CN101800455A - 在磁悬浮轨道的直线电动机的定子内安装绕组分支的方法及其安装装置和模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子(15)内安装绕组分支(2)的方法，其中定子(15)作为定子分段(15’)设置在磁悬浮轨道的横梁(13)上，每一个绕组分支(2)由一根导电线以多个曲折形绕组的形式成形，该导电线安装在定子(15)的槽(18)中。将曲折形导电线放入模具(1)中，在模具(1)中首先在嵌入位置放入内绕组分支(2)，然后放入中间的绕组分支(2)，最后放入外绕组分支(2)，每一绕组分支(2)在放入模具(1)之前或者之后，裁切成具有冗余长度，使得每一根导线的两端(7)突出绕组分支(2)的曲折形段，接着将模具(1)连同被放入并且成形为曲折形的绕组分支(2)放置在定子(15)上，最后从模具(1)中取出绕组分支(2)嵌入定子(15)的槽(18)中。此外本发明还涉及相应的安装装置(11)和模具(1)。

Description

在磁悬浮轨道的直线电动机的定子内安装绕组分支的方法及其安装装置和模具

技术领域

本发明涉及一种用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子内安装绕组分支(

)的方法，其中定子设置在磁悬浮轨道的横梁(

)上，每一个用一根导电线形成的绕组分支形成多个曲折形的线圈，并且该导电线安装在定子的槽中。此外，本发明涉及用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子内安装绕组分支的安装装置和模具，其中所述绕组分支由具有多个曲折形线圈的单根导电线组成，该导电线要安装在定子的槽中。

背景技术

从DE 103 46 105 A1中得知一种方法，用于为可通过直线电动机驱动的磁悬浮车辆构建通行路段。在预制造阶段，制造具有预先规定长度的单元，这些单元由带有在其上设置的定子的横梁分段组成，所述定子包含附属的绕组分支。绕组分支的端部装备有插接连接器的互补部分。这样预制造的单元运往安装地点，并在那里组装成通行路段。同时，绕组分支通过插接连接器彼此导电连接。绕组分支的电缆在放入定子之前或者在放入期间弯曲成曲折形。虽然单根横梁或者横梁段的预制造是有利的，但是怎样往定子中装配单个的绕组分支，从该公开文本中不得而知。

在DE 10 2006 028 354 A1中公开了一种用于在定子中安装绕组分支的设备，据此将导电体局部地形成蛇形，从接收装置特别是输送装置向带有定子的横梁输送。接着将绕组分支压入直线电动机的至少一个定子内。如何在定子内详细地安装绕组分支，从该公开文本中同样不得而知。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种方法、安装装置和模具，使用它们能够快速地、成本低地而且精确地在定子内安装绕组分支。

该任务通过根据独立权利要求的特征的方法、安装装置和模具来解决的。

在磁悬浮轨道的一根横梁上设置有定子。定子由定子钢片组成，定子钢片结合成分段。通常定子具有约1m的长度，并且沿横梁在其上串接在一起。在定子中压入三个绕组分支，所述绕组分支各自构成一个电力相。每一个绕组分支由一根导电线组成，该导电线被形成为多个曲折形绕组线圈。接着将绕组分支或者说导电线安装在定子的槽中。沿例如具有6m或者12m长度的横梁按顺序设置多个定子。在一根横梁内在单个定子分段之间由于热膨胀而产生或大或小的缝隙。此外，在各根横梁之间还产生另外的缝隙。此外，当横梁不是直线地而是弯曲地构成时，在单个定子分段之间的缝隙也以不同的宽度产生。在常规敷设绕组分支时可能由此产生张力，这种张力在磁悬浮轨道运行时可导致故障或者引起电流消耗增大。按照本发明的方法敷设的绕组分支不具有这种过高的张力。它们无论在横梁内弓形还是在横梁外弓形中都同样地敷设，并且在安装时就能够协调不同的长度。

