CN105378237B - 用于检测内燃机的缸盖中的气门座和气门导管的模块化系统 - Google Patents
用于检测内燃机的缸盖中的气门座和气门导管的模块化系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于检测内燃机的缸盖中的气门座以及与气门座相关联的气门导管的模块化系统(1),包括能够在三个方向移动的引导与支撑组件(10)以及用于装载并且定位缸盖(4)的倾斜台(3),该引导与支撑组件(10)支撑有一个或者多个电子测量仪(11)和预定心销(14)以便引导测量仪插入气门座以及与气门座相关联的气门导管中。由于连接到引导与支撑组件的支撑机构(12)的具体结构,测量仪能够在待测气门座上自定位并且能够在检测状态下从所述三个方向中的至少一个方向与引导与支撑组件分离。倾斜台能够根据待测缸盖的尺寸和布局被调整,并且包括摇摆系统(6)以将倾斜台的倾斜度设置为与待测气门座以及与气门座相关联的气门导管的倾斜角有关。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测内燃机的缸盖中的气门座和气门导管的模块化系统。
具体地,根据本发明的系统被配置为支撑用于检测内燃机的缸盖中的气门座和气门导管的电子测量仪。
背景技术
对于减少内燃机的油耗和污染物排放的科技研究已经促使制造商优化发动机部件的制造工艺以便获得比以前更高的加工精度。
在过去的几年中,对于一些部件(例如,气门座)的加工的更高的质量标准的需求显著地被提高。
市场中已有不同类型的用于检测气门座以及与气门座相关联的气门导管的尺寸的所谓的电子塞规。该塞规通常通过操作人员手动操作,即手动地将塞规放置到要被测量的气门座和气门导管中。
因此,被塞规检测到的所有测量都不可避免地被塞规和操作者之间的相互作用影响。
在公开号为2005/0279159的美国专利申请中公开了一种解决这个问题的方法,其描述了一种具有测量仪的气门座测量系统,其中在测量过程中,测量仪不会被操作人员人工干预。该系统包括可移动地连接到测量仪支架上的测量头,测量仪支架反过来又通过活动臂系统连接到支撑架,以使得测量仪支架能够在三个维度中移动。可调节平衡系统(组成在图3的优选实施方式中的平衡臂中或者包括在图6的替代性实施方式的主体中)在测量仪支架上施加预定的负载。
在图3的实施方式中,由于活动臂系统的存在,测量仪支架在测量周期中(即在操作人员将测量仪移动到在气门座上的待测量的位置然后将测量仪释放)不与除了由平衡系统施加的预定负载以外的任何力耦合。
根据图6的替代性实施方式,测量系统包括除了第一测量头以外的第二测量头或者与测量头相同形式的组件,其被插入待测量的气门座的相邻气门座中以便定位第一测量头。
同样在这个实施方式中,第一测量头不与除了由平衡系统施加的预定负载以外的任何力耦合。
然而,在公开号为2005/0279159的专利中描述的系统中,测量头与支撑架之间的复合机械连接会使得在测量周期中产生不必要的源于测量系统的组件相互作用的力。此外,活动臂系统本身的结构并不简单,并且可能经历活动臂系统不同部分之间的摩擦或者其他力。
此外,由平衡系统施加的预定负载需要精确的调节,如果没有的话将难免影响测量结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于检测内燃机的缸盖中的气门座和气门导管的模块化系统,该模块化系统比已知的系统简单并且克服了涉及手动操作测量仪的问题(具体为由于测量仪在待测量缸盖上的错误定位产生的损害或者测量误差和/或者由于操作人员的手的影响所产生的测量的变化)以便在精确度和重现性方面获得的较好结果。
本发明的另一个目的是提供一种高灵活性的系统,该系统能够被调整以适应目前制造的大部分缸盖的尺寸和布局。
本发明的这些目的和其他目的通过由所附权利要求限定的一种用于检测内燃机的缸盖中的气门座和气门导管的模块化系统而获得。
