kolben-Zylindereinheit 23 bis 26 weist einen am geschlossenen Ende mehr fahrzeugseitig angelenkten Zylinder 27 und eine aus diesem ausfahrbare Kolbenstange 28 auf, die an ihrem freien Ende mehr werkzeugseitig angelenkt ist. Dabei ist der Zylinder 27 der inneren Kolben-Zylindereinheit 23 an einem vom Anbauhalter 8 vorragenden Lageransatz 29 angelenkt, während die Kolbenstange 28 der Kolben-Zylindereinheit 26 mittig an einem Kniehebellenker 30 angelenkt ist, dessen Enden einerseits am äußeren Armstück 17 und andererseits am Grablöffel 18 angelenkt sind. Somit weist jedes Armstück zwei Anlenkachsen 31 und 32 bzw. 33 und 34 bzw. 35 und 36 auf, an denen die Kolbenstange 28 der zugeordneten Kolben-Zylindereinheit 23 bis 25 angreift bzw. der Zylinder 27 der nachfolgenden Kolben-Zylindereinheit 24 bis 26 angeschlossen ist.
  • Wie dargestellt verläuft die mittlere Kolben-Zylindereinheit 24 innerhalb des mit geschlossenem Kastenprofil ausgeführten mittleren Armstücks 16, wobei lediglich das am inneren Armstück 15 in der Anlenkachse 32 angelenkte Zylinderende aus dem mittleren Armstück 16 vorragt. Die Anlenkachse 33 der mittleren Kolben-Zylindereinheit 24 befindet sich näher bei der Gelenkachse 21 zwischen dem mittleren Armstück 16 und dem äußeren Armstück 17 als bei der Gelenkachse 20 zwischen dem inneren Armstück 15 und dem mittleren Armstück 16.
  • Wie insbesondere aus Figur 2 zu ersehen weist das mittlere Armstück 16, das die mittlere Kolben-Zylindereinheit 24 aufnimmt, an seinem rahmenseitigen Ende ein Paar seitlicher Lagerbleche 37 auf, die sich annähernd quer zur Längsachse des mittleren Armstücks 16 und über dieses hinaus erstrecken und an ihren Enden die Gelenkachse 20 und die Anlenkachse 34 tragen.
  • Aus Figur 1 ist zu ersehen, daß bei der Grabarbeit das mittlere Armstück 16 eine im wesentlichen senkrechte Lage einnimmt und dabei den Fahrbahnboden 13 (die Erdoberfläche) durchdringt. Daher besteht im Bereich des mittleren Armstücks 16 in erhöhtem Maße die Gefahr einer Kollision des Auslegers 14 mit Hindernissen. Obwohl sich die Kolben-Zylindereinheit 24 und insbesondere ihre ausgefahrene Kolbenstange 28 innerhalb dieses Bereichs erstreckt, ist sie vor Beschädigungen durch entsprechende äußere Einwirkungen weitgehend geschützt, da sie vom mittleren Armstück 16 aufgenommen und umschlossen ist.

Claims (9)

  1. Baumaschine, insbesondere Baggerfahrzeug, mit einem Rahmen (3) und einem Ausleger (14), der ein rahmenseitig angelenktes inneres Armstück (15) und ein das Arbeitswerkzeug (18) tragendes äußeres Armstück (17) sowie gegebenenfalls noch mindestens ein weiteres mittleres Armstück (16) aufweist, wobei jedes Armstück (15 bis 17) mittels einer ihm zugeordneten angelenkten Kolben-Zylindereinheit (23 bis 25) gegenüber dem Rahmen (3) bzw. dem rahmenseitig benachbarten Armstück (15, 16) um eine Gelenkachse (19 bis 21) verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kolben-Zylindereinheit (24) ganz oder überwiegend innerhalb des zugeordneten Armstücks (16) angeordnet ist.
  2. Baumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Armstück (16) aufgenommene Kolben-Zylindereinheit (24) im Bereich der äußeren bzw. werkzeugseitigen Hälfte des Armstücks (16) an dieses angelenkt ist.
  3. Baumaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes eine Kolben-Zylindereinheit (24) aufnehmende Armstück (16) ein kastenförmiges Hohlprofil aufweist.
  4. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem mittleren Armstück (16), dadurch gekennzeichnet, daß die das mittlere Armstück (16) verschwenkende Kolben-Zylindereinheit (24) vom mittleren Armstück (16) aufgenommen ist.
  5. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Armstück (16) aufgenommene Kolben-Zylindereinheit (24) mit ihrer Achse zwischen der rahmenseitigen Gelenkachse (20) des Armstücks (16) und der Anlenkachse (34) der Kolben-Zylindereinheit (25) zum Verschwenken des werkzeugseitig benachbarten Armstücks (17) verläuft.
  6. Baumaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei im wesentlichen waagerechter Ausrichtung des die Kolben-Zylindereinheit (24) aufnehmenden Armstücks (16) die rahmenseitige Gelenkachse (20) unterhalb und die Anlenkachse (34) der Kolben-Zylindereinheit (25) zum Verschwenken des werkzeugseitig benachbarten Armstücks (17) oberhalb der Achse der vom Armstück (16) aufgenommenen Kolben-Zylindereinheit (24) angeordnet sind.
  7. Baumaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kolben-Zylindereinheit (24) aufnehmende Armstück (16) rahmenseitig zwei querverlaufende seitliche Lagerbleche aufweist, zwischen denen sich die Gelenkachse (20) zum rahmenseitig benachbarten Armstück (15) und die Anlenkachse (34) der Kolben-Zylindereinheit (25) zum Verschwenken des werkzeugseitig benachbarten Armstücks (17) erstrecken.
  8. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (14) bei eingefahrenen Kolben-Zylindereinheiten (23 bis 25) eine im wesentlichen gestreckte und bei ausgefahrenen Kolben-Zylindereinheiten (23 bis 25) eine abgeknickte Stellung einnimmt.
  9. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Armstück (15) bei eingefahrener innerer Kolben-Zylindereinheit (23) im wesentlichen waagerecht vorragt und bei ausgefahrener innerer Kolben-Zylindereinheit (23) im wesentlichen senkrecht aufragt.
EP94112370A 1993-08-24 1994-08-08 Baumaschine, insbesondere Baggerfahrzeug Expired - Lifetime EP0640724B1 (de)

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EP0640724A3 EP0640724A3 (de) 1995-07-19
EP0640724B1 EP0640724B1 (de) 1999-10-27

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NO (1) NO943011L (de)

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