在本发明的用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子内安装绕组分支的方法中，定子作为定子分段设置在磁悬浮轨道的横梁上。每一个绕组分支由一根导电线形成多个曲折形线圈绕组，并且该导电线安装在定子的槽中。根据本发明，将曲折形导电线放入一个模具中，此时在模具中首先放入安装位置的是内绕组分支，然后放入的是中间绕组分支，最后放入外绕组分支。每一绕组分支在放入模具之前或者之后，偏转成具有冗余长度，使得每一根导电线的两端突出绕组分支的曲折形段。接着，将模具连同被放入并且形成为曲折形的绕组分支放置在定子上，最后，从模具中取出绕组分支嵌入定子的槽中。

通过将成形为曲折形的绕组分支在模具中的中间储存(Zwischenlagerung)，就能够将绕组分支非常经济地并且没有强的内部张力地插入定子的槽中。如果必须消除某个较大的缝隙，则可以借助于模具移动来整个绕组分支，而不会在这个或者这些绕组分支内产生变形。通过在模具中设置所有三相以及由此设置三个绕组分支，就能够尽可能没有张力地安装。优选地，逐个定子分段和逐个绕组分支进行所述安装。对此，在一个定子分段内首先放入下(内)绕组分支，然后放入中间绕组分支，最后放入上(外)绕组分支。接着，开始安装下一定子分段，此时，在定子的槽中再次首先放入下绕组分支，然后是中间绕组分支，最后是上绕组分支。由此能够准确地并且非常快地进行装配，因为所有三个绕组分支几乎同时被安装。还使得不是完全的横梁连同每一个绕组分支一起安装，并且仅在那之后全部在横梁上重新安装第二绕组分支最后安装第三绕组分支，这就能够在单根横梁上迅速而精确地进行安装绕组分支。可以这样说，横梁是逐段地、逐定子分段地装备绕组分支。

在本发明的一种有利的实施形式中，导电线通过一个用于布线的电缆滚筒连续地导入模具中，由此使操纵硬导电线变得非常容易。

如果借助于一个在横梁上被引导的安装装置来将绕组分支嵌入槽中，那么就能够精确地对准在横梁的特有部分上，例如侧导轨。由此，就可以粗略地定位安装装置而能够精确地执行安装工作。

如果绕组分支被依次地嵌入各个槽的每一个中，那么就能够非常简单地平衡各个槽之间的距离差异。

如果导电线的自由端为以后与后续绕组分支的连接而准备，则可以在施工现场取消该项工作。此外导电线的端部能够受到很好的保护以免损坏。

在本发明的一个特别有利的实施方式中，模具的长度选择成相应于横梁的长度。这意味着，绕组分支已经以相应于横梁的长度准备好。由此就可以在横梁的两个端部存在各个绕组分支的标准化的连接，反之，通常绕组分支在横梁内越过各个定子分段不中断地延伸通过。

在将绕组分支嵌入定子特别是完全的横梁的定子中后，模具又从横梁中移除。这尤其用着安装辅助工具来简化绕组分支到定子中的安装。通过模具还确保了，能够精确地将绕组分支输送到要在其内安装绕组分支的定子。由此能够避免例如通过输送带可能产生的扭曲。优选地，绕组分支在车间中、优选在用于制造横梁的成品车间中进行嵌入，所述横梁优选用混凝土或者用钢制造。由此能够避免对于施工现场的影响、特别是气候影响或者还有在后面描述的安装装置的储存(Lagerung)问题。

在本发明的一个有利的设计中，仅在嵌入绕组分支和移除模具后才将横梁输送到磁悬浮轨道的安装地点，横梁在这里进行安装，并且相邻横梁的绕组分支彼此连接。

为能够用直线状构造的模具来反映(abbilden)横梁的曲线，并因而能够尽可能无张力地将绕组分支铺设在定子内，在本发明的一个有利的实施方式中，模具用一种可弹性变形的材料制成并且通过模具的弹性变形相应地与横梁的弯曲形状相适应。

在根据本发明的用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子内装配绕组分支的安装装置中，定子是作为定子分段(Statorpakete)设置在磁悬浮轨道的横梁上。每一个绕组分支由一根以多个曲折形绕组线圈形式的导电线组成。该导电线需安装在定子的槽中。根据本发明，安装装置具有一个支撑装置、一个保持装置以及一个插入装置，所述支撑装置用于在横梁上支撑安装装置，所述保持装置用于保持带有绕组分支的模具，所述插入装置用于将绕组分支从模具嵌入定子中。由此该安装装置有利地能够在横梁上支撑和定位，并且相对于定子的槽能够位置准确地安置用于保持模具的保持装置和相应的插入装置。由此，弯曲成曲折形的绕组分支在嵌入定子的槽中时几乎不需移动，从而能够保持它的曲折形形状并且基本上避免了在绕组分支中出现张力。