归功于本发明的系统结构上的特征,根据本发明的系统确保了在使用中的高可靠性和安全性。
附图说明
以下将结合附图以非限制性的实施例的方式描述一种用于检测内燃机的缸盖中的气门座和气门导管的模块化系统,其中:
图1是根据本发明的系统的前侧立体图;
图2是图1中的系统的后侧立体图;
图3是根据本发明的系统(包括缸盖)的正视图;
图4是图3的系统的俯视图;
图5是图3的系统的侧视图;以及
图6是图1的系统的细节的放大图。
具体实施方式
参考附图,根据本发明的模块化系统(以参考标记1表示)包括支撑架2,该系统的组件连接到支撑架2,这些组件包括用于装载以及定位缸盖4的倾斜台3,一个或者多个电子测量仪11(更具体地是两个所谓的塞规)以及一个或多个样本组17,该电子测量仪用于检测缸盖的气门座以及与气门座相关联的气门导管的尺寸和几何特征。
倾斜台3包括支撑面22,待测缸盖可被定位在支撑面22上。如图1和图2所示,支撑面22在纵向方向上延伸并且包括沿纵向方向延伸的凹槽7。从图5中可以更清楚地看出,倾斜台3通过摇摆系统6连接到支撑架2。摇摆系统6包括两个可移动的支承组18(从图5中仅能看到一个),两个支承组18位于摇摆系统的相对于支撑面22的纵向延伸方向为横向的两侧,两个支承组18各自包括两个具有不同长度的杆件16和两个具有相同长度的连接件20,两个杆件16被固定到倾斜台3并且被固定到支撑架2的基部2’,两个连接件20可枢转地连接到杆件16的端部以便形成铰接的四边形。
用于限制倾斜台3的倾斜度的限制机构21将支承组18中的一者连接到另一者。更具体地,限制机构21包括四个通过紧固装置以可拆卸的方式连接到支撑架2的基部2’的限位块19。这样的紧固装置被插入基部2’的凹槽中,以便紧固装置能够在凹槽中滑动从而改变其自身的位置。限位块19通过螺钉连接到紧固装置,螺钉拧紧在紧固装置中以将紧固装置以及连接到该紧固装置的限位块19的位置固定在基部2’中。为了简洁起见,图中并没有显示凹槽(基部2’中的)以及紧固装置。限位块19通过杆41沿着支撑面的纵向延伸方向两个两个地连接(图5中仅显示了两个限位块而图1中仅显示了一个杆)。各个限位块具有倾斜的邻接面23。
两个平行于用于连接限位块19的杆41的棒40将一个支承组18的各个连接件20连接到另一个支承组18的相应的连接件20以便抵靠在限位块19的邻接面23从而限制倾斜台3的倾斜度。图中1显示了一个棒40。
由于限制机构21的存在,倾斜台3能够具有两个固定位置,一个固定位置用于检测缸盖4的进气门座,另一个固定位置用于检测缸盖4的排气门座。倾斜台3通过手动操作杆9从一个固定位置移动到另一个固定位置。两个固定位置是根据缸盖的尺寸和布局设置的,且更具体的是气门座以及与气门座相关联的气门导管的倾斜角。
倾斜台3限定有支撑平面(具体的是倾斜台3的支撑面22限定有支撑平面),缸盖4沿垂直于支撑平面的方向位于该支撑平面上。气门座以及与气门座相关联的气门导管相对于由倾斜台3限定的垂直方向是倾斜的。
调整倾斜台3的倾斜度的可能性有助于将由待测气门座以及与气门座相关联的气门导管限定的轴线与由测量仪限定的轴线对齐。
倾斜台3的倾斜度能够在系统的预先设置阶段通过作用在限位块19并根据气门座以及与气门座相关联的气门导管的倾斜角设置限位块19而调整。
具体地,倾斜台3的倾斜度通过改变限位块19相对于基部2’的位置而设置以便邻接面23在各自表面的相对于之前位置的不同的点抵靠棒40。限位块19的位置通过拆卸螺钉并且在凹槽中滑动紧固装置从而将螺钉和紧固装置设置于相对于基部2’的不同位置而改变。在设置好适当的位置后,限位块19被紧固到紧固装置并由此再次被紧固到基部2’。
如上所述,倾斜台3包括凹槽7。如图1所示,凹槽7容纳定位装置5,24,25以用于相对于倾斜台3定位待测缸盖4。
