CN107039811B - 用于电磁线圈的连接器 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种用于与卷绕在支撑元件(10)上的电磁线圈(B)连接的连接器(1)。实现了线圈(B)的电磁电缆(C)由绝缘层覆盖。连接器包括弹性弹簧触头元件(1、100、200、50)，其由导电材料制成，并且在静止状态下趋于返回到闭合状态。在连接器插入在支撑元件(10)上期间，弹簧触头元件(1、100、200、50)保持在打开状态。此外，弹簧触头元件(1、100、200、50)在其内壁上包括用于切割到绝缘层中的切割元件(1d、100d、200d、52e)。最后，提供了止挡装置以防止弹簧触头元件以大于一给定量闭合。在闭合阶段结束时，弹簧触头元件(1、100、200、50)执行机械保持功能且同时在支撑元件(10)和电磁线圈(B)之间形成电接触。

Description

用于电磁线圈的连接器
技术领域
本发明涉及一种用于连接到电磁线圈的电连接器。
更详细地，本发明涉及用于一种点火线圈的连接器，其替代内燃机中的点火火花塞。因此，这种连接器被设计成嵌入发动机缸盖中并且承受应力、振动和高温。
背景技术
目前，实现线圈的电磁电缆与其所缠绕的支撑元件的连接是在覆盖电缆的绝缘漆层已被部分地去除之后通过焊接来执行。
然而，迄今为止这种技术由于电缆尺寸越来越小(厚度为大约0.046mm)而具有一系列缺点，并且如果电缆未被正确焊接，则可能导致电缆发生火灾或不进行电接触。
此外，考虑到严格的使用条件，机械应力(例如，强烈的振动)可能导致焊缝断裂，从而中断电连接。
趋势是进一步减小电缆的横截面，以便增大构成线圈的匝数。
因此，需要发现一种用于通过连接器产生点火线圈和支撑元件之间的接触的替代技术方案，使得上述问题能够得以克服。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有相对简单且低成本结构的连接器，其使得连接器甚至可以在最严苛的应用中使用。
为了实现这些和另外的目的，本发明涉及一种用于与卷绕在支撑元件上的电磁线圈连接的连接器，其中实现所述线圈的电磁电缆由绝缘层覆盖；所述连接器包括弹性弹簧触头元件，所述弹性弹簧触头元件由导电材料制成并且在静止状态下趋于返回到接通状态；所述弹簧触头元件在连接器插入在支撑元件上期间被保持在打开状态，并且在内壁上包括用于切割到所述绝缘层中的切割元件；另外提供有止挡装置，用以防止弹簧触头元件以大于一给定量闭合；所述连接器适形为使得，在闭合阶段结束时，所述弹簧触头元件执行机械保持功能并且同时在支撑元件和电磁线圈之间建立电接触。
所述连接器在插入到支撑元件上之前被手动地或者借助于合适工具保持在所述打开状态，所述合适工具将所述弹簧触头元件置于所述打开状态并保持其打开直到插入操作结束时，从而在插入期间防止所述切割元件接触所述电磁线圈。
优选地，所述弹性弹簧触头元件通过切割和弯曲板材金属(sheet metal)的片料(plate)获得。
所述切割元件通过变形或者铣削或者拉削(broaching)实现。
在第一实施例中，所述弹簧触头元件具有基本上U形构造并且包括连接部分，两个相对的(opposite)且间隔开成形的保持件臂从所述连接部分经由所述连接部分彼此连接地延伸。每个臂具有朝向另一臂凸出的中央部分，以减小所述成形的臂之间的距离，从而限定与支撑元件接触的部分。所述切割元件布置在所述中央部分的内壁中的至少一个上。
在变型例中，也可以提供适于安装到弹簧触头元件上且具有包括连接部分的基本上U形构造的另外的弹簧体，两个C形的保持件臂从该连接部分延伸。在安装在弹簧触头元件上的状态下，这些C形臂的自由端部与所述中央部分的外壁接合，以便施加适于将弹簧触头元件保持在闭合状态的另外的力。
在替代实施例中，所述弹性弹簧触头元件包括基壁，两个支撑臂从所述基壁正交地延伸，两个弯折的且成形的保持舌片从所述支撑臂分支并且在与所述基壁的平面正交的平面中延伸，其中所述切割元件布置在所述保持舌片的所述内壁上，并且所述构造允许获得对所述保持舌片的预加载，以便确保所述弹簧触头元件闭合在所述支撑元件上。