在本发明的一个有利的实施方式中，插入装置具有多个可单独控制的冲头(Stempel)，用于将绕组分支从模具移动到定子的各个槽中。这里优选涉及四个冲头，它们可一个接一个地开动来将三个绕组分支之一逐渐地嵌入为之设置的各个槽内。

在本发明的一个有利的实施方式中，如果插入装置在安装装置的内部可以沿横梁和模具移动，则插入装置优选从定子分段到定子分段移动或者说在一个定子分段内从第一绕组分支到第二最后到第三绕组分支移动，并且将导电线压入该定子分段的相应设置的槽中。如果所有三个绕组分支被安装到一个定子分段内，则插入装置移动到下一定子分段，并再次开始安装绕组分支的最下面位置，接着是中间位置，最后是绕组分支的外面位置。单个定子分段之间的缝隙可以通过对插入装置的相应控制来平衡。

在一个有利的实施方式中，保持装置这样构造，使得模具相对于横梁或者定子可移动，以便相对于定子的各个槽定位要嵌入的绕组分支。特别在单个定子分段之间的缝隙不同时这十分有利，因为保持装置通过容易地移动模具而能够平衡这种缝隙差异。此外由此保证模具在开始安装过程时能够非常容易地在定子的区域内移动，并且在安装绕组分支后又从横梁移除。

优选地，在保持装置上设置滑轮用于纵向移动地接受模具。该滑轮例如能够在安装装置内在滑轮支座上固定。

为确保相对于横梁并因而相对于定子分段特别有利地定位保持装置，在本发明的有利的实施方式中，保持装置在侧面上支撑在横梁的侧导轨上。该侧导轨是用于磁悬浮轨道车辆的尺寸非常精确的导向装置，并因此以突出的方式用于精确定位保持装置。

优选地，安装装置具有两个彼此平行设置的保持装置和插入装置，用于同时安装横梁的两个定子列。由此可以精确地并且快速地进行安装，因为可以同时在横梁的两侧进行所述安装。

如果两个平行的保持装置和/或插入装置的距离可以改变，那么就能够将安装装置例如从上面引导到横梁上和为准备安装而缩小两个保持装置的距离，使得能够安装在横梁的上弦(Obergurt)下面设置的带有绕组分支的定子分段。在安装后重新将两个平行的保持装置的距离放大，以便能够从横梁移除安装装置。

本发明的模具用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子内敷设绕组分支，其中定子以定子分段形式设置在磁悬浮轨道的横梁上。本发明的模具具有绕组导向装置，用于接收多个成形为曲折形的绕组分支。由此能够为运输保持绕组分支的基本形状，并且有助于在定子分段的随后要将绕组分支导入的槽的区域内稳定地定位绕组分支。

模具的长度这样设定，使其基本上相应于绕组分支在两个相继的连接点之间的一个预定段的长度。该长度优选是一个要在其下设置绕组分支的横梁的长度。由此能够在生产车间内就已经给一根完整的横梁装备绕组分支，并且能够就这样输送到施工现场。在那里将单根横梁沿磁悬浮轨道的路线设置和对准，接着将单个的绕组分支彼此连接。模具由此确保了绕组分支能够非常精确地并且无变形地放入定子中，它一方面用作预弯曲成曲折形的绕组分支的中间存放设备，另一方面用作在定子中安装绕组分支的输送辅助装置。

如果模具具有开口，该开口使得能够穿过它而抓取安装装置的插入装置，以便将绕组分支导入槽中，那么其可用于没有问题地安装绕组分支。放入到模具中的绕组分支能够按照顺序完整地或者有顺序地放入单个的定子分段中。