更具体地,倾斜台3包括四个参考销24和两个定心销5,参考销24用作缸盖4的横向参考以将缸盖4大致定位在倾斜台3的支撑平面上,定心销5插入缸盖4的表面中并与缸盖4的表面配合以将缸盖4相对于倾斜台3中心定位。定心销5设置在倾斜台3的两侧上并且被安装在可移动的支撑元件8上。每个支撑元件8具有支撑定心销5的一端和连接到倾斜台3的另一端。倾斜台3还连接有两个额外的用于使缸盖抵靠在其上的支撑元件25。
定位装置(包括四个参考销24、两个定心销5以及与定心销5相关联的支撑元件8)和额外的支撑元件25以可调节和可拆卸的方式连接到倾斜台3。
更具体地,定位装置和支撑元件25连接到倾斜台3的凹槽7,以便它们能够被拆卸并且能够根据待测缸盖的尺寸被定位于倾斜台3的不同的点。因此,倾斜台3的结构便于倾斜台能够方便地与任何缸盖重组。
如上所述,模块化系统1还包括一个或者多个用于检测缸盖的气门座以及气门导管的尺寸和几何的特征的电子测量仪11。图中所示的系统包括两个安装在支撑架2两侧上的塞规(各个塞规设有塞规接头15),一个塞规用于检测缸盖的进气门座,另一个塞规用于检测排气门座。
各个测量仪通过支撑与引导组件10连接到支撑架2,支撑与引导组件10具有三个自由度并保证低摩擦的移动以缓解测量仪11的定位。
更具体地,各个支撑与引导组件10包括三个引导件30,31,32(如图2所示)。三个引导件30,31,32设置有具有无间隙轴承的滑架并且使得组件能够在三个在图中以X,Y,X轴标识的方向移动,以便将测量仪11定位在待测气门座的上方(X和Y轴)并促使测量仪11沿平行于Z轴的竖直方向与气门座配合。
因此,引导件30,31,32使得测量仪11能够定位在倾斜台3上的任何点以便检测任何类型的缸盖的气门座以及与气门座相关联的气门导管,并且以便到达样本组17被设置的位置。
沿Z轴方向延伸的引导件32包括用于支撑测量仪11的支撑机构12,支撑机构12使得测量仪11能够自定位在气门座上方。
从图6中可以看出,支撑机构12包括垂直于引导件32的支撑板33。支撑板33限定有抵靠面42。
除了抵靠面42之外,引导与支撑组件10包括适于抵靠在抵靠面上的配合面43,它将在后文详述。
环26连接到支撑板33并且包括两部分:第一部分34被固定到支撑板33,并且第二部分35可相对于第一部分34移动。测量仪11被插入作为测量仪11本身的径向基准的环26中。
竖直方向可移动元件27(例如为图中所示的C形)可移动地连接到支撑板33并且包括适于抵靠在支撑板33的抵靠面42上的配合面43。C形元件27能够竖直地(即垂直于支撑板33)平移,即相对于支撑板33上下滑动。可使用不同的装置将C形元件27连接到支撑板33。在优选的实施方式中,C形元件通过两个连杆36连接到支撑板33,连杆36穿过C形元件27端部中的孔并且被固定到支撑板33。各个连杆36的端部具有限制C形元件的向上运动的邻接板39。测量仪11例如通过螺钉被固定到C形元件27。连杆36直接地被固定到支撑板33。作为替代,支撑板33包括限定抵靠面42的连接元件37(如图所示),C形元件27的配合面43抵靠在抵靠面42上。
显示在图中的竖直方向可移动元件27为C形,但是其同样可以具有其他形式。
根据第一种替代性的实施方式,竖直方向可移动元件27并不连接到支撑板33(通过连杆39或者任何其他元件)。在该实施方式中,竖直方向可移动元件27仅被固定到测量仪11以便配合面43抵靠在由支撑板33限定的抵靠面42上。
在优选的并且为第一种替代性的实施方式中,抵靠在支撑板33的抵靠面42上的配合面43由竖直方向可移动元件27限定。然而在第二种替代性的实施方式中,竖直方向可移动元件27可以被省略并且配合面43与测量仪11本身一体形成。因此,测量仪11的结构被适当地改进以便与测量仪11一体形成的配合面43抵靠在支撑板33的抵靠面42上。
