CN101301882B - 具有整体式臂部与杆柱的风挡刮水器组件 - Google Patents
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Abstract
一种风挡刮水器组件具有整体式刮水器臂部和杆柱以及用于接收所述杆柱并使臂部移动的机械联动装置。杆柱具有用于使杆柱响应于冲击而发生破裂的易破裂特征。刮水器包括头部，头部部分地包含中心杆柱和按钮，按钮通过弹簧而产生偏置且被连接至中心杆柱以便从所述联动装置中释放杆柱。杆柱和联动装置包括系留滚珠和相配合的沟槽，系留滚珠和相配合的沟槽可相互接合以便将杆柱紧固到联动装置上。杆柱具有快速连接端部，快速连接端部具有沟槽，且联动装置具有接收部分，接收部分具有可缩回的轴环和系留滚珠轴承。一种车辆包括风挡、具有杆柱的风挡刮水器、刮水器马达以及具有用于接收所述杆柱的开口并且为所述刮水器提供动力的机械联动装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种风挡刮水器组件，所述风挡刮水器组件具有机械联动装置和一体式或整体式的刮水器臂部与杆柱，其中所述整体式刮水器臂部与杆柱的杆柱部分被可拆卸地附接到所述机械联动装置内的相配合的接收器上以便由此使得能够根据需要实现整体式臂部与杆柱的快速分离。
背景技术
风挡刮水器组件或风挡刮水器几乎在全世界被普遍用于车辆和航空器的风挡上，以便改进驾驶员和旅客在潮湿或恶劣天气中的能见度。风挡刮水器通常包括刮水器臂部，所述刮水器臂部在一端上被连接至垂直的刮水器杆柱，并且在另一端上被连接至铰接部段，所述铰接部段进一步被连接至叶片部段，所述叶片部段被成形或构造成保持着相对较软的橡胶叶片或刮扫器，所述相对较软的橡胶叶片或刮扫器是风挡组件的唯一与风挡表面接触的部分。刮水器杆柱通常与机械联动装置刚性连接，所述机械联动装置被连接至机动化驱动设备。所述驱动设备进一步为风挡刮水器提供动力或对其进行致动，由此从车辆驾驶员和其他车辆乘客的视野中扫去或“刮去”水滴、雪、冰或其它风挡表面障碍物。现代的风挡刮水器是可电动控制的且通常包括可变和/或间歇的速度，驾驶员可易于根据需要选择所述速度以便符合变化的天气条件。
刮水器组件的驱动设备或系统通常包括被传动地连接至具有相对较高的齿轮比的蜗轮的电动刮水器马达。该齿轮比允许实现充分的扭矩倍增，这有助于使为刮水器组件提供动力所需的刮水器马达的型号被减小或最小化。所述蜗轮进一步被操作性地连接至机械联动装置，所述机械联动装置可包括一系列杠杆、齿轮和/或其它连接装置，且所述机械联动装置将施加到蜗轮上的马达旋转转变为推进或驱动刮水器叶片的线性的交替模式的运动。因此，刮水器组件的初级驱动构件通常是通过该机械联动装置与刮水器马达传动地连接的交替旋转的垂直刮水器杆柱，且所述刮水器杆柱是刚性固定的部分，刮水器臂部的相配合的凹面连接或配合在所述刚性固定的部分上。
当车辆研究涉及对风挡刮水器组件的评测时，从刮水器杆柱上去除刮水器臂部同时使刮水器杆柱保持被刚性地附接到刮水器驱动组件上的状态可能在一些情况下提供对于研究或评测整个风挡刮水器组件或没有刮水器组件的车辆而言不那么理想的状态。例如，如果在拆下或去除刮水器臂部以便进行研究之后，刮水器组件的刮水器杆柱仍保持着通过刮水器驱动系统被刚性地附接到车辆上的状态，则对包括刮水器杆柱的整个刮水器组件进行的评测可能是不那么优化的或者可能提供不完整或不准确的结果。此外，可能希望在进行特定的冲击评测和评估时从刮水器杆柱所处的紧接风挡的位置处完全地去除或分离该刮水器杆柱，原因在于风挡和位于压力通风系统(plenum)附近的紧邻的围绕区域通常构成或限定了用于特定风挡取向评测的研究区带。因此，在这些情况下快速去除或分离刮水器杆柱的能力可有助于优化或有利于这种研究。
