CN112067201A - 用于机动车辆的转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的转向装置(10)，该转向装置具有壳体(12)并且具有液体传感器(14)，该液体传感器包括：至少两个电导体(16，18)；和至少一个桥接元件(20)，该至少一个桥接元件可移动地安装、并且在没有液体的情况下处于第一位置并且在存在液体的情况下处于第二位置，在该两个位置中的一个位置中阻止所述至少两个电导体(16，18)之间的电流流动并且在该两个位置中的另一个位置中实现所述至少两个电导体(16，18)之间的电流流动；以及触发元件(24)，该触发元件由吸收液体的材料制成，该吸收液体的材料在与液体接触后膨胀并且由此使桥接元件(20)移动到第二位置，液体传感器(14)至少部分地布置在壳体(12)内部。

Description

用于机动车辆的转向装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的转向装置，该转向装置具有液体传感器。

背景技术

在一些封闭系统中，例如在用于动力辅助转向的转向装置中，渗水可能会造成损坏，尤其是因为由水引起的腐蚀、电气故障、或其他机械问题。

在转向装置中，例如，当将转向装置相对于外部密封的密封件被例如石片损坏时，会发生渗水。已经进入转向机构的水可能冻结并阻碍机械部件的移动。此外，由渗水引起的腐蚀可能导致转向装置中的摩擦增大，这还可能造成转向装置出现故障。

为了避免转向装置的故障，已知的是在转向装置的操作期间藉由摩擦辨识软件来检测摩擦，并且使用摩擦值来推断出已经发生的渗水。

然而，这种检测方法极不精确并且仅可以在已经发生腐蚀时识别渗水。由于只在渗水之后一定时间才存在可测量的腐蚀，因此存在以下风险：同时，即，在检测到渗水之前，可能会发生例如对电子部件的进一步损坏。这可能导致转向装置的故障，并且因此导致动力转向辅助的故障。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种转向装置，其中在早期阶段识别出渗水。

根据本发明，这个目的由一种用于机动车辆的转向装置来实现，所述转向装置具有中空壳体并且具有液体传感器，所述液体传感器包括：至少两个电导体；和至少一个桥接元件，所述至少一个桥接元件可移动地安装、并且在没有液体的情况下处于第一位置并且在存在液体的情况下处于第二位置，在该两个位置中的一个位置中阻止所述至少两个电导体之间的电流流动并且在该两个位置中的另一个位置中实现所述至少两个电导体之间的电流流动；以及触发元件

所述触发元件由吸收液体的材料制成，所述吸收液体的材料在与液体接触后膨胀并且由此使所述桥接元件移动到所述第二位置，所述液体传感器至少部分地布置在所述壳体内部。

因此，液体传感器可以检测液体的存在，并且两个导体之间的电流流动可以用于测量是否已经存在渗水。取决于桥接元件如何连接，可以通过闭合的电路或断开的电路来用信号指示渗水。

由于可以基于桥接元件的位置来检测液体的存在，因此在根据本发明的转向装置的情况下，可以尤其可靠地检测渗水。这是因为可以清楚地确定是否有电流流动通过两个电导体。在已知的液体传感器的情况下，例如经由液体本身发生两个电极之间的电流流动。然而，在这种情况下流动的电流极小，这意味着此类传感器的准确性也是不足的。

电导体例如连接至控制单元，该控制单元在已经检测到渗水时发出警告信号。可以例如通过信号灯的照明来通知用于需要维修或服务。

两个电导体中的一个电导体是例如信号触点，并且至少一个另外的电导体是测量导体。

液体传感器优选地直接安装在转向装置的壳体上。

为了使触发元件膨胀到使得桥接元件可以移动到第二位置的程度，优选地需要某一最少量的液体。这是通过以下实现的：触发元件具有某一体积，并且桥接元件必须走完限定的距离以从第一位置移动到第二位置。在极少量的液体的情况下，触发元件可以膨胀一点，但不够使桥接元件移动到第二位置。因此，如果液体的量可忽略不计，则液体传感器将检测不到液体的存在。换句话说，液体传感器具有优于电传感器的以下优点：触发元件充当保险丝并且可以防止误警报。只有当存在很多液体使得实际上预期到被监测的系统(诸如像转向系统)的故障时，触发元件才能充分地膨胀并且发出警告信号。另外，检测不到液体传感器的区域中的空气湿度的波动。

