DE3344357C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Planetenhydromotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Planetenhydromotor ist aus der DE-OS 31 44 423 bekannt.The present invention relates to a planetary hydromotor according to the preamble of claim 1. A Such a planetary hydraulic motor is known from DE-OS 31 44 423.
Planetenhydromotore dienen in der Flugzeugindustrie und im Schwermaschinenbau als getriebeloser Antrieb für die Arbeitsorgane von Stelleinrichtungen. Sie können beispielsweise unmittelbar in Räder, Windentrommeln usw. eingebaut werden.Planetary hydro motors are used in the aircraft industry and in heavy machinery as a gearless drive for the Working elements of control devices. For example, you can directly installed in wheels, winch drums etc. will.
Die die Zahl der Verteileröffnungen bestimmende Zahl der Abwälzungen des Ringrotors am Statorrad während einer Wellenumdrehung wird bei dem vorausgesetzten Planetenhydromotor durch folgende Beziehung beschrieben:The number of distribution openings that determine the number of distribution openings Rolling of the ring rotor on the stator wheel during one shaft revolution with the presupposed planetary hydromotor described by the following relationship:
worin bedeuten:
Z₁ - Zähnezahl des auf der Welle befestigten Zahnrades;
Z₂ - Zähnezahl des inneren Zahnkranzes des Ringrotors;
Z₃ - Zähnezahl des äußeren Zahnkranzes des Ringrotors;
Z₄ - Zähnezahl des Statorrades.in which mean:
Z₁ - number of teeth of the gear attached to the shaft;
Z₂ - number of teeth of the inner ring gear of the ring rotor;
Z₃ - number of teeth of the outer ring gear of the ring rotor;
Z₄ - number of teeth on the stator wheel.
Die Zahl n der Verteileröffnungen, die sich aus dieser Beziehung ergibt, ist kleiner als die Zähnezahl des Wellenrades, d. h. kleiner als die Zahl der Arbeitskammern veränderlichen Volumens, weshalb ein Teil der Verteileröffnungen über jeweils zwei Kanäle mit jeweils zwei Arbeitskammern veränderlichen Volumens in Verbindung gesetzt sind.The number n of distribution openings resulting from this relationship is smaller than the number of teeth on the shaft gear, d. H. smaller than the number of variable labor chambers Volume, which is why part of the distributor openings over each two channels, each with two working chambers variable Volume are connected.
Bei dieser bekannten Ausbildung verringert die paarweise Verbindung von Arbeitskammern mit jeweils einer Verteileröffnung die Anzahl der unabhängig steuerbaren Arbeitskammern und führt dadurch zu einer Erhöhung der Ungleichmäßigkeit des Abtriebsdrehmoments. Außerdem ist das gemeinsam beaufschlagte Volumen zweier paarweise an einer Öffnung hängender Arbeitskammern doppelt so groß wie das Volumen einer gewöhnlichen Arbeitskammer. Eine solche Ausbildung mit verringerter Anzahl individuell beaufschlagter Arbeitskammern, wobei diese verschiedene Volumina aufweisen (die zwei gemeinsam beaufschlagten Kammern sind in ihrer Wirkung wie eine Arbeitskammer), bewirkt eine nochmalige Vergrößerung der Drehmomentungleichmäßigkeiten.In this known training reduces the pair Connection of working chambers with one distributor opening each the number of independently controllable working chambers and thereby leads to an increase in the unevenness of the output torque. In addition, the jointly acted upon Volume of two hanging from an opening in pairs Working chambers twice the volume of an ordinary one Chamber of Labor. Such training with reduced Number of individually charged work chambers, these different Have volumes (the two acted upon together The effect of chambers is like a working chamber) a further increase in torque irregularities.