发明内容
因此，本发明提供了一种风挡刮水器组件，所述风挡刮水器组件具有被连续地连接至刮水器杆柱或与所述刮水器杆柱成一体的刮水器臂部，且具有适于接收所述刮水器杆柱并对所述刮水器杆柱进行致动以便由此对所述刮水器臂部进行致动的机械联动装置，其中所述刮水器杆柱易于根据需要从所述机械联动装置上被拆卸下来以便有利于研究所述刮水器组件。
在本发明的一个方面中，所述刮水器杆柱具有易破裂特征，所述易破裂特征适于提供弱化点，所述弱化点适用于使所述刮水器杆柱响应于通过具有适当质量的物体产生的可施加适当力的冲击而发生破裂。
在本发明的另一方面中，所述刮水器臂部的刮水器头部部分至少部分地包含所述刮水器杆柱且具有可压下的按钮和偏压弹簧，其中所述按钮可被压下以便从所述机械联动装置上拆卸下所述刮水器杆柱，且其中所述偏压弹簧可进行操作以便将回复力施加到所述按钮上。
在本发明的另一方面中，所述刮水器杆柱包括系留滚珠(captiveball)和相配合的凹部中的一者，且所述机械联动装置包括所述系留滚珠和相配合的凹部中的另一者，且所述系留滚珠和相配合的凹部可相互接合以便将所述刮水器杆柱紧固到所述机械联动装置上。
在本发明的另一方面中，所述刮水器杆柱包括具有周向沟槽的快速连接(quick connection)端部，且所述机械联动装置具有接收部分，所述接收部分具有可缩回的轴环和一系列系留滚珠轴承，其中当所述轴环被缩回时，所述快速连接端部可被插入所述接收部分内，且其中当所述轴环被释放时，所述沟槽可与所述一系列的系留滚珠轴承接合。
在本发明的另一方面中，提供了一种车辆，所述车辆具有可拆卸的风挡刮水器组件，所述车辆包括风挡、具有风挡杆柱的风挡刮水器、风挡刮水器马达和机械联动装置，所述机械联动装置具有适于接收所述刮水器杆柱的开口且可操作以便为所述风挡刮水器提供动力，其中所述刮水器杆柱可根据需要被插入所述开口内且可从所述开口中被拆卸下来。
通过下面对用于实施本发明的最佳模式进行的详细描述并结合附图将易于理解本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。
附图说明
图1是具有根据本发明的刮水器组件的车辆的透视图；
图2是根据本发明的刮水器组件的前部透视图；
图3是具有刮水器杆柱的刮水器组件的局部分解视图，所述刮水器杆柱具有系留滚珠轴承(captive ball bearing)和可配合的凹部；
图4是本发明的另一可选刮水器组件的分解剖视图，所述刮水器组件具有位于所述刮水器头部中的可压下的按钮，所述按钮适用于将所述刮水器杆柱插入到所述机械联动装置内；和
图5是本发明的刮水器组件的局部分解透视图，所述刮水器组件具有刮水器杆柱和机械联动装置，所述刮水器杆柱具有快速连接端部，所述机械联动装置具有相配合的凹部。
具体实施方式
参见图1，其中相似的附图标号表示相似的部件，图中示出了车辆10，所述车辆具有乘客舱室11、风挡14和风挡刮水器组件21，所述风挡刮水器组件可操作以便从车辆10的驾驶员和/或乘客的视野中刮去、去除或扫去水、雪或其它视觉障碍物。如图所示的风挡刮水器组件21优选具有一前一后的布置，其中术语“一前一后(tandem)”指的是下文将要描述的两个整体式刮水器20的构型，然而，在本发明的范围内，可在给定风挡14上使用任何数量的整体式刮水器20。