在另一替代实施例中，所述弹性弹簧触头元件包括连接部分，两个纵向臂从所述连接部分延伸，其中所述臂在竖直地交错、并且具有与所述连接部分的宽度相等的竖直总体尺寸，从而在所述弹簧触头元件的闭合状态中，所述臂部分地重叠。每个纵向臂具有基本上平坦的中央部分和以S形状弯曲且相对于所述中央部分的轴线以径向方式延伸的端部部分，其中所述切割元件设置在所述中央部分的内壁中的至少一个上。
优选地，所述切割元件是在所述弹簧触头元件的纵向方向上或者在所述弹簧触头元件的正交方向上延伸的平行的刀片部，并且所述切割元件通过允许获得极其锋利的轮廓的拉削技术形成。但是，切割元件也可以通过变形或者铣削制成。
附图说明
本发明的其它特征和优点将参照附图根据以下的描述变得清楚，附图仅通过非限制性示例提供，其中：
图1示出了根据本发明的连接器的一个实施例；
图2示出了根据本发明的连接器的替代实施例；
图3示出了根据本发明的连接器的变型实施例；
图4示出了根据本发明的连接器的另一实施例；
图5至图8示出了用于将连接器定位在缠绕到支撑元件上的线圈上的操作的各个步骤；
图9至图11示出了用于将其第二实施例中的连接器与线圈联接的操作的不同步骤；
图12至图15示出了在第三实施例的情况下用于将连接器组装在线圈上的操作的不同步骤。
具体实施方式
为了更深入地理解实施例的目的，以下描述例示了各种具体细节。这些实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下，或者使用其他方法、部件、材料等来实现。在其它情况下，未详细示出或描述已知的结构、构造细节、材料或操作，因为它们可以以任何已知的方式执行，并且也是因为它们本身没有落入本发明的范围内。
在图1中，附图标记1用于表示连接器，该连接器在第一实施例中具有弹性弹簧的形式。
图1的a)图中示出了在插入到线圈B上(见图5)之前的处于闭合状态的连接器1。该连接器被示出组装在热塑性材料的本体或块内，这有助于对其进行处理。
电磁线圈B卷绕在支撑元件10上。线圈B由多个匝b1形成(例如，参见图5的a)图。实现线圈B的电磁电缆C是由绝缘层覆盖的导电电缆。
优选地，连接器1通过切割和弯曲板材金属的片料而获得。
特别地，在该实施例中，连接器1由弹簧触头元件形成，该弹簧触头元件具有包括连接部分1a的基本上U形构造，两个相对的且间隔开成形的保持件臂1b从连接部分1a延伸并且经由连接部分1a连接到彼此。
特别地，每个臂1b具有朝向另一臂凸出的中央部分1c，以减小两个臂1b之间的距离，从而限定与线圈接触的部分。
此外，臂1b的端部部分1b1向外稍微拱起，以便于手动地移开臂1b的操作，从而为操作者限定一个抓握部。
在内壁上提供有切割元件或刀(knives)1d(参见图1的c)图)。特别地，所述切割元件是例如通过拉削工艺获得的纵向肋1d。特别参考图1的c)图，纵向肋1d形成在中央部分1c的内壁上。
在插入到线圈B的支撑元件10上之前，连接器1必须处于其打开状态。该操作可以手动地或借助于合适的工具来执行。重要的是使弹性弹簧形式的连接器1进入打开状态，并保持弹性弹簧形式的连接器1打开直到插入操作的终了，从而在插入期间防止切割元件1d与电磁线圈的匝接触。
在一些实施例中，可以提供其中可以插入连接器1的本体2和用于使所述连接器1进入打开状态的工具3。
图1的b)图、图1的c)图和图1的d)中分别图示出了被组装在所述本体2内的连接器1的组装的不同步骤，所述本体2具有用于在闭合状态及打开状态中接收连接器1的承座2a和适于使连接器1进入其打开状态的工具3(图1的d)图)。
本体2在它的承座2a内接收连接器1，并且承座2a适形，以便留出用于完全打开连接器1的必要空间。
图1的c)图中示出了在将工具3插入到本体2上的步骤结束时的连接器。特别地，由于工具3插入到本体2上，弹簧的两个臂1b已经离开彼此移动，以便于连接器1插入到线圈上。