Aus der genannten Druckschrift ist zwar eine Ausbildung bekannt, bei der die Zahl der Verteileröffnungen der Anzahl der Zähne des wellenfesten Zahnrades und somit der maximalen Zahl der Arbeitskammern gleich ist. Jedoch müssen bei dieser Ausbildung die Verteileröffnungen auf Ringbahnen verschiedenen Durchmessers liegen, um dies möglich zu machen. Dies macht die Maschine recht kompliziert.Training is indeed from the cited document known in which the number of distribution openings of the number the teeth of the shaft-fixed gear and thus the maximum Number of working chambers is the same. However, with this Training the manifold openings on ring tracks different Diameter to make this possible. This does the machine quite complicated.
Aus der US-PS 29 89 951 ist noch eine Maschine der betrachteten Art bekannt, bei der jeder Arbeitskammer eine Verteileröffnung zugeordnet ist, was hier jedoch nur durch eine erhebliche Anzahl von Öffnungen im nichtdrehenden Steuerschieber möglich ist. Auch dies ist somit eine recht komplizierte Ausbildung.From US-PS 29 89 951 is still a machine of the considered Kind known in which each working chamber has a distribution opening is assigned, which here, however, only by a significant Number of openings possible in the non-rotating spool is. This is also a very complicated training.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Planetenhydromotors der oberbegrifflich vorausgesetzten Gattung, bei dessen Betrieb ein gleichmäßiges Abtriebsdrehmoment erreicht wird, ohne dabei die Anzahl der notwendigen Öffnungen im Verteiler und Steuerschieber zu vergrößern, d. h. bei einfach bleibender Bauart.The object of the present invention is to create a Planetary hydro motor of the prerequisite Genus, in the operation of which a uniform output torque is achieved without losing the number of necessary Enlarge openings in the distributor and control spool, d. H. with a simple design.
Ausgehend von der vorausgesetzten Ausbildung eines Planetenhydromotors wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung kann ein Motor mit einer maximalen Anzahl unabhängig beaufschlagter Arbeitskammern und damit maximaler Gleichmäßigkeit des Abtriebsdrehmoments gebaut werden, denn die Gleichmäßigkeit des Abtriebsdrehmoments hängt in unmittelbarer Proportionalität mit der Anzahl der effektiven Arbeitskammern zusammen. Based on the required design of a planetary hydromotor is the task according to the invention that specified in the characterizing part of claim 1 Features solved. Through this training according to the invention can a motor with a maximum number of independently acted upon Working chambers and thus maximum uniformity of the output torque are built because the uniformity the output torque depends on direct proportionality with the number of effective working chambers.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist in Patentanspruch 2 angegeben, wobei die hier vorgeschlagenen Vertiefungen zwischen den Verteileröffnungen Quetscherscheinungen verhindern und eine gleichmäßige spezifische Belastung auf der gesamten Stirnfläche (Arbeitsfläche) des Verteilers gewährleisten, die der Stirnfläche (Arbeitsfläche) des Steuerschiebers zugeordnet ist.An expedient development of the invention is in claim 2 indicated, with the wells proposed here between the distributor openings crushing prevent and an even specific load on the entire front surface (working surface) of the distributor ensure that of the face (work surface) of the spool assigned.
Der erfindungsgemäße Planetenhydromotor weist außer der geringeren Drehmomentungleichmäßigkeit auch eine erhöhte Leistung auf, und zwar dank der Steigerung des Durchsatzvermögens der Verteilereinrichtung.The planetary hydraulic motor according to the invention has in addition to lower torque non-uniformity also increased Performance thanks to the increase in throughput the distribution device.
Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigtIn the following the invention is described by the description of a concrete embodiment with reference to the accompanying drawings further explained. It shows
Fig. 1 den Planetenhydromotor im Längsschnitt; Figure 1 shows the planetary hydraulic motor in longitudinal section.
Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1; Figure 2 shows the section along the line II-II of Fig. 1.
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verbindung der Öffnungen des Verteilers mit den Arbeitskammern veränderlichen Volumens. Fig. 3 is a schematic representation of the connection of the openings of the distributor with the working chambers of variable volume.