风挡刮水器组件21包括一对整体式刮水器20，所述一对整体式刮水器分别具有刮水器臂部38和刮水器叶片42，正如稍后在下文中将要更详细地描述地那样。整体式刮水器20优选是可控制的且具有可由车辆驾驶员(未示出)选择的可变速度，这种选择例如是通过利用被适宜地置于车辆10的乘客舱室11内的可接近位置处的选择器开关或旋钮13来实现的。风挡刮水器组件21进一步包括动力源或电动马达18，所述动力源或电动马达可传动地且连续地与机械联动装置16相连。机械联动装置16可包括任何数量的相互连接的凸轮、杠杆、轴、杆和/或适用于将旋转运动传递至刮水器臂部38的其它联动机构或部件，从而由此使所述连接的风挡刮水器叶片42在刮扫运动中相对于风挡14进行移动，下面将在图2中对所述机械联动装置进行更为充分地描述。正如风挡刮水器领域的技术人员所理解地那样，电动马达18优选驱动蜗轮(未示出)或为所述蜗轮提供动力，所述蜗轮进一步使驱动齿轮(未示出)旋转，所述驱动齿轮与机械联动装置16存在连续传动连接。通过这种方式，蜗轮的旋转最终以相对于风挡14的交替且刮扫的方式为刮水器臂部38提供动力。
现在转向图2，图中更详细地示出了本发明的整体式刮水器20，所述整体式刮水器具有刮水器头部32和具有杆柱端部36的一体式杆柱部分或刮水器杆柱34，且刮水器杆柱34优选被刚性地连接至被设置在刮水器臂部38的一端处的刮水器头部32的部分或与所述刮水器头部的部分一体成形。刮水器杆柱34及其各个实施例134、234和334分别优选具有约75至110毫米的长度，尽管如此，在本发明的范围内，可根据需要利用其它长度，下文将对所述各个实施例进行描述且图3、图4和图5中示出了所述各个实施例。如图2所示的杆柱端部36对于实现对整体式刮水器20的其它部件进行说明的目的而言是一般性的或者并无特性可言的，但在本发明的范围内，所述杆柱端部包括稍后在下文中描述且如图3和4所示的连接特征。
正如前面在上文中所述地那样，刮水器头部32优选与刮水器臂部38一体成形或者被刚性地连接至刮水器臂部38以便形成所述刮水器臂部的一部分或其附件。刮水器臂部38优选包括铰接部分或端部40，刮水器叶片42被附接到所述铰接部分或端部上。刮水器叶片42优选包括一对大体上水平的横穿部件或支承构件51以及刮扫部分或刮水器橡胶46，且刮水器橡胶46是刮水器叶片42唯一与风挡14连续接触的部分(参见图1)。刮水器橡胶46优选由耐受天气级别的合成橡胶或相似材料构成，且易于从刮水器叶片42上被去除以便根据需要被更换。根据本发明，刮水器头部32与刮水器杆柱34一体成形，或被成形或构造成使得刮水器头部32和刮水器杆柱34被刚性地连接以便有效地形成整体式部件。
现在转向图3，图中示出了本发明的风挡刮水器组件121的第一实施例，所述风挡刮水器组件具有优选呈矩形或方形的杆柱134，所述杆柱可被配合或插入位于机械联动装置116中的具有相似构造的矩形驱动接收器或开口141内。通过电动马达18为机械联动装置116提供动力或对其进行致动，以使得如箭头B所示的机械联动装置116的交替旋转进一步使整体式刮水器120的方形杆柱134旋转，由此对该整体式刮水器120进行致动，所述机械联动装置116在图1中被一般性地示作机械联动装置16并且在上文已经作出了描述。方形杆柱134包括弹簧加载的系留滚珠轴承或滚珠制动器17，所述弹簧加载的系留滚珠轴承或滚珠制动器可与如图所示的位于机械联动装置116中的轴承接收器、腔体或凹部31相配合。
当方形杆柱134被插入驱动开口141内时，如图3中的箭头A所示，与机械联动装置116的接触使滚珠制动器17沿径向向内受力或沿径向向内推动所述滚珠制动器，以使得该滚珠制动器17缩回或退回而进入在方形杆柱134内形成的中空的接收器、腔体或凹部19内，直至例如滚珠制动器17与在机械联动装置116内形成的相对的凹部31大体上齐平或被定位在与所述凹部相对的位置处的这种点。一旦与凹部31齐平，则被定位在凹部19内的偏压机构如弹簧(未示出)提供了适用于对滚珠制动器17进行偏置以使滚珠制动器17被释放进入机械联动装置116的凹部31内的回复力。一旦滚珠制动器17被释放，则方形杆柱134借助于由滚珠制动器17提供的障碍而被紧固地保持或紧固在机械联动装置116内。方形杆柱134被保持在该位置处，直至在整体式刮水器120上施加了足够的拉伸力从而使滚珠制动器17受力而沿轴向向内移动进入凹部19内或退回而进入所述凹部内，由此使得能够从机械联动装置16中抽出或缩回方形杆柱134。