环26的第二部分35(可移动的部分)被固定地连接到臂28。臂28的一端连接到环26,并且臂28的另一端支撑预定心销14,预定心销14具有与测量仪接头15相同的形式并且被设置为平行于测量仪接头15。预定心销14适于进入靠近(优选为邻近)待测气门的气门的气门导管以使得测量仪11可简单且安全地插入待测气门座中。臂28和预定心销14的尺寸被设置为便于预定心销14在测量仪接头15进入待测气门导管之前进入相应的气门导管以及便于臂28的用于支撑预定心销14的端部在测量仪11的接头15到达待测气门座中的检测位置以后抵靠相应的气门座。
因此,臂28和预定心销14的总长度大于测量仪接头15的总长度以引导测量仪接头15插入到待测气门中,并且臂28还作为止动件以起到阻止支撑测量仪11的支撑结构12下降的作用。
因此,预定心销14使测量仪接头15免于被测量仪11被错误插入待测的气门座以及气门导管而损坏或者影响。
手动操作杆50连接到锁定和解锁机构38以使得环26的可移动部分能够旋转180度,并由此使得连接到环26上的预定心销14能够旋转180度。这样的操作使得预定心销14能够被插入邻近(在待测气门导管的左侧或右侧)或者靠近待测气门导管的气门导管中。
沿Z轴延伸的引导件32进一步包括固定到支撑机构12的手柄13以及用于将支撑机构12从引导与支撑组件10中脱离并使得支撑机构12和测量仪11能够下降的测量仪解锁装置。
另外还设置有反重力系统(本身是公知的,没有显示或者详细描述)以控制支撑与引导组件10的下降并防止损坏测量仪11。
在根据本发明的模块化系统中使用的测量仪为已知类型的塞规并且包括用于检测气门座和气门导管的触头以及连接头(例如双联万向节),该连接头允许接头15相对于测量仪11的其他部分执行有限的移动。
加工与显示装置(以标记29标记)被连接到测量仪11以提供并且显示测量信息。
以下将描述根据本发明的模块化系统1的操作。
倾斜台3根据待测缸盖4的尺寸和布局初步地被调整以便将由气门座和与气门座相关联的待测气门导管限定的轴线与由测量仪11限定的轴线对齐。
更具体地,倾斜台3的倾斜度通过改变限位块19相对于支撑架2的基部2’的位置而调整以便限位块19的邻接面23抵靠在摇摆系统的棒40的适当的点,并且倾斜台3能够具有两个分别用于检测缸盖4的进气门座和排气门座的预定位置。
位于倾斜台3的支撑面22上的定位装置(即四个参考销24和两个定心销5以及相关联的支撑元件8)的位置也被调整以便将缸盖4相对于倾斜台3定位。
在缸盖4被定位在倾斜台3上后,操作者(通过手柄13)操纵一个测量仪11的支撑机构12并且将它移动到待测气门座上面的位置。然后操作者将支撑机构12降低直到测量仪11插入气门座中。
如上所述,进入靠近(优选为邻近)待测气门导管的气门导管的预定心销14的存在使得测量仪11位于待测气门座以及与气门座相关联的气门导管的中心。
预定心销14以及支撑预定心销14的臂28的尺寸被设置为便于预定心销14在测量仪11进入待测气门导管以前进入相邻的气门导管从而充当测量仪接头15的引导。
当测量仪11到达待测气门座中的检测位置,测量仪11停止其移动。支撑与引导组件10继续下降直到支撑预定心销14的臂28的端部抵靠在靠近(优选为邻近)待测气门座的气门座。
因此,在测量仪11与待测气门座配合的检测状态,在优选实施方式中由竖直方向可移动元件27限定的(根据一个替代性实施方式中的与测量仪11成为一体的)配合面43与支撑板33的抵靠面42互相分离以便测量仪11在沿Z轴的竖直方向大体上不受限制。值得注意的是,根据上述第一和第二种替代性的实施方式,在检测状态,测量仪11大体上在所有的方向不受限制。
更具体地,在优选的实施方式中,竖直方向可移动的C形元件27的存在使得测量仪11在其自身达到待测气门座中的测量位置时停止移动,并且使得支撑与引导组件10继续下降直到支撑预定心销14的臂28抵靠在相应的气门座。由于连杆36,C形元件27相对于支撑板33向上滑动(参考图中的方向),并且由C形元件27限定的配合面43从支撑板33的抵靠面42分离。这使得测量仪11在检测程序中仅具有一个机械的参考,即气门座。这就防止测量被任何由支撑架2或者系统的其他组件施加的力影响。