在一个有利的实施方式中，模具具有支撑面，用于在保持装置内支撑。由此能够将模具定位在安装装置内的一个规定的位置，使得能够在定子内无变形地安装绕组分支。

在本发明的一个特别有利的实施方式中，模具为了在弯曲的横梁上安装而可弹性变形。由此，它可以与横梁的形状相适应，以便能够使绕组分支为安装取得安装装置的相应的曲线。

附图说明

本发明的另外的优点在下面的实施例中说明，附图中：

图1示出了模具的正视图，

图2示出了模具上的一段的透视图，

图3示出了模具端部的透视图，

图4示出了模具的透视图的完整图，

图5示出了将绕组分支放入模具中，

图6示出了安装装置，

图7示出了带有插入装置的安装装置的一个部分，

图8示出了横梁上的插入装置。

附图标记列表

1模具

2绕组分支

3支架横梁

4支撑

5导向装置

6挡板

7绕组分支端部

8开口

9滑道

11安装装置

12支撑装置

13横梁

14保持装置

15定子

16滑轮支座

17插入装置

18槽

19冲头

图1表示模具1的正视图，其中设置三个绕组分支2。模具1具有一个底部框架，所述底部框架由两个平行延伸的框架横梁3组成，所述框架横梁与支撑4连接。在支撑4上设置两个导向装置5以及一个挡板6。在导向装置5内绕组分支2放置要被导向地放置在模具1中。挡板6用于相对于在磁悬浮轨道的横梁上设置的定子的正确定位。绕组分支2以规定的顺序放置在模具1上。首先在模具1上放置后来在定子外面设置的绕组分支2a，然后放置中间绕组分支2m，最后放置后来在安装位置的内绕组分支2i。单个绕组分支2形成为曲折形，仅每一绕组分支的端部7基本上形成为直线形，以便在后来能够与相邻的横梁的绕组分支2形成连接。绕组分支2的直的端部7相应地从模具1引出。

图2表示模具1的一段的透视图。这里示出了单个绕组分支2a、2m和2i曲折形放置。绕组分支2在其边缘区交叉。在后来要插入定子内的中间区，绕组分支2平行地和笔直地延伸。模具1在导向装置5之间具有开口8，这些开口适合于插入装置抓住单个绕组分支2并且将单个绕组分支2插入定子中。

图3示出了模具1的一个端部。从中可知，绕组分支端部7基本上形成为直线形，以便能够与相邻横梁的相邻绕组分支形成连接。优选这样准备绕组分支端部7，使得它们能够用相应的套管连接。为此例如在各绕组分支端部7之间建立夹紧连接(Klemmverbindung)的螺纹套管是适合的。为在安装绕组分支2时不干扰，绕组分支端部7在本实施例中安置在模具1的边缘，并且在从磁悬浮轨道的横梁上移除模具1后特别有利于后续的安装工作。

图4示出了其上装有绕组分支2的完整的模具1。模具1的长度基本上取决于相应于绕组分支2在两个连接点之间的分段的长度，有利地，该长度基本上是磁悬浮轨道的一根横梁的长度。由此单根横梁的接缝与绕组分支2的连接点相一致。在接缝中特别可以观察到的横梁的热膨胀能够由此在绕组分支2中通过将绕组分支2非常松弛地敷设在该区域内而没有问题地平衡。

图5示出了将成形为曲折形的绕组分支2送入模具1的情况。形成为曲折形的绕组分支2从成型机通过滑道9导入模具1并放入导向装置5内。以这种方式能够在很大程度上自动地进行模具1和绕组分支2一起的装配。对此绕组分支2或者在放入模具1之前或者在放入模具1之后裁切成规定的长度并且为安装进行准备。接着可以将装备有绕组分支2的模具1输送到一个临时仓库或者直接输送到横梁，在那里装配绕组分支2。

图6示出了使用安装装置11进行安装的过程。安装装置11具有一个支撑装置12，所述支撑装置12支撑在横梁13的上侧。优选地，支撑装置12支撑在横梁13的滑轨上，因为滑轨被加工成确定的尺寸。此外，在安装装置11上设有一个保持装置14，通过该保持装置14将模具1靠近定子15保持。保持装置14例如通过横梁13的侧导轨被引导。

位于模具1中的绕组分支2这样定位：从而使得它位于定子15的槽的附近。模具1位于其上的滑轮支座16用于准确定位。模具1能够沿横梁13在该滑轮支座16上或多或少地移动。这用于导入和导出模具1，同样用于绕组分支2相对于定子15的准确定位或者调整。