可以使触发元件膨胀的液体是例如水、甚至脏水或盐水。然而，液体传感器还可以检测其他液体，诸如包含油的液体。

桥接元件尤其是靠着触发材料，使得桥接元件在触发元件膨胀后立即移动。

触发元件的吸收液体的材料是例如水凝胶、尤其是聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、支链淀粉、明胶、纤维素或共聚物。

在与液体接触后，触发元件的吸收液体的材料可以是例如其体积的两倍。

液体传感器可以包括弹簧元件，该弹簧元件在第一位置的方向上向桥接元件施加弹簧力，弹簧元件优选地是电导体以用于进行状态感测。在没有水分的情况下，弹簧元件将桥接元件可靠地保持在第一位置，使得可靠地阻止液体传感器的误警报。由于弹簧元件同时是电导体以用于进行状态感测，因此转向装置、尤其是液体传感器可以包括尤其少的部件并且可以尤其紧凑。弹簧元件是例如螺旋弹簧。

根据一个实施例，弹簧元件嵌入在触发元件中、尤其是嵌入在吸收液体的材料中。因此，弹簧元件在某一程度上被保护而免受腐蚀，只要没有渗水即可。

触发元件和/或桥接元件可以是盘形的。特别地，触发元件和桥接元件在平面图中是一致的。因此，可以容易且经济地制造触发元件和/或桥接元件，例如制造成冲压件。

盘形桥接元件可以是平面或弯曲的。

液体传感器可以具有包围触发元件的笼体，触发元件尤其是容纳在笼体中。为了允许水到达吸收材料，例如，笼体具有切口。笼体在某一方向上引导触发元件的膨胀，因为笼体阻止或至少限制径向方向上的膨胀。因此，在存在水的情况下，桥接元件选择性地在某一方向上从第一位置移动到第二位置。特别地，笼体是圆柱形的。

在笼体上，桥接元件优选地定位在第一位置。在这种情况下，例如，桥接元件被弹簧元件朝向笼体吸引。以此方式，桥接元件在限定的取向上布置在第一位置。

根据一个实施例，液体传感器包括由导电材料制成的接触帽，该接触帽与电导体中的一个电导体直接接触或与其一体地实现，触发元件在吸收液体后能够将桥接元件压靠在接触帽上。以此方式，可以在接触帽与桥接元件之间建立可靠的电接触。为此目的，桥接元件优选地安装在接触帽的内部。

接触帽包围笼体、尤其是径向地包围，这也有助于液体传感器的紧凑设计。

桥接元件和电导体中的一个电导体可以藉由柔性电导体彼此连接。这允许桥接元件在轴向方向上移动，而对信号导体的接触不被中断。柔性导体可以是弹簧元件，如上所述，或者是导线。

在桥接元件上可以提供接触突片，柔性电导体能够紧固至该接触突片。因此，柔性电导体可以可靠地连接至桥接元件，使得电导体不可能无意中被拆卸，即使桥接元件移动也是如此。

液体传感器可以具有附加的导体元件，该导体元件将处于第一位置的桥接元件电连接至电导体中的一个电导体，该导体元件在桥接元件从第一位置移动到第二位置时被中断。只要桥接元件处于第一位置，至少两个电导体之间的电流流动因此是可能的。导体元件的断开导致电流流动被中断，从而允许确定渗水。

根据一个实施例，提供了测试导体，处于第一位置的桥接元件将测试导体和至少两个电导体中的一个电导体彼此电连接。测试导体用来向液体传感器施加测试电流。这意味着即使在不存在液体的情况下，液体传感器中也存在连续电流路径。测试导体可以用来检测液体传感器是否处于正常运转状态。例如，施加测试电流可以用来排除触点被腐蚀或者导体松散或丢失的可能性。为了保持功耗较低，测试导体优选地仅在系统检查和/或质量测试期间操作。其他导电元件(例如，触发元件容纳在其中的笼体)也可以插入在测试导体与桥接元件之间。