Der Planetenhydromotor hat ein Gehäuse 1, in dem ein Statorrad 2 mit einem inneren Zahnkranz ausgebildet ist. Im Gehäuse 1 ist eine Welle 3 gelagert, auf der ein Zahnrad 4 mit einem äußeren Zahnkranz befestigt ist. Zwischen diesem und dem Statorrad 2 befindet sich ein Ringrotor 5 mit einer Exzentrizität e (Fig. 2) in bezug auf die Welle 3.The planetary hydromotor has a housing 1 in which a stator wheel 2 with an inner ring gear is formed. In the housing 1 , a shaft 3 is mounted on which a gear 4 is fastened with an outer ring gear. Between this and the stator 2 there is a ring rotor 5 with an eccentricity e ( FIG. 2) with respect to the shaft 3 .
Der Ringmotor 5 besitzt einen äußeren Zahnkranz 6, der mit dem inneren Zahnkranz des Statorrads 2 in Eingriff steht, wodurch ein Übertragungszahntrieb entsteht, sowie einen inneren Zahnkranz 7, der mit dem äußeren Zahnkranz des Zahnrads 4 der Welle 3 zusammenwirkt, wodurch bei der Umlaufbewegung Arbeitskammern 8 veränderlichen Volumens entstehen. Die Arbeitskammern 8 sind in axialer Richtung auf der einen Seite durch ein Dichtelement 9, das auf der Welle 3 starr befestigt ist, und auf der anderen Seite durch einen Verteiler 10 begrenzt, der auf der Welle 3 starr befestigt ist. Die Welle 3 ist in Lagern 11, 12 gelagert, die zwischen dem Gehäuse 1 und dem Dichtelement 9 bzw. dem Gehäuse 1 und dem Verteiler 10 angebracht sind. Das Dichtelement 9 ist mit der Welle 3 mittels einer Gewindeverbindung verbunden, die durch einen Stift 13 gesichert ist.The ring motor 5 has an outer ring gear 6 , which is in engagement with the inner ring gear of the stator 2 , which creates a transmission gear, and an inner ring gear 7 , which cooperates with the outer ring gear of the gear 4 of the shaft 3 , whereby working chambers during the orbital movement 8 variable volumes arise. The working chambers 8 are delimited in the axial direction on one side by a sealing element 9 which is rigidly fastened on the shaft 3 and on the other side by a distributor 10 which is rigidly fastened on the shaft 3 . The shaft 3 is mounted in bearings 11, 12 , which are attached between the housing 1 and the sealing element 9 or the housing 1 and the distributor 10 . The sealing element 9 is connected to the shaft 3 by means of a threaded connection which is secured by a pin 13 .
Das Gehäuse 1 ist auf der einen Seite durch einen Deckel 14 geschlossen, durch den das Ende der Welle 3 hindurchtritt und in dem sich eine Einrichtung 15 zur Wellenabdichtung befindet, die an das Dichtelement 9 mittels Federn 16 angedrückt ist, welche auf einer Kreislinie gleichmäßig verteilt sind. Mit dem Gehäuse 1 ist ein Flansch 17 zur Befestigung des Planetenhydromotors starr verbunden oder einstückig ausgebildet.The housing 1 is closed on one side by a cover 14 , through which the end of the shaft 3 passes and in which there is a device 15 for shaft sealing, which is pressed onto the sealing element 9 by means of springs 16 , which are distributed uniformly on a circular line are. With the housing 1 , a flange 17 for attaching the planetary hydraulic motor is rigidly connected or formed in one piece.