连接部分1a具有相对于臂1b的尺寸减小的纵向尺寸。特别地，连接器1具有与连接部1a径向相对设置的两个承座1e，其中这些承座适于允许设置在工具3上的销3e穿过。本体2还具有在形成在本体2的上壁2d上的对应位置中的两个承座2e。
工具3插入到本体2上并且沿Z方向向下滑动以使连接器1打开。特别地，工具3具有箱形，并且包括上壁3a和两个侧壁3b。在由壁3a、3b限定的空间内，两个销状元件3e向下延伸并且适于在承座1e、2e中滑动并且使得连接器1打开。
特别地，所述销3e的自由端部3c具有渐缩形状，并与连接部分1g接合，所述连接部分1g将连接部分1a连接到臂1b的中央部分1c，并使它们移动离开彼此(参见图2的d)图)。销3e的厚度使得臂1b的端部部分1b1彼此离开足够的量，使得在插入到支撑元件10上期间，切割元件1d不与线圈B的匝b1接触。
在将连接器1插入到线圈B的支撑元件10上之后，移除工具3，并且闭合到支撑元件10上的弹簧触头元件1执行保持功能，并且在支撑元件10和电磁线圈B之间形成电接触。
特别地，切割元件1d切入电磁电缆的绝缘层，并与内部的连接器接触。以这种方式，支撑元件10通过由导电材料制成的弹性弹簧形式的连接器1与线圈B接触。电流因此流入线圈B，并且经由切割元件1d流入与支撑元件10电接触的弹性弹簧形式的连接器1，从而接通电路。
处于静止状态的、呈由导电材料制成的弹性弹簧形式的连接器1倾向于返回到闭合状态(如图1的a)图中所示)。因此，一旦由销3施加的应力结束，则保持件臂1b被带回到闭合状态(即，它们朝向彼此移动)并且与线圈B接触。
如前所述，在将连接器1插入到支撑元件10上期间，弹性弹簧形式的连接器1保持在打开状态。为了确保连接器不会闭合太多、并且不会剪切形成线圈B的电缆b1，设置有止挡装置，以便防止弹簧触头元件1以超过一给定量闭合。
特别地，例如弹性弹簧形式的连接器1的连接部分1g与线圈B的支撑元件10接触，并且防止连接器1进一步闭合。否则，弹性弹簧形式的连接器1的连接部分1g相对于中央部分1c的内壁进一步突出，并将弹性弹簧形式的连接器1锁定到支撑元件10上。参考图7，可以为每个臂1b提供一对连接部分1g，用以限定在其中安放整个线圈B的凹槽。
在闭合操作结束时，弹簧接触元件1执行将电缆B的绕组机械地保持在支撑元件10上的功能，并且同时在支撑元件10和电缆B的绕组之间建立电接触。
图2示出了替代实施例。特别地，弹簧触头元件1是相同的，但是为了保证更好的抓握，还提供了另一弹簧体4，该弹簧体4也通过切割和弯曲板材金属元件而获得。
弹簧元件4适于装配到弹簧触头元件1上。弹簧元件4还具有包括连接部分4a的基本上U形构造，两个C形臂4b从该连接部分延伸。
以与连接器1完全相同的方式，在弹簧元件4中，连接部分4a同样相对于臂4b的尺寸具有减小的纵向尺寸。事实上，提供了相对于连接部4a径向相对地布置的两个承座4e，所述两个承座4e适于允许设置在工具3上的销3e穿过。
在组装在弹簧触头元件1上的状态下，弹簧元件4具有C形臂的自由端部4b1，所述自由端部4b1与臂1b的中央部分1c的外壁接合用于施加另外的力，所述另外的力适于将弹簧触头元件1保持处于闭合状态。
特别地，弹簧元件4插入在弹性弹簧形式的连接器1的顶部上，并且因此组装的两个元件插入与图1的本体2相类似的本体20中。本体20具有承座20a以用于接收处于闭合状态的两个元件。承座20a被适形以允许弹性弹簧形式的连接器1在插入到支撑元件10上之前打开。
在本示例下，还提供了工具30(其形状基本上类似于元件3的形状)，工具30在组装在本体20上的状态下将弹性弹簧形式的连接器1与安装在其上的弹簧元件4置于它们的打开位置，准备用于插入在支撑元件10上。
在由元件1和4形成的连接器到支撑元件10上的插入结束时，工具30被移除，并且弹簧触头元件1通过闭合到支撑元件10上执行保持功能，并且在支撑元件10和电磁线圈B之间建立电接触。弹簧元件4用作用于防止弹簧触头元件1由于经受振动而会与线圈B失去接触的另一安全性。