在模具1之下在保持装置14旁边设置一个插入装置17。借助于通过模具1抓取的该插入装置17，将单个绕组分支2压入定子15的槽中。

在将绕组分支2嵌入定子15后，将模具1沿滑轮支座16从保持装置14移出。为从横梁13中移除安装装置14，打开在横梁13两侧设置的保持装置14，也就是说在两个保持装置14之间的净宽将放大，如在上面的描述中所见到的那样。由此能够将安装装置14向上从横梁13移除，并且可能还向侧面移动，以便在那里或者进行维护，或者获得位置来设置另一个要装备有绕组分支2的横梁13。如果准备了一个新的横梁13待用，那么再次使安装装置11行驶在横梁13之上，并且降下，直到支撑装置12安放在横梁13上。保持装置14再次关闭，并且在导入填充有绕组分支2的模具1后，可以重新开始将横梁13与绕组分支2一起安装。

图7示出了带有定子15的横梁13的侧视图，定子15分为单个定子分段15’。在定子分段15’内设置有槽18，在槽内压入绕组分支2。

绕组分支2的压入用插入装置17进行。插入装置17在所示实施例中具有4个冲头19。在滑轮支座16上稍后(这里未示出)设置有模具1。冲头19贯通模具1抓取，接收一个绕组分支2并将它塞入在其上面的槽18中。优选地，所示四个冲头不是同时地、而是按顺序地动作，以便无张力地将绕组分支2导入槽18中。在此，冲头19具有一个距离，以便它抓取一个单个的绕组分支2后逐渐地导入槽18中。如果所有四个冲头都动作过，则它们将再次被置到开始位置，插入装置17移动一个绕组分支2的距离，重新开始将该下一绕组分支2嵌入。在此要注意，首先嵌入绕组分支2i，然后是绕组分支2m，最后是绕组分支2a。这相当于将绕组分支2放入模具1的相反的顺序。由此实现无摩擦的嵌入操作过程。

图8示出了带有冲头19的插入装置17，其中绕组分支2已经被嵌入定子15中。模具1已经从滑轮支座16中取出。插入装置17的冲头19被移到高处显示，以便显示出一个曲折形绕组在另一个之后被压入定子15的槽18中。

本发明不限于所示实施例。特别是在适用的权利要求的框架内任何时候都能够对于所示例子的进行变型。不言而喻的是，例如用于在槽中嵌入绕组分支的冲头的数目可以与这里表示的不同。

Claims (24)