Auf der entgegengesetzten Seite ist das Gehäuse 1 durch einen Deckel 18 geschlossen, in dem Hohlräume 19 und 20 zur Zu- und Abführung der Arbeitsflüssigkeit ausgeführt sind. Im Deckel 18 befindet sich ein Steuerschieber 21, dessen innere Stirnseite an der zugewandten Stirnseite des Verteilers 10 anliegt. In dieser Stirnseite des Steuerschiebers 21 sind Öffnungen 22 ausgeführt, die über Kanäle 23, 24 abwechselnd mit den Hohlräumen 19 bzw. 20 im Deckel in Verbindung stehen. Die Öffnungen 22 des Steuerschiebers 21 sind auf einer Kreislinie gleichmäßig verteilt. Der Steuerschieber 21 ist an die Stirnseite des Verteilers 10 mittels Federn 25 angedrückt, die auf einer Kreislinie gleichmäßig verteilt liegen, und durch einen Stift 26 gegen Durchdrehung gesichert.On the opposite side, the housing 1 is closed by a cover 18 , in which cavities 19 and 20 are designed for the supply and discharge of the working fluid. In the cover 18 there is a control slide 21 , the inner end face of which rests on the facing end face of the distributor 10 . In this end face of the control slide 21 openings 22 are made, which are alternately connected to the cavities 19 and 20 in the cover via channels 23, 24 . The openings 22 of the control slide 21 are evenly distributed on a circular line. The control slide 21 is pressed onto the end face of the distributor 10 by means of springs 25 , which are evenly distributed on a circular line, and secured against rotation by a pin 26 .
In der dem Steuerschieber 21 zugewandten Stirnseite des Verteilers 10 sind Öffnungen 27 ausgeführt, deren Zahl der Zahl der Abwälzungen des Ringrotors 5 am Statorrad 2 während einer Umdrehung der Welle 3 entspricht. Diese Zahl n ergibt sich aus nachstehender Formel:In the end face of the distributor 10 facing the control slide 21 , openings 27 are made, the number of which corresponds to the number of rolling of the ring rotor 5 on the stator wheel 2 during one revolution of the shaft 3 . This number n results from the following formula:
Hierbei bedeutet:
Z₁ - Zähnezahl des Zahnrads 4 auf der Welle 3;
Z₂ - Zähnezahl des inneren Zahnkranzes 6 des Ringrotors 5;
Z₃ - Zähnezahl des äußeren Zahnkranzes 6 des Ringrotors 5;
Z₄ - Zähnezahl des Statorrads 2.Here means:
Z₁ - number of teeth of the gear 4 on the shaft 3 ;
Z₂ - number of teeth of the inner ring gear 6 of the ring rotor 5 ;
Z₃ - number of teeth of the outer ring gear 6 of the ring rotor 5 ;
Z₄ - number of teeth on the stator wheel 2 .
Im konkreten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist Z₁=9, Z₂=10, Z₃=60, Z₄=63, Z₄=63, n=6.In the specific embodiment of the invention Z₁ = 9, Z₂ = 10, Z₃ = 60, Z₄ = 63, Z₄ = 63, n = 6.
Diese Verteileröffnungen 27 stehen mit den Arbeitskammern 8 veränderlichen Volumens über Kanäle 28, 29 in Verbindung, die sich im wesentlichen in axialer Richtung erstrecken. Die Öffnungen 27 sind nur einem Teil der Arbeitskammern 8 zugeordnet, nämlich den an gleicher Umfangsstelle oder in unmittelbarer Nähe gelegenen Arbeitskammern.These distributor openings 27 are connected to the working chambers 8 of variable volume via channels 28, 29 which extend essentially in the axial direction. The openings 27 are assigned to only a part of the working chambers 8 , namely the working chambers located at the same circumferential location or in the immediate vicinity.
Zur Erzielung eines gleichmäßigen Drehmomentes an der Welle 3 ist es notwendig, daß alle Arbeitskammern 8 eine individuelle Arbeitsflüssigkeitszufuhr besitzen. Daher muß die Zahl der Öffnungen im Verteiler der Zahl der Arbeitskammern 8 veränderlichen Volumens bzw. der Zähnezahl Z₁ des Wellenrads 4 gleich sein. Es sind deshalb n₁ zusätzliche Öffnungen 30 notwendig, wobei giltTo achieve a uniform torque on the shaft 3 , it is necessary that all working chambers 8 have an individual working fluid supply. Therefore, the number of openings in the distributor of the number of working chambers 8 variable volume or the number of teeth Z₁ of the shaft gear 4 must be the same. N₁ additional openings 30 are therefore necessary, where applicable
n₁=Z₁-n, also vorliegend n₁=9-6=3.n₁ = Z₁-n, in this case n₁ = 9-6 = 3.