图3A示出了弹簧接触元件100的不同实施例。在本示例中，提供两个元件100和400，这两个元件在图3A中被示出为处于联接状态，并且在图3A的b)图中和图3A的c)图中被分开地示出。
在本示例中，弹性弹簧触头元件100包括基壁100a，两个支撑臂100b从该基壁正交地延伸，两个弯折和成形的保持舌片100c从壁100a分支并且在与基壁100a的平面正交的平面中延伸。特别地，弹簧元件100通过切割和弯曲板材金属的片料而获得，其中保持舌片100c位于相对于包含基壁100a的平面正交的平面中。
弹簧元件100的构造允许获得对舌片100c的预加载，以便确保弹簧触头元件100在支撑元件10上的闭合。
在本示例中，切割元件100d设置在舌片100c的内壁上。
如在先前描述的实施例中，在这里也提供了另一弹簧体400，该弹簧体400通过切割和弯曲板材金属的片料而获得。
弹簧体400适于装配到弹簧触头元件100上，并且具有一构造使得在组装在弹簧触头元件100上的状态下，弹簧体400具有从两个横向基壁400a延伸的两个相对的且间隔开的舌片400b。舌片400b的端部部分400c向内弯曲，以通过作用在舌片100c上而施加适于保持弹簧触头元件100处于闭合状态的另外的力。此外，弹簧体400包括两个舌片400d，所述两个舌片400d弯曲以形成与支撑臂100b接触并支承在支撑臂100b上的托架。这些托架从横向基壁400a沿相反方向延伸到两个保持舌片400b。
在本示例中，另外提供有工具300，用于使弹簧元件100的舌片100c处于打开状态，以便于将连接器插入到线圈B的支撑元件10上。
在本示例中，工具具有三个本体300a、300b和300c，所述三个本体适于由部件100、400形成的连接器的几何结构。
特别地，元件300a具有对元件300b进行引导和支撑的功能。在组装期间，元件300a设置在组装后的连接器100、400上，并且具有形成在本体300a2中为大致C形构造的引导槽300a1。元件300b具有适于插入并在凹槽300a1内滑动的后壁300b1。具有比壁300b1小的尺寸的箱形本体300b2从壁延伸。箱形本体300b2具有在其中安放元件300c的接收口300b3。元件300c由T形握持部分300c1形成，销300c2从T形握持部分300c1延伸并且被接收在接收口300b3中。箱形本体300b2具有两个渐缩端部300b4，这有助于其插入由元件100、400形成的连接器1中。
在图3B中示出图3A所示的实施例的变型例。
在本示例中，连接器也由弹性弹簧触头元件200(参见图3B的b)图)组成，在本示例中，弹簧触头元件200包括基壁200a，两个支撑臂200b从该基壁正交地延伸，两个弯折和成形的保持舌片200c从支撑臂分支并且在与基壁200a的平面正交的平面中延伸。在本示例中，弹簧元件200也可以通过切割和弯曲板材金属的片料而获得，其中保持舌片200c位于相对于包含底壁200a的平面正交的平面中。在本示例中，舌片200c的端部部分是径向的，以便于插入工具UT，用于在插入到支撑元件10上之前使弹簧打开。
切割元件200d可以不在保持舌片200c的内壁上。
如在先前描述的实施例中，在这里也设置有通过切割和弯曲板材金属元件而获得的另一弹簧体210。
弹簧体210适于装配在弹簧触头元件200上并且具有一构造使得在组装在弹簧接触元件200上的状态下，弹簧体210具有从两个横向基壁210a延伸的两个相对的且间隔开的舌片210b。
在图3B的c)图中，能够看到连接器1，其中部件200、210被组装。
在本示例中，组装的连接器1被设计为如图3B的d)图中所示插入到支撑本体10上，即保持舌片200c向上设置，使得在插入在支撑元件10上期间，它们最后到达支撑元件10。
该实施例允许连接器的“头部向下”插入，即其中执行机械保持功能并且同时在支撑元件10和电磁线圈B之间建立电接触的部分相对于附图位于顶部上。