由于支撑机构12的具体结构,在各个检测程序中施加在待测气门座上的力始终相同并且是由测量仪11本身的重量施加的力,并且测量仪11相对于支撑架2在竖直方向大体上不受限制。
在优选的同样包括竖直方向可移动元件27的实施方式中,在各个检测程序中施加在待测气门座上的力明显是由测量仪11本身和竖直方向可移动元件27的重量施加的力。
然后操作者释放支撑与引导组件10并开始不在此处描述的检测程序。在检测程序中,测量仪11没有直接被手动地操作。
检测程序完成以后,操作者通过向上拉动支撑机构12将测量仪11抬出气门座,然后将测量仪11移动至下一个待测气门座和气门导管的上方。
此处描述的模块化系统包括两个测量仪和相关联的支撑与引导组件以及样本组。这些组件的数量可以不同并且系统结构可相应地被修改。
值得注意的是,倾斜台3与支撑架2(包括摇摆系统6)的具体连接允许待测气门座(进气门座和排气门座)可替代地为沿彼此靠近的方向对齐,以便测量仪11的引导与支撑组件10在Y方向上执行非常有限的移动以允许提供更快更容易的检查操作。
Claims (18)
1.一种用于检测内燃机的缸盖中的气门座以及与气门座相关联的气门导管的模块化系统(1),该模块化系统包括:
支撑架(2);
具有接头(15)的电子测量仪(11),该电子测量仪(11)用于检测待测气门座以及待测气门导管的尺寸和几何特征;
具有三个自由度的引导与支撑组件(10),该引导与支撑组件(10)可移动地连接所述支撑架(2)并且支撑所述电子测量仪(11),所述引导与支撑组件(10)适于将所述电子测量仪(11)定位在待测气门座上并且促使该电子测量仪(11)与所述待测气门座沿竖直方向配合;
连接到所述引导与支撑组件(10)的预定心销(14),该预定心销(14)适于通过进入靠近待测气门座和待测气门导管的气门座和气门导管而将所述电子测量仪(11)引导进入待测气门座和待测气门导管,其特征在于,
所述引导与支撑组件(10)包括抵靠面(42)和与所述电子测量仪(11)一体的配合面(43),该配合面(43)抵靠在所述抵靠面(42)上,在所述电子测量仪(11)与待测气门座配合的检测状态中,与所述电子测量仪(11)一体的所述配合面(43)和所述抵靠面(42)适于互相分离以便所述电子测量仪(11)至少在所述竖直方向大体不受限制。
2.根据权利要求1所述的模块化系统(1),其中,所述引导与支撑组件(10)包括具有支撑板(33)的支撑机构(12),该支撑板(33)限定有所述抵靠面(42)。
3.根据权利要求2所述的模块化系统(1),其中,所述支撑机构(12)包括竖直方向可移动元件(27),该竖直方向可移动元件(27)连接到所述电子测量仪(11)并且包括所述配合面(43)。
4.根据权利要求3所述的模块化系统(1),其中,所述竖直方向可移动元件(27)连接到所述支撑板(33)。
5.根据权利要求4所述的模块化系统(1),其中,所述竖直方向可移动元件(27)为C形并且通过连杆(36)连接到所述支撑板(33),所述连杆(36)穿过所述竖直方向可移动元件(27)端部中的孔。
6.根据权利要求2所述的模块化系统(1),其中,所述支撑板(33)还包括连接元件(37),所述抵靠面(42)由所述连接元件(37)限定。
7.根据权利要求2-6中任意一项所述的模块化系统(1),其中,所述支撑机构(12)还包括具有第一部分(34)和第二部分(35)的环(26),所述第一部分(34)固定到所述支撑板(33),所述第二部分(35)可相对于所述第一部分(34)移动,所述电子测量仪(11)被插入作为所述电子测量仪(11)的径向基准的所述环(26)中。
8.根据权利要求7所述的模块化系统(1),其中,所述预定心销(14)通过臂(28)连接到所述环(26)的所述第二部分(35)。