Die zusätzlichen Öffnungen 30 befinden sich zwischen den Öffnungen 27 auf ein und derselben Kreislinie mit ihnen und sind mit den diametral gegenüberliegenden Arbeitskammern 8 über Kanäle 31 verbunden. Diese sind beispielsweise durch in die zylindrische Oberfläche der Welle 3 eingefräste schraubenlinienförmige Nuten gebildet, die durch die aufsitzende Oberfläche des Verteilers 10 geschlossen sind. Am Anfang und Ende dieser Kanäle 31 stellen Kanäle 32, 33 im Verteiler 10 die Verbindung zu den jeweiligen Öffnungen her. Die Öffnungen 27 und die zusätzlichen Öffnungen 30 sind mit verschiedenen Winkelschritten so angeordnet, daß jede Öffnung 27, 30 im Augenblick des maximalen und des minimalen Volumens der zugehörigen Arbeitskammer 8 veränderlichen Volumens der zwischen zwei Öffnungen 22 des Steuerschiebers 21 symmetrisch liegt, d. h. die Umschaltung von Druckbeaufschlagung auf Entlüftung bzw. umgekehrt geschieht.The additional openings 30 are located between the openings 27 on the same circular line with them and are connected to the diametrically opposite working chambers 8 via channels 31 . These are formed, for example, by helical grooves milled into the cylindrical surface of the shaft 3 , which are closed by the seated surface of the distributor 10 . At the beginning and end of these channels 31 , channels 32, 33 in the distributor 10 establish the connection to the respective openings. The openings 27 and the additional openings 30 are arranged with different angular steps so that each opening 27, 30 at the moment of the maximum and minimum volume of the associated working chamber 8 variable volume which is symmetrical between two openings 22 of the control slide 21 , that is, the switching of Pressurization on ventilation or vice versa happens.
Die Zahl der Öffnungen 22 des Steuerschiebers 21, die mit dem Hohlraum 19 in Verbindung stehen, wird um eins größer als die Zahl der Abwälzungen des Ringrotors 5 am Statorrad 23 während einer Umdrehung der Welle 3 (n+1=7) genommen. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Gesamtzahl der Öffnungen 22 des Steuerschiebers 21 vierzehn.The number of openings 22 of the control slide 21 , which are connected to the cavity 19 , is taken to be one greater than the number of roller rings of the ring rotor 5 on the stator wheel 23 during one revolution of the shaft 3 (n + 1 = 7). In the present example, the total number of openings 22 of the control slide 21 is fourteen.
Zwischen den benachbarten Öffnungen 27 in der Stirnseite des Verteilers 10 sind Vertiefungen 34 (Fig. 3) ausgeführt, die die Form der Öffnungen 27 haben. Die Zahl dieser Vertiefungen ist der Differenz zwischen der Zahl der Öffnungen 27 und der zusätzlichen Öffnungen 30 gleich. Im vorliegenden Beispiel sind drei Vertiefungen vorgesehen, die in etwa gleichem Abstand voneinander liegen, was einen gleichmäßigen spezifischen Druck auf der gesamten Stirnfläche des Verteilers 10 gewährleistet.Between the adjacent openings 27 in the end face of the distributor 10 there are recesses 34 ( FIG. 3) which have the shape of the openings 27 . The number of these recesses is the difference between the number of openings 27 and the additional openings 30 . In the present example, three depressions are provided which are approximately equally spaced from one another, which ensures a uniform specific pressure on the entire end face of the distributor 10 .
Vom Innenraum 35 des Planetenhydromotors, der durch die Lager 11 und 12 umgrenzt ist, geht ein durch den Steuerschieber 21 verlaufender Kanal 36 aus und führt zu einem Hohlraum 37 zwischen dem Steuerschieber 21 und dem Deckel 18.From the interior 35 of the planetary hydraulic motor, which is delimited by the bearings 11 and 12 , a channel 36 extends through the control slide 21 and leads to a cavity 37 between the control slide 21 and the cover 18 .