图4中示出了另一实施例。在本示例中，弹性弹簧形式的连接器1包括连接部分50，两个纵向臂52从该连接部分延伸。纵向臂52竖直地交错，并且具有与连接部分50的宽度相等的竖直总体尺寸。
因此，在弹性弹簧形式的连接器1的闭合状态下，它们部分地重叠。
此外，每个纵向臂52具有基本上平坦的中央部分52c，和相对于中央部分52c的轴线A在径向上上延伸的S形弯曲端部部分52d。
在所示的实施例中，切割元件52e仅设置在中央部分52c的内壁中的一个上。
在本示例中，也提供有用于在插入到支撑元件10上期间保持连接器打开的工具。在本示例中，工具具有元件60和用于将两个臂52背离彼此移动的两个楔形块62、64。
图5至图8示出了用于将连接器定位在缠绕到支撑元件10上的线圈B上的操作的各个步骤。
在图5的a)图中，连接器1处于被安放在本体20中的状态下并处于由工具30确定的打开状态下。在这一附图中，连接器仍然与支撑元件10分离。
图5的b)图中示出了后续步骤，其中连接器被支承在支撑元件10上。连接器的臂1b处于它们的打开状态。
图6的b)图中示出了最终步骤，其中工具30已经从本体20移除，并且连接器的臂1b已经进入闭合状态，而产生与线圈B的接触。弹簧4确保连接器保持在闭合位置。
图9至图11示出了用于将其第二实施例100、400中的连接器与线圈B联接的操作的不同步骤。
特别地，图9的d)图中示出了连接器处于其打开状态准备好插入到线圈B上。
示出了将保持舌片100c保持为间隔开的工具的渐缩部分300b4。
另一方面，图12至图15示出了在第三实施例的情况下用于将连接器组装在线圈B上的操作的不同步骤。
图12的d)图中示出了由元件60、62和64引起的处于打开状态的连接器50。
另一方面，图14示出了用于移除由元件60、62和64形成的工具的步骤。图15示出了在与线圈B联接的状态下的连接器50。
在所示的实施例中，连接器50仅在两个臂52中的一个上具有切割元件，例如在该实施例中，它们在较长臂上，但不是必须的，因为它们能够很容易地设置在较短臂上。另外，可以设想两个臂均配备有切割元件。
优选地，迄今为止描述的切割元件是平行的刀片部，所述平行的刀片部在与弹簧触头元件1、100和50的纵向方向正交的方向上延伸，并且通过允许获得非常锋利的轮廓的拉削技术形成。替代地，它们能够通过材料的铣削或者塑性变形(即，通过模具成型)获得。
显然，在不改变本发明的原理的情况下，结构细节和实施例可以相对于仅作为示例描述和图示的而有很大变化，但不会因此脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种连接器(1)，用于与卷绕在支撑元件(10)上的电磁线圈(B)连接，其中实现所述线圈(B)的电磁电缆(C)由绝缘层覆盖，所述连接器包括弹性弹簧触头元件(100、200、50)，所述弹性弹簧触头元件由导电材料制成、并且在静止状态下趋于返回到闭合状态，其中在所述连接器插入到所述支撑元件(10)上期间，所述弹簧触头元件(100、200、50)被保持在打开状态，其中所述弹簧触头元件(100、200、50)在其内壁上包括用于切割到所述绝缘层中的切割元件(1d、100d、200d、52e)，其中设置有止挡装置以阻止所述弹簧触头元件以大于一给定量闭合，并且其中在闭合阶段结束时，所述弹簧触头元件(100、200、50)执行机械保持功能、并且同时在所述支撑元件(10)和所述电磁线圈(B)之间形成电接触。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述连接器在插入到所述支撑元件(10)上之前被手动地或者借助于合适工具(30、300、UT、60、62、64)保持在打开状态，所述合适工具将所述弹簧触头元件置于所述打开状态、并且保持所述弹簧触头元件打开直至所述插入操作结束时，从而在插入期间防止所述切割元件(1d、100d、200d、52e)接触所述电磁线圈(B)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的连接器，其中，所述弹性弹簧触头元件通过切割和弯曲板材金属的片料而获得。