1.用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子(15)内安装绕组分支(2)的方法，其中，

-所述定子(15)作为定子分段(15’)设置在磁悬浮轨道的横梁(13)上，

-每一个绕组分支(2)由一根导电线成形为多个曲折形绕组，并且，

-所述导电线安装在所述定子(15)的槽(18)中，

其特征在于，

-将曲折形导电线放入模具(1)中，

-在模具(1)中，首先在安装位置放入内绕组分支(2)，然后放入中间的绕组分支，最后放入外绕组分支(2)，

-每一绕组分支(2)在放入模具(1)之前或者之后，裁切成具有冗余长度，使得每一根导线的两端(7)突出绕组分支(2)的曲折形段，

-接着，将模具(1)连同所述被放入的并且成形为曲折形的绕组分支(2)放置在定子(15)上，并且

-最后，从模具(1)中取出绕组分支(2)嵌入定子(15)的槽(18)中。

2.根据上述权利要求所述的方法，其特征在于，所述导线连续地通过电缆滚筒导入模具(1)。

3.根据上述权利要求之一或者多项所述的方法，其特征在于，所述绕组分支(2)借助于一个在横梁(13)上引导的安装装置(11)而嵌入槽(18)中。

4.根据上述权利要求之一或者多项所述的方法，其特征在于，所述绕组分支(2)被依次地嵌入各个单独的槽(18)中。

5.根据上述权利要求之一或者多项所述的方法，其特征在于，所述导电线的自由端(7)准备成用于与后续的绕组分支(2)的后来连接。

6.根据上述权利要求之一或者多项所述的方法，其特征在于，选择横梁(13)的长度作为模具(1)的长度。

7.根据上述权利要求之一或者多项所述的方法，其特征在于，在将绕组分支(2)嵌入后，从横梁(13)中移除模具(1)。

8.根据上述权利要求之一或者多项所述的方法，其特征在于，所述绕组分支(2)的嵌入在车间中、优选在用于制造横梁(13)的成品车间中进行。

9.根据上述权利要求之一或者多项所述的方法，其特征在于，所述横梁(13)在嵌入绕组分支(2)以及移除模具(1)后被输送到磁悬浮轨道的施工现场。

10.根据上述权利要求之一或者多项所述的方法，其特征在于，在将横梁(13)放置在磁悬浮轨道的线路上后，在横梁(13)的接缝处彼此连接导电线的自由端(7)。

11.根据上述权利要求之一或者多项所述的方法，其特征在于，所述模具(1)为了在弯曲的横梁(13)上安装而可弹性变形。

12.用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子(15)内安装绕组分支(2)的安装装置，其中，

-所述定子(15)作为定子分段(15’)设置在磁悬浮轨道的横梁(13)上，

-每一个绕组分支(2)由一根带有多个曲折形绕组的导电线组成，

-该导电线要安装在定子(15)的槽(18)中，

-用于执行根据上述权利要求所述的方法，

其特征在于，所述安装装置(11)具有：

-支撑装置(12)，其用于在横梁(13)上支撑安装装置(11)，

-保持装置(14)，其用于保持带有绕组分支(2)的模具(1)，以及

-插入装置(17)，其用于将绕组分支(2)从模具(1)嵌入定子(15)中。

13.根据上述权利要求所述的安装装置，其特征在于，所述插入装置(17)具有多个可单独控制的冲头(19)，用于将绕组分支(2)从模具(1)移动到定子(15)的各个槽中。

14.根据上述权利要求之一或者多项所述的安装装置，其特征在于，所述插入装置(17)在安装装置(11)的内部能够沿横梁(13)和模具(1)移动。

15.根据上述权利要求之一或者多项所述的安装装置，其特征在于，所述保持装置(14)这样构造，使得模具(1)能够相对于横梁(13)或者说定子(15)移动，以便相对于定子(15)的各个槽(18)来定位要嵌入的绕组分支(2)。

16.根据上述权利要求之一或者多项所述的安装装置，其特征在于，所述保持装置(14)具有用于纵向移动地接收模具(1)的滑轮(16)。

17.根据上述权利要求之一或者多项所述的安装装置，其特征在于，所述保持装置(14)在侧面上支撑在横梁(13)的侧导轨上。

18.根据上述权利要求之一或者多项所述的安装装置，其特征在于，所述安装装置(11)具有两个彼此平行设置的保持装置(14)和插入装置(17)，用于同时安装横梁(13)的两个定子列。

19.根据上述权利要求之一或者多项所述的安装装置，其特征在于，所述两个平行的保持装置(14)和/或插入装置(17)的距离是可变的。

20.用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子(15)内装配绕组分支(2)的模具，其中，

-所述定子(15)设置为在磁悬浮轨道的横梁(13)上的定子分段，

-每一个绕组分支(2)由一根带有多个曲折形绕组的导电线组成，

-该导电线要安装在定子(15)的槽(18)中，

-用于执行根据上述权利要求所述的方法，

其特征在于，

-所述模具(1)具有绕组导向装置，用于接收多个成形为曲折形的绕组分支(2)，

-它具有这样的长度，该长度基本上相应于在绕组分支(2)的两个相继的连接点之间绕组分支(2)的一个规定的段的长度。

21.根据上述权利要求所述的模具，其特征在于，所述模具(1)具有的长度基本上相应于横梁(13)的长度。

22.根据上述权利要求之一或者多项所述的模具，其特征在于，所述模具(1)具有开口(8)，用于部件、特别是插入装置(17)的冲头(19)贯穿过。

23.根据上述权利要求之一或者多项所述的模具，其特征在于，所述模具(1)具有支撑面，特别是机架横梁，用于在安装装置(11)内支撑。

24.根据上述权利要求之一或者多项所述的模具，其特征在于，所述模具(1)为了在弯曲的横梁(13)上安装而能够弹性变形。

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