笼体可以与测试导体直接接触，或者与其一体地形成。如果桥接元件在笼体上布置在第一位置、尤其是与该笼体接触，那么因此存在经由笼体从桥接元件到测试导体的闭合电流路径。

根据一个实施例，测试导体是具有弯起的突片的冲压件，当桥接元件处于第一位置时突片与桥接元件接触，至少一个切口设置在触发元件中，并且突片延伸穿过切口。因此，当桥接元件处于第一位置时，桥接元件可以松散地搁置在测试导体上。当桥接元件尤其是因为触发元件的膨胀而移动远离第一位置时，桥接元件从测试元件中抬起，使得桥接元件与测试导体之间的电连接被中断。

出于固定在适当位置的目的，液体传感器可以包括固位器，该固位器具有粘合剂表面、闩锁元件或螺纹。这样的固位器允许液体传感器容易且可靠地安装在被监测的系统中。

笼体和/或接触帽例如抵靠在保持构件上。这允许笼体和/或接触帽以限定的位置布置在液体传感器中。

相对于处于安装状态的转向装置，液体传感器布置在壳体的最低点处。这是进入的任何液体聚集的地方，使得液体传感器可以在早期阶段检测到渗水。

附图说明

本发明的其他优点和特征由下面的描述和参考的附图给出。附图中示出了：

-图1是根据本发明的转向装置，该转向装置具有液体传感器，

-图2是根据本发明的根据第一实施例的用于转向装置的液体传感器，该液体传感器处于未触发状态，

-图3是图2的液体传感器，该液体传感器处于触发状态，

-图4和图5分别是图2的液体传感器的分解图示，

-图6是图2的液体传感器的另一分解图示，

-图7是图2的液体传感器的透视图，

-图8是穿过图2的液体传感器的截面，

-图9是根据本发明的用于转向装置的另一液体传感器的分解图示，

-图10至图13分别是生产图9的液体传感器时的中间产品，

-图14是图9的液体传感器的侧视图，

-图15是图9的液体传感器，该液体传感器处于组装状态，

-图16是根据图9的液体传感器的桥接元件的详细视图，

-图17是根据本发明的根据另一实施例的液体传感器，该液体传感器处于未触发状态，

-图18是图17的液体传感器，该液体传感器处于触发状态，

-图19是图17和图18的液体传感器的分解图示，并且

-图20是穿过根据图17至图18的液体传感器的截面。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于机动车辆的转向装置10。转向装置10包括中空壳体12和液体传感器14，该液体传感器部分地安装在壳体12内部。

可以藉由液体传感器14来检测转向装置10中的水或其他液体的存在。

为此目的，液体传感器14安装在壳体12中的最低点处，已经进入转向装置10的液体聚集在该最低点处。

如果已经确定渗水，则向车辆乘客发出警告信号，其中指示前往车辆服务站和/或停止车辆。

图2示出了根据第一实施例的液体传感器14，该液体传感器处于未触发状态，即，没有液体。液体传感器14尤其适合于在根据本发明的转向装置10中使用。

液体传感器14包括可以连接至电路或控制器的两个电导体16、18，并且包括桥接元件20。桥接元件20也可以被视作开关，该开关可以使电导体16、18之间的电流路径断开或闭合。

桥接元件20是可移动地安装的。更具体地，桥接元件20被安装成能够在液体传感器14中移位。

在没有液体的情况下，桥接元件20处于第一位置，如图2所示。在所展示的实施例的情况下，当桥接元件20处于第一位置时，阻止了至少两个电导体16、18之间的电流流动。特别地，桥接元件20在桥接元件20处于第一位置时连接至两个电导体中的一个电导体16，并且与另一电导体18间隔开。

第一导体16是例如机壳接地触点，并且第二导体18是信号触点。

为了使得桥接元件20能够从第一位置移动到第二位置，第一导体16包括柔性电导体22。在图2中展示的实施例的情况下，柔性电导体22是弹簧元件23、尤其是螺旋弹簧。

弹簧元件23可以在桥接元件20上施加偏置并且用限定的力将其保持在第一位置。

在存在液体的情况下，桥接元件20尤其是与弹簧23的偏置力相反地从第一位置移动到图3中示出的第二位置。在第二位置，两个电导体16、18之间的电流流动是可能的，因为桥接元件20电连接至电导体18。