方形杆柱134进一步优选包括相对于水平方向形成角度θB的易破裂特征，例如成一定角度的槽口、切口或切槽50，且θB优选为约40至60度。切槽50还优选大约延伸进入方形杆柱134内一半的位置处。通过这种方式，角度θB被构造成使得在方形杆柱134上形成了“破裂”线，从而使得在与整体式刮水器120产生可施加足够力的接触或冲击时，允许整体式刮水器120沿切槽50与机械联动装置116分开或发生破裂而脱离所述机械联动装置。
转向图4，图中示出了风挡刮水器组件221的第三实施例的剖切视图，所述风挡刮水器组件具有整体式刮水器220，所述整体式刮水器具有交替的方形杆柱234，所述交替的方形杆柱包含可移动或可展开的中心杆柱234A。该中心杆柱234A被定位成与方形杆柱234的凹部290同心且同轴，且与可压下的按钮35操作性地连接或形成有所述可压下的按钮，所述可压下的按钮利用围绕按钮35的周部被足够地定位的两个或更多个保持器280被保持在刮水器38的刮水器头部32内。按钮35优选由与周围的刮水器头部32的材料相似或互补的材料构成从而以在审美学上令人满意的方式与刮水器头部32混合。按钮35还受到回复弹簧285的偏置，所述回复弹簧具有足够的回复力从而使得一旦按钮35被释放或不再被压下时则使按钮35回复其初始位置。方形杆柱234与刮水器臂部38的刮水器头部32在一端处一体成形或要不然被刚性地附接到所述刮水器头部上，且具有被定位在腔体或凹部231A内的系留滚珠轴承或滚珠制动器217。
机械联动装置216同样具有适用于接收方形杆柱234的滚珠制动器或与所述滚珠制动器接合的腔体或凹部231B。当中心杆柱234A被插入机械联动装置216的开口241内时，按钮35沿箭头E的方向被压下，且滚珠制动器217沿径向向内自由地移动较短距离而进入位于中心杆柱234A内的腔体231C内。腔体231C被充分地成型或成形以便限制滚珠制动器217使其不至于全部移动进入中心杆柱234A内，从而仅允许进行足够的横向移动以便允许滚珠制动器217与机械联动装置216的凹部231B脱离接合。换句话说，只要按钮35被完全压下，则整体式刮水器220可被自由地插入机械联动装置216或从所述机械联动装置中被抽回。
当按钮35被释放时，由偏压弹簧285提供的弹簧力使中心杆234A向上移动，直至按钮35到达其初始的未压下位置。中心杆234A优选具有下部部分36B，所述下部部分是由中心杆234A的部分限定出的，所述中心杆的部分沿轴向被定位在腔体231C下面并且被充分地成形或成型以便朝向机械联动装置216中的相配合的凹部231B沿径向向外推动滚珠制动器或使所述制动器移动并且使所述制动器与所述相配合的凹部形成锁定接合。
方形杆柱234优选还包括如上文所述的切槽50，且所述切槽被构造成沿方形杆柱234和中心杆柱234A形成了“破裂”线，从而使得在物体与整体式刮水器220产生可施加力的接触时，允许整体式刮水器220沿切槽50与所述机械联动装置216分开或发生破裂而脱离所述机械联动装置。
现在转向图5，图中示出了本发明的风挡刮水器组件321的第四实施例，所述风挡刮水器组件具有优选呈圆形的杆柱334，所述杆柱可被配合或插入位于交替的机械联动装置316的一部分中的相似的圆形开口341内。与图1所示且如上文所述的机械联动装置16同样地，机械联动装置316也与电动马达18可传动地相连，从而使得如箭头B所示的机械联动装置316的交替旋转同样使圆形杆柱334旋转，由此对整体式刮水器320进行致动。