Der beschriebene Planetenhydromotor funktioniert folgenderweise: The described planetary hydromotor works as follows:
Die Arbeitsflüssigkeit wird dem Hohlraum 19 zugeführt und gelangt über die Kanäle 23 des Steuerschiebers 21 zu dessen druckbeaufschlagten Öffnungen 22. Kommen diese Öffnungen 22 mit Öffnungen 27 des Verteilers 10 in Verbindung, so beaufschlagt ein Teil der Arbeitsflüssigkeit über die Kanäle 28 einen Teil der Arbeitskammern 8 veränderlichen Volumens, deren Zahl der Zahl n der Abwälzungen des Ringrotors 5 am Statorrad 2 während einer Umdrehung der Welle 3 gleich ist. Der andere Teil der Arbeitsflüssigkeit gelangt über die zusätzlichen Öffnungen 30 und die Kanäle 32, 31 und 33 zu Arbeitskammern 8 veränderlichen Volumens. Beide Teile der Arbeitsflüssigkeit beaufschlagen gleichzeitig die eine Hälfte der Arbeitskammern 8 veränderlichen Volumens, die sich auf der einen Seite von der Symmetrieebene A-A der Zahntriebe befinden.The working fluid is supplied to the cavity 19 and reaches the pressure-sensitive openings 22 via the channels 23 of the control slide 21 . If these openings 22 come into contact with openings 27 of the distributor 10 , part of the working fluid acts via the channels 28 on a part of the working chambers 8 of variable volume, the number of which is the number n of the rolling of the ring rotor 5 on the stator wheel 2 during one rotation of the shaft 3 is equal to. The other part of the working fluid passes through the additional openings 30 and the channels 32, 31 and 33 to working chambers 8 of variable volume. Both parts of the working fluid act simultaneously on one half of the working chambers 8 of variable volume, which are located on one side of the plane of symmetry AA of the pinions.
Unter dem Druck der Arbeitsflüssigkeit in der einen Hälfte der Arbeitskammern 8 veränderlichen Volumens wälzt sich der Ringrotor 5 gleichzeitig am Zahnkranz des Statorrads 2 und am Zahnkranz des Zahnrads 4 ab, wodurch eine Drehbewegung auf die Welle 3 übertragen und eine ausreichende Drehmomentgleichmäßigkeit gewährleistet wird. Die verbrauchte Arbeitsflüssigkeit wird aus der anderen Hälfte der Arbeitskammern 8 sich verringernden Volumens, ähnlich wie beim Zuführen, in die Öffnungen 27 und die zusätzlichen Öffnungen 30 des Verteilers 10 verdrängt, von wo sie über die andere Hälfte der Öffnungen 22 des Steuerschiebers 21 über die Kanäle 24 in den Abführungsraum 20 abfließen.Under the pressure of the working fluid in one half of the working chambers 8 of variable volume, the ring rotor 5 rolls on the ring gear of the stator wheel 2 and on the ring gear of the gear wheel 4 at the same time, whereby a rotary movement is transmitted to the shaft 3 and sufficient torque uniformity is ensured. The used working fluid is displaced from the other half of the working chamber 8 of decreasing volume, similar to the way in which it is fed, into the openings 27 and the additional openings 30 of the distributor 10 , from where it flows through the other half of the openings 22 of the control slide 21 via the channels 24 flow into the discharge space 20 .
Bei Veränderung der Zuführungsrichtung der Arbeitsflüssigkeit findet eine Umsteuerung statt.When changing the feed direction of the working fluid a change of direction takes place.
Claims (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19833344357 DE3344357A1 (en) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | Planetary hydraulic motor |
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DE3344357A1 DE3344357A1 (en) | 1985-06-20 |
DE3344357C2 true DE3344357C2 (en) | 1991-01-03 |
Family
ID=6216336
Family Applications (1)
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DE19833344357 Granted DE3344357A1 (en) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | Planetary hydraulic motor |
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- 1983-12-08 DE DE19833344357 patent/DE3344357A1/en active Granted
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Legal Events
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