9.根据权利要求8所述的模块化系统(1),其中,所述臂(28)和所述预定心销(14)的尺寸被设置为便于所述预定心销(14)在所述电子测量仪(11)的所述接头(15)进入待测气门导管之前进入靠近待测气门导管的气门导管中,并且便于支撑所述预定心销(14)的所述臂(28)在所述电子测量仪(11)的所述接头(15)到达待测气门座中的检测位置后抵靠在靠近待测气门座的气门座。
10.根据权利要求8所述的模块化系统(1),其中,手动操作杆(50)连接到锁定和解锁机构(38)以使得所述环(26)的所述第二部分(35)能够旋转180度,并由此使得连接到所述环(26)上的所述预定心销(14)能够旋转180度。
11.根据权利要求1-6中任意一项所述的模块化系统(1),其中,所述引导与支撑组件(10)包括三个引导件(30,31,32),三个所述引导件(30,31,32)使得所述引导与支撑组件(10)能够在三个方向上移动。
12.根据权利要求1-6中任意一项所述的模块化系统(1),其中,用于装载并且定位缸盖(4)的倾斜台(3)连接到所述支撑架(2),所述倾斜台(3)包括摇摆系统(6)以将由待测气门座以及与待测气门座相关联的待测气门导管限定的轴线与由所述电子测量仪(11)限定的轴线对齐。
13.根据权利要求12所述的模块化系统(1),其中,所述倾斜台(3)能够具有两个固定位置。
14.根据权利要求12所述的模块化系统(1),其中,所述摇摆系统(6)包括用于限制所述倾斜台(3)的倾斜度的限制机构(21),该限制机构(21)包括以可拆卸的方式连接到所述支撑架(2)的基部(2’)的限位块(19),所述倾斜台(3)的倾斜度通过改变所述限位块(19)相对于所述基部(2’)的位置而调整。
15.根据权利要求12所述的模块化系统(1),其中,所述倾斜台(3)包括用于相对于所述倾斜台(3)定位所述缸盖(4)的定位装置(5,24,25),所述定位装置包括参考销(24)和定心销(5)并且以可拆卸的方式连接到所述倾斜台(3)。
16.根据权利要求15所述的模块化系统(1),其中,所述倾斜台(3)包括凹槽(7),所述定位装置(5,24,25)连接到所述倾斜台(3)的所述凹槽(7)。
17.一种用于检测内燃机的缸盖中的气门座以及与气门座相关联的气门导管的模块化系统(1),该模块化系统包括:
支撑架(2);
具有接头(15)的电子测量仪(11),该电子测量仪(11)用于检测待测气门座以及待测气门导管的尺寸和几何公差;
具有三个自由度的引导与支撑组件(10),该引导与支撑组件(10)可移动地连接所述支撑架(2)并且支撑所述电子测量仪(11),所述引导与支撑组件(10)适于将所述电子测量仪(11)定位在待测气门座上并且促使该电子测量仪(11)与所述待测气门座沿竖直方向配合;
连接到所述引导与支撑组件(10)的预定心销(14),该预定心销(14)适于通过进入靠近待测气门座和待测气门导管的气门座和气门导管而将所述电子测量仪(11)引导进入所述待测气门座和待测气门导管,其特征在于,
所述引导与支撑组件(10)包括抵靠面(42)和与所述电子测量仪(11)一体的配合面(43),该配合面(43)抵靠在所述抵靠面(42)上,在所述电子测量仪(11)与待测气门座配合的检测状态中,与所述电子测量仪(11)一体的所述配合面(43)和所述抵靠面(42)适于互相分离以便所述电子测量仪(11)至少在所述竖直方向大体不受限制,并且
所述模块化系统(1)还包括用于装载并且定位缸盖(4)的倾斜台(3),所述倾斜台(3)包括摇摆系统(6)以将由待测气门座以及与待测气门座相关联的待测气门导管限定的轴线与由所述电子测量仪(11)限定的轴线对齐。
18.根据权利要求17所述的模块化系统(1),其中,所述倾斜台(3)的所述摇摆系统(6)包括以可拆卸的方式连接到所述支撑架(2)的基部(2’)的限位块(19),所述倾斜台(3)的倾斜度通过改变所述限位块(19)相对于所述基部(2’)的位置而调整。
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