为了使桥接元件20从第一位置移动到第二位置，液体传感器14包括触发元件24。触发元件24由在与液体接触后膨胀的吸收液体的材料制成。这在图2和图3中展示，其中与图2相比，图3示出了处于膨胀状态的触发元件24。

在所示的示例性实施例中，柔性导体22嵌入在触发元件24中。当桥接元件20通过触发元件24的膨胀而移位时，柔性导体22变得伸展。

除了两个电导体16、18之外，液体传感器14还包括测试导体26，桥接元件20在处于第一位置时将测试导体26和电导体16彼此电连接。藉由向液体传感器14施加电流，测试导体26用来确定液体传感器14是否处于正常运转状态。

为了以受控方式引导触发元件24在某一方向上的膨胀，液体传感器14具有包围触发元件24的笼体28。

可以在图4和图5中详细地看到笼体28的形状，每个图示出了在图2和图3中展示的液体传感器14的分解图示。特别地，笼体28是圆柱形套筒的形状，其具有切口30，液体可以通过这些切口到达触发元件24。

在所展示的示例性实施例中，笼体28与测试导体26一体地实现。然而，这两个部件也可以彼此分开地实现。在两种情况下，笼体28和测试导体26均以导电方式彼此连接。

当桥接元件20处于第一位置时，它靠在笼体28上。因此，如果测试导体26与笼体28一体地实现，则桥接元件20与该测试导体直接接触。

在这种情况下，弹簧元件23可以朝向笼体28向桥接元件20施加偏置力，并且在没有液体的情况下，保持桥接元件20与测试导体26支承接触。

液体传感器14还包括由导电材料制成的接触帽32，该接触帽与电导体18直接接触或与之一体地实现。接触帽32在一个方向上封闭液体传感器14。

接触帽32同样地包括切口33以使得液体能够进入液体传感器14。

当触发元件24在吸收液体后膨胀时，触发元件24使桥接元件20压靠在接触帽32上，并且因此在桥接元件20与电导体18之间建立电接触。在图3所展示的这种状态下，两个导体16、18之间经由桥接元件20的电流流动是可能的。

另外在图6中展示了穿过液体传感器14的可能电流路径S1、S2。电流路径S1在桥接元件20处于第一位置时闭合、并且经由导体16和桥接元件20行进到测试导体26。电流路径S2在桥接元件20处于第二位置时闭合、并且经由导体16和桥接元件20行进到电导体18。

液体传感器14例如连接至控制单元(未展示)，控制单元能够基于穿过液体传感器14(即，穿过电导体16、18)的电流流动来确定水是否已经进入转向装置10。

为了将液体传感器14固定至转向装置10的壳体12，液体传感器14具有固位器34。在所展示的示例性实施例中，固位器34包括螺纹36，藉由该螺纹，液体传感器14可以直接地螺纹连接在转向装置的壳体12中，如在图1中所展示的。

然而，固位器34还可以具有其他紧固器件，例如粘合剂表面或闩锁元件。

可以在图5中看出，螺纹36是螺纹套筒38的一部分，电导体16、18、26延伸穿过螺纹套筒38。

为了简化液体传感器14的装配，设置有六边形部分39。特别地，这允许通过使用六角扳手或其他合适的工具来装配液体传感器14。

图7示出了图2至图6的液体传感器14的透视图。

图8示出了穿过液体传感器14的截面。

液体传感器14只可以使用一次。一旦液体传感器14已经被触发，它就必须被替换。

图9中展示了根据另一实施例的根据本发明的用于转向装置10的液体传感器14的分解图示。

在下文中，相同的附图标记用于从以上实施例中已知的具有相同功能的相同结构，并且在该程度上参考先前的解释，并且为了避免重复，下文解释相应实施例之间的差异。

如图9所示的液体传感器14具有两部分式壳体40，该壳体具有盖体56并且具有基部部分57，入口开口42设置在该壳体中，液体可以通过该入口开口进入壳体40的内部。

电导体16和测试导体26布置在壳体40的内部基部44上，导体16、26各自分别嵌入在壳体40的内部基部44中的凹陷46中。然而，凹陷46是任选的。

电导体16和测试导体26自壳体40延伸出一小段距离，如可以例如在图14中看出，以便简化导体16、26的电接触。

由吸收液体的材料制成的盘形触发元件24布置在壳体40的内部基部44上，并且盘形的桥接元件20进而靠在(尤其是一致地)在该盘形触发元件上。触发元件24具有例如10mm、尤其是7mm的厚度。