4.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述弹簧触头元件具有包括连接部分(1a)的基本上U形构造，两个相对且间隔开成形的保持件臂(1b)从所述连接部分延伸、并且经由所述连接部分(1a)彼此连接，其中每个保持件臂(1b)具有朝向另一保持件臂凸出的中央部分(1c)以减小所述成形的保持件臂(1b)之间的距离，从而限定与所述支撑元件(10)相接触的部分，其中所述切割元件(1d、100d、200d、52e)布置在所述中央部分(1c)的所述内壁中的至少一个上。
5.根据权利要求4所述的连接器，还包括通过切割和弯曲板材金属元件获得的另外的弹簧体(4)，所述另外的弹簧体适于安装到所述弹簧触头元件上、并且具有包括连接部分(4a)的基本上U形构造，两个C形的保持件臂(4b)从所述另外的弹簧体的连接部分(4a)延伸，其中在安装在所述弹簧触头元件上的状态下，所述C形的保持件臂的自由端部(4b1)与所述中央部分(1c)的外壁形成接合，从而施加适于将所述弹簧触头元件保持在所述闭合状态下的另外的力。
6.根据权利要求4或5所述的连接器，其中，提供了具有承座(2a)的本体(2、20)及工具(3、30)，所述承座适于接收处于所述闭合状态的所述连接器，所述工具适于将所述连接器置于所述打开状态，其中在所述连接器插入在所述支撑元件(10)上的操作结束时，所述工具(3、30)被移除，并且闭合在所述支撑元件(10)上的所述弹簧触头元件执行所述保持功能、并且在所述支撑元件(10)和所述电磁线圈(B)之间建立所述电接触。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的连接器，其中，所述弹性弹簧触头元件包括基壁(100a)，两个支撑臂(100b)从所述基壁正交地延伸，两个弯折的且成形的保持舌片(100c)从所述支撑臂(100b)分支、并且在与所述基壁(100a)的平面正交的平面中延伸，其中所述切割元件(100d)布置在所述保持舌片(100c)的所述内壁上，并且这一构造允许获得对所述保持舌片(100c)的预加载，以便确保所述弹簧触头元件闭合在所述支撑元件(10)上。
8.根据权利要求7所述的连接器，其中，提供了通过切割和弯曲板材金属元件获得的另外的弹簧体(400)，所述另外的弹簧体适于安装在所述弹簧触头元件上、并且具有一构造，使得在安装在所述弹簧触头元件上的状态下，所述另外的弹簧体具有两个相对的且间隔开的保持舌片(400c)，所述另外的弹簧体的保持舌片的端部部分被弯折以施加附加力，所述附加力适于通过作用于所述弹簧触头元件的保持舌片(100c)上而将所述弹簧触头元件保持在所述闭合状态。
9.根据前述权利要求1或权利要求2所述的连接器，其中，所述弹性弹簧触头元件包括连接部分(50)，两个纵向臂(52)从所述连接部分(50)延伸，其中所述纵向臂(52)竖直地交错、并且具有与所述连接部分的宽度相等的竖直总体尺寸，从而在所述弹簧触头元件的闭合状态中，所述纵向臂(52)部分地重叠，其中每个纵向臂具有基本上平坦的中央部分、和以S形状弯曲且相对于所述中央部分的轴线以径向方式延伸的端部部分，其中所述切割元件设置在所述中央部分的内壁中的至少一个上。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的连接器，其中，所述切割元件(1d、100d、200d、52e)是在所述弹簧触头元件的纵向方向上或者在所述弹簧触头元件的正交方向上延伸的平行的刀片部，并且所述切割元件通过允许获得极其锋利的轮廓的拉削或者铣削或者塑性材料变形技术而形成。
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