圆形杆柱334的杆柱端部36是快速联接端部54，所述快速联接端部具有周向沟槽77，所述周向沟槽可与被定位在机械联动装置316内的一系列系留滚珠轴承70进行接合或配合。可缩回的套筒72被操作性地连接至机械联动装置316，以使得当套筒72沿远离圆形杆柱334的方向即沿箭头A的方向被缩回时，滚珠轴承70响应于与圆形杆柱334的接触而沿径向向外的方向自由移动，由此允许圆形杆柱334被插入开口141内。同样地，可缩回套筒72的缩回是通过沿箭头A的方向向下推动套筒72同时从机械联动装置316中拉出或抽出整体式刮水器320来实现的。一旦快速联接端部54被完全插入开口341内，则滚珠轴承70被安置在快速联接端部54的周向沟槽77内，且套筒72随后被释放。整体式刮水器320的端部36和机械联动装置316被构造成提供了旋转式的相互配合，例如花键连接(未示出)，所述旋转式的相互配合适用于将整体式刮水器320锁定到机械联动装置316上，从而由此确保机械联动装置316的交替旋转(由箭头B所示)进一步使整体式刮水器320旋转。
当套筒72被释放时，滚珠轴承70在物理上受到阻挡或限制而无法相对于套筒72沿径向向外移动，因此将圆形杆柱334紧固到机械联动装置316上。为了从机械联动装置316中释放圆形杆柱334，而实施了相反的操作，且可缩回套筒72沿箭头C的方向再次缩回，这允许圆形杆柱334从机械联动装置316的开口341中被抽回。
尽管优选实施例将快速联接端部54置于圆形杆柱334上且将套筒72置于机械联动装置316上，但本领域技术人员应该认识到：相反的连接方式也可被包括在本发明的范围内。此外，应该理解：在本发明的范围内，可采用多种其它的快速联接工业配件和/或其它快速连接可选方案以便将图1所示的杆柱34及图3和图4所示的该杆柱的其它可选实施例134和234连接到机械联动装置16及图3和图4所示的该机械联动装置的其它可选实施例116和216上。
此外，圆形杆柱334优选还包括如前所述的切槽50，且所述切槽被构造成沿圆形杆柱334形成了“破裂”线，从而使得在物体与整体式刮水器320产生可施加力的接触时，允许整体式刮水器320沿切槽50与所述机械联动装置316分开或发生破裂而脱离所述机械联动装置。
尽管已经对用于实施本发明的最佳模式进行了详细描述，但本发明所属领域的技术人员将易于认识到落入所附权利要求书范围内的用于实施本发明的各种其它可选设计和实施例。
Claims (18)
1.一种风挡刮水器组件，所述风挡刮水器组件具有整体式刮水器臂部与刮水器杆柱，且具有适于接收所述刮水器杆柱并且对所述刮水器杆柱进行致动以使所述刮水器臂部移动的机械联动装置，所述机械联动装置具有被构造成接收所述刮水器杆柱的开口，其中所述刮水器杆柱被构造成能够根据需要被插入所述开口内且易于从所述机械联动装置上被拆卸下来以便有利于对所述组件进行评估。
2.根据权利要求1所述的风挡刮水器组件，包括与所述刮水器臂部一体成形的刮水器头部，其中所述刮水器头部和所述刮水器杆柱形成整体式部件。
3.根据权利要求1所述的风挡刮水器组件，其中所述刮水器杆柱具有易破裂特征，所述易破裂特征在所述刮水器杆柱中形成了弱化点，所述弱化点适用于使所述刮水器杆柱响应于通过具有适当质量的物体产生的可施加足够力的冲击而发生破裂。
4.根据权利要求1所述的风挡刮水器组件，其中所述刮水器杆柱包括系留滚珠和相配合的凹部中的一者，且所述机械联动装置包括所述系留滚珠和相配合的凹部中的另一者，所述系留滚珠和所述相配合的凹部可相互接合以便将所述刮水器杆柱紧固到所述机械联动装置上。
5.根据权利要求1所述的风挡刮水器组件，其中所述刮水器杆柱包括具有周向沟槽的快速联接端部，且所述机械联动装置具有接收部分，所述接收部分具有可缩回的轴环和一系列系留滚珠轴承，其中当所述可缩回的轴环被缩回时，所述快速联接端部可被插入所述接收部分内，且当所述可缩回的轴环被释放时，所述周向沟槽可与所述滚珠轴承接合。