两个切口48布置在触发元件24中，当桥接元件20处于第一位置时，桥接元件20可以经由这两个切口而与电导体16、26相接触。

为此目的，构成机壳接地导体的电导体16包括柔性电导体22、尤其是导线50，该导线在一个端部处紧固至桥接元件20、并且保持与桥接元件20相接触，即使该桥接元件移动到第二位置也是如此。

为此目的，桥接元件20上设置有突片52，这在图13和图15中更清楚地示出。柔性电导体22紧固至突片52。

在这种情况下，柔性电导体22延伸穿过触发元件24中的切口48中的一个切口。

在图9所展示的示例性实施例中，测试导体26是具有弯起的突片54的冲压件，突片54同样延伸穿过一个切口48。

构成信号触点的另一电导体18布置在两部分式壳体40的盖体56上，如可以在图10中看出。

图10至图13各自示出在生产液体传感器14时的中间产品。

图14示出了图9的液体传感器14的侧视图，其中为了更清楚地展示，隐藏了触发元件24和盖体56。因此，柔性电导体22到桥接元件20的突片52的紧固以及测试导体26与桥接元件20之间的接触在图13中更清楚可见。

在图14中，桥接元件20被示为处于第一位置。在存在液体的情况下，桥接元件20通过膨胀的触发元件24而抬起并且压靠在盖体56的内部面上，桥接元件20与电导体18之间建立了电接触，能够检测到液体的存在。

桥接元件20与测试导体26之间的接触在桥接元件20从第一位置朝向第二位置移动时就会断开。

图15示出了图9的液体传感器14，该液体传感器处于组装状态。在这种情况下，盖体56和基部部分57通过夹紧连接而彼此连接。这使得液体传感器14尤其容易组装。然而，盖体56和基部部分57还可以胶合在一起或进行螺纹连接。

图16示出了桥接元件20的详细视图。特别地，自桥接元件20向外弯曲的突片52在图16中清楚可见。

图17至图20中展示了液体传感器的另一实施例。

不同于先前解释的实施例，在这个实施例的情况下，基于断开的电路来确定液体的存在。

图17示出了处于未触发状态的液体传感器14。在这种情况下，桥接元件20处于第一位置。

在这种状态下，桥接元件20在一方面经由柔性电导体22、尤其是导线连接至电导体18。

另外，桥接元件20经由附加的导体元件58连接至电导体16。在这种情况下，导体元件58的与电导体18间隔开的端部固定地连接至桥接元件20。

在图17所展示的状态的情况下，电导体16、18之间的电流流动是可能的。只要是这种情况，就没有发生显著的渗水。

图18示出了图17的液体传感器14，该液体传感器处于触发状态。在这种情况下，桥接元件20已经通过触发元件24的膨胀移动到第二位置。

导体元件58已经因桥接元件20从第一位置移动到第二位置而被中断，使得在触发状态下，防止了电导体16、18之间的电流流动。

为此目的，导体元件58具有例如强度减小的区域62。区域62可以是沿着导体元件58的点或区段。

特别地，强度减小的区域62使得在桥接元件20处于第一位置时电流可以可靠地流动通过导体元件58，并且导体元件58可以容易被中断，使得在触发元件24膨胀后桥接元件20不被导体元件58约束在第一位置。

强度减小的区域62是例如导体元件58的截面与导体元件58的其余部分的截面相比减小(例如，藉由凹口)的区域。

在这种情况下，导体元件58可以略具柔性，柔性的程度使得可以实现触发元件24的略微膨胀而不会使电流流动中断。这防止了在仅极少量的水的情况下检测到渗水。

还可设想通过导体元件58呈两部分来实现减小的强度，并且为了产生闭合的电路，导体元件58的两个部分58a、58b仅松弛地靠在彼此上。然而，在这种情况下，即使在触发元件24稍微膨胀的情况下，电流流动也会被中断。

图19示出了图17和图18的液体传感器14的分解图示。这个图示示出了绝缘元件60，电导体16、18嵌入在该绝缘元件中，并且因此彼此绝缘。

图20示出了穿过根据图17至图19的液体传感器14的截面。

在根据图17至图20的实施例的情况下，接触帽32不必由导电材料制成，因为在这个实施例的情况下，它具有纯机械功能。特别地，当桥接元件20处于第二位置时，接触帽32形成用于该桥接元件的止动件。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的转向装置(10)，所述转向装置具有中空壳体(12)并且具有液体传感器(14)，所述液体传感器包括：至少两个电导体(16，18)；和至少一个桥接元件(20)，所述至少一个桥接元件可移动地安装、并且在没有液体的情况下处于第一位置并且在存在液体的情况下处于第二位置，在该两个位置中的一个位置中阻止所述至少两个电导体(16，18)之间的电流流动并且在该两个位置中的另一个位置中实现所述至少两个电导体(16，18)之间的电流流动；以及触发元件(24)，所述触发元件由吸收液体的材料制成，所述吸收液体的材料在与液体接触后膨胀并且由此使所述桥接元件(20)移动到所述第二位置，所述液体传感器(14)至少部分地布置在所述壳体(12)内部。

2.如权利要求1所述的转向装置(10)，其中，所述液体传感器(14)包括弹簧元件(23)，所述弹簧元件在所述第一位置的方向上向所述桥接元件(20)施加弹簧力，所述弹簧元件(23)优选地是电导体(22)以用于进行状态感测。

3.如权利要求2所述的转向装置(10)，其中，所述弹簧元件(23)嵌入在所述触发元件(24)中、尤其是嵌入在所述吸收液体的材料中。

4.如前述权利要求中任一项所述的转向装置(10)，其中，所述触发元件(24)和/或所述桥接元件(20)是盘形的。

5.如前述权利要求中任一项所述的转向装置(10)，其中，所述液体传感器(14)具有包围所述触发元件(24)的笼体(28)，所述触发元件(24)尤其是容纳在所述笼体(28)中。

6.如权利要求5所述的转向装置(10)，其中，所述桥接元件(20)在所述第一位置定位在所述笼体(28)上。

7.如前述权利要求中任一项所述的转向装置(10)，其中，所述液体传感器(14)包括由导电材料制成的接触帽(32)，所述接触帽与所述电导体中的一个电导体(18)直接接触或与其一体地实现，并且所述触发元件(24)在吸收液体后能够使所述桥接元件(20)压靠在所述接触帽(32)上。

8.如前述权利要求中任一项所述的转向装置(10)，其中，所述桥接元件(20)和所述电导体(16，18)中的一个电导体藉由柔性电导体(22，50)彼此连接。

9.如权利要求8所述的转向装置，其中，所述桥接元件(20)上设置有接触突片(52)，所述柔性电导体(22，50)能够紧固至所述接触突片。

10.如前述权利要求中任一项所述的转向装置(10)，其中，所述液体传感器(14)具有附加的导体元件(58)，所述附加的导体元件将处于所述第一位置的所述桥接元件(20)电连接至所述电导体(16，18)中的一个电导体，所述导体元件(58)在所述桥接元件(20)从所述第一位置移动到所述第二位置时被中断。

11.如前述权利要求中任一项所述的转向装置(10)，其中，设置有测试导体(26)，处于所述第一位置的所述桥接元件(20)将所述测试导体(26)和所述至少两个电导体(16，18)中的一个电导体彼此电连接。

12.如权利要求11以及另外地权利要求5和6中任一项所述的转向装置(10)，其中，所述笼体(28)与所述测试导体(26)直接接触或者与其一体地形成。

13.如权利要求11所述的转向装置(10)，其中，所述测试导体(26)是具有弯起的突片(54)的冲压件，当所述桥接元件(20)处于所述第一位置时，所述突片(54)与所述桥接元件(20)相接触，至少一个切口(48)设置在所述触发元件(24)中，并且所述突片(54)延伸穿过所述切口(48)。

14.如前述权利要求中任一项所述的转向装置(10)，其中，出于固定在适当位置的目的，所述液体传感器(14)包括固位器(34)，所述固位器具有粘合剂表面、闩锁元件或螺纹(36)。

15.如前述权利要求中任一项所述的转向装置(10)，其中，所述液体传感器(14)布置在所述壳体(12)的最低点处。

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