6.根据权利要求1所述的风挡刮水器组件，其中所述刮水器杆柱具有75至110毫米的长度。
7.一种用于与具有风挡的车辆一起使用的风挡刮水器组件，所述组件包括：
电动马达；
整体式刮水器，所述整体式刮水器具有一体式刮水器臂部部分和杆柱部分且具有刮水器叶片，所述刮水器叶片被操作性地连接至所述刮水器臂部并且适于保持风挡刮水器橡胶刮扫器；和
机械联动装置，所述机械联动装置具有开口，所述开口可与所述杆柱部分相配合并且由所述电动马达驱动从而由此对所述整体式刮水器进行致动以便对所述风挡进行刮拭；
其中所述杆柱部分可被插入所述机械联动装置的开口内且可易于根据需要从所述机械联动装置上被拆卸下来。
8.根据权利要求7所述的组件，其中所述杆柱部分具有适于提供弱化点的易破裂特征，所述弱化点适用于使所述杆柱响应于通过物体产生的可施加足够力的冲击而发生破裂。
9.根据权利要求8所述的组件，其中所述易破裂特征是切槽，所述切槽延伸进入所述杆柱部分内大约一半的位置处并且相对于水平方向形成了介于40至60度之间的角度，所述水平方向是垂直于所述杆柱部分的轴线的方向。
10.根据权利要求7所述的组件，其中所述杆柱部分包括系留滚珠和相配合的沟槽中的一者，且所述机械联动装置包括所述系留滚珠和相配合的沟槽中的另一者，所述系留滚珠和所述相配合的沟槽可相互接合以便将所述杆柱部分紧固到所述机械联动装置上。
11.根据权利要求7所述的组件，其中所述杆柱部分包括具有周向沟槽的快速联接端部，且所述机械联动装置具有接收部分，所述接收部分具有可缩回的轴环和一系列系留滚珠轴承，其中当所述可缩回的轴环被缩回时，所述快速联接端部可被插入所述接收部分内，且当所述可缩回的轴环被释放时，所述周向沟槽可与所述滚珠轴承接合。
12.根据权利要求7所述的组件，其中所述杆柱部分具有75至110毫米的长度。
13.一种车辆，所述车辆包括：
风挡；
整体式风挡刮水器，所述整体式风挡刮水器可操作以便对所述风挡进行清洁，所述整体式风挡刮水器具有刮水器臂部和刮水器杆柱；
风挡刮水器马达，所述风挡刮水器马达被构造成对所述整体式风挡刮水器进行致动；和
机械联动装置，所述机械联动装置具有被构造成接收所述刮水器杆柱的开口；
其中所述刮水器臂部和刮水器杆柱被一体成形，且其中所述刮水器杆柱可根据需要被插入所述开口内且可从所述开口中被拆卸下来。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中所述刮水器杆柱具有易破裂特征，所述易破裂特征适于在所述刮水器杆柱中形成弱化点，所述弱化点用于使所述杆柱响应于通过具有适当质量的物体产生的可施加足够力的冲击而发生破裂。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中所述易破裂特征是切槽，所述切槽延伸进入所述杆柱内大约一半的位置处并且相对于水平方向形成了介于40至60度之间的角度，所述水平方向是垂直于所述杆柱部分的轴线的方向。
16.根据权利要求13所述的车辆，其中所述刮水器杆柱包括系留滚珠和相配合的沟槽中的一者，且所述机械联动装置包括所述系留滚珠和相配合的沟槽中的另一者，所述系留滚珠和所述相配合的沟槽可相互接合以便将所述刮水器杆柱紧固到所述机械联动装置上。
17.根据权利要求13所述的车辆，其中所述刮水器杆柱包括具有周向沟槽的快速联接端部，且所述机械联动装置具有接收部分，所述接收部分具有可缩回的轴环和一系列系留滚珠轴承，其中当所述可缩回的轴环被缩回时，所述快速联接端部可被插入所述接收部分内，且当所述可缩回的轴环被释放时，所述周向沟槽可与所述滚珠轴承接合。
18.根据权利要求13所述的车辆，其中所述刮水器杆柱具有75至110毫米的长度。
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