CN113983057A - 一种不脱出螺钉组件及盖板紧固结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不脱出螺钉组件及盖板紧固结构，不脱出螺钉组件包括环槽螺钉和卡簧，环槽螺钉包括环槽螺钉螺纹段、环槽段和孔配合段，环槽螺钉螺纹段用于与连接基体螺纹连接，孔配合段用于螺钉穿孔间隙配合，环槽段包括环槽，卡簧处于环槽内；卡簧包括套装环和挡止环片，挡止环片外边缘设有多个弹片；环槽包括后挡止面，后挡止面用于与挡止环片前后挡止；挡止环片的外径不小于后挡止面外径，且挡止环片的外径不大于孔配合段外径；弹片变形前后端与环槽段中心线的距离大于孔配合段的外径，以防止环槽螺钉自前向后脱出螺钉穿孔。本发明的不脱出螺钉组件在使用时不需要在盖板上加工内螺纹，解决了现有的不脱出螺钉的适用范围较小问题。

Description

一种不脱出螺钉组件及盖板紧固结构

技术领域

本发明涉及一种不脱出螺钉组件及盖板紧固结构，属于航空航天用紧固件领域。

背景技术

不脱出螺钉在航空航天领域中应用广泛，多用于需要经常拆卸的盖板等部位，在拆卸盖板时，不脱出螺钉与盖板始终连接在一起，方便重新将盖板安装到需要连接的基体上。同时又可以防止拆卸盖板时，螺钉丢失或掉落到机舱内导致质量事故。因此，不脱出螺钉在航空航天领域中的作用尤为重要。

现有的不脱出螺钉如图1所示，现有的不脱出螺钉包括螺钉头6和螺钉杆5，螺钉杆5包括防脱螺纹段和连接螺纹段，连接螺纹段用于与连接基体1连接，防脱螺纹段用于与盖板2连接，相对应地，盖板2上的螺钉穿孔7加工有与防脱螺纹段相匹配的内螺纹。使用不脱出螺钉时，将不脱出螺钉的防脱螺纹段与盖板2螺纹连接，再将不脱出螺钉旋拧在连接基体1上，以实现盖板2与连接基体1的连接。

由于现有的不脱出螺钉需要在盖板上加工内螺纹，当盖板厚度较薄时，内螺纹不易加工；当盖板为碳纤维复合材料盖板时，加工内螺纹难度大，且螺纹表面质量差影响材料结构强度。因此现有的不脱出螺钉无法适用在不加工内螺纹孔的盖板上，存在适用范围小的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不脱出螺钉组件，用以解决现有的不脱出螺钉的适用范围较小的问题。本发明还提供了一种包括上述不脱出螺钉组件的盖板紧固结构。

为实现上述目的，本发明所提供的不脱出螺钉组件的技术方案是：

不脱出螺钉组件包括环槽螺钉和卡簧，环槽螺钉包括环槽螺钉螺纹段、环槽段和孔配合段，环槽螺钉螺纹段用于与连接基体螺纹连接，孔配合段用于与盖板上的螺钉穿孔间隙配合，环槽段用于安装卡簧；环槽段包括环槽，卡簧处于环槽内；卡簧包括沿环槽螺钉轴向延伸的套装环和处于套装环一端的挡止环片，挡止环片沿环槽螺钉的径向延伸，挡止环片外边缘设有多个弹片，弹片自前向后逐渐远离挡止环片；环槽的后侧槽壁面包括沿环槽螺钉径向延伸的后挡止面，后挡止面用于与挡止环片前后挡止，环槽的前侧槽壁面包括前挡止面，前挡止面用于与套装环前后挡止；挡止环片的外径不小于后挡止面外径，且挡止环片的外径不大于孔配合段外径；且挡止环片与后挡止面挡止配合时，弹片能够完全缩回环槽内；弹片变形前后端与环槽段中心线的距离大于孔配合段的外径，以防止环槽螺钉自前向后脱出螺钉穿孔。

有益效果：本发明的不脱出螺钉组件在使用时先将卡簧套装在环槽螺钉上，环槽的前后挡止面使得卡簧不易从环槽中脱出，再将环槽螺钉连带卡簧穿过盖板上的螺钉穿孔，使环槽螺钉的环槽螺钉螺纹段与连接基体螺纹连接。由于弹片具有弹性，弹片在经过螺钉穿孔时会被螺钉穿孔的孔壁顶压回环槽内，弹片在穿过螺钉穿孔后会恢复原状，由于弹片变形前后端与环槽段中心线的距离大于孔配合段的外径，卡簧向后运动时会与盖板挡止，使得环槽螺钉在穿过盖板上的螺钉穿孔后不易与盖板脱离。本发明的不脱出螺钉组件在使用时不需要在盖板上加工内螺纹，解决了现有的不脱出螺钉的适用范围较小问题。

进一步地，环槽的后侧槽壁面还包括锥面，所述锥面连接后挡止面和孔配合段的外周面。

有益效果：挡止环片与后挡止面挡止配合时，采用锥面这种结构形式能够确保弹片能够完全缩回环槽内的同时，结构较为简单，加工较为方便。另外，锥面的设置能够减少环槽处的应力集中，环槽螺钉的结构强度较高。

进一步地，环槽的前侧槽壁面为沿环槽螺钉径向延伸的竖直平面，所述竖直平面为前挡止面。

有益效果：前侧槽壁面采用这种结构形式结构较为简单，加工较为方便。

进一步地，所述卡簧由条带折弯成型，且条带两端具有重叠区。

有益效果：卡簧具有重叠区，使得卡簧不易沿环槽螺钉的径向与环槽螺钉脱离。

进一步地，弹片由梯形片弯折而成。

有益效果：采用这种结构形式的弹片，结构简单，加工方便。

为实现上述目的，本发明所提供的盖板紧固结构的技术方案是：

盖板紧固结构包括盖板、连接基体和不脱出螺钉组件，盖板上设有螺钉穿孔，连接基体上设有连接孔，连接孔包括连接孔螺纹段和卡簧避让段，卡簧避让段外径大于螺钉穿孔直径；不脱出螺钉组件包括环槽螺钉和卡簧，环槽螺钉包括环槽螺钉螺纹段、环槽段和孔配合段，连接孔螺纹段与环槽螺钉螺纹段螺纹连接，孔配合段与螺钉穿孔间隙配合，环槽段用于安装卡簧；环槽段包括环槽，卡簧处于环槽内；卡簧包括沿环槽螺钉轴向延伸的套装环和处于套装环一端的挡止环片，挡止环片沿环槽螺钉的径向延伸，挡止环片外边缘设有多个弹片，弹片自前向后逐渐远离挡止环片；环槽的后侧槽壁面包括沿环槽螺钉径向延伸的后挡止面，后挡止面用于与挡止环片前后挡止，环槽的前侧槽壁面包括前挡止面，前挡止面用于与套装环前后挡止；挡止环片的外径不小于后挡止面外径，且挡止环片的外径不大于孔配合段外径；且挡止环片与后挡止面挡止配合时，弹片能够完全缩回环槽内；弹片变形前后端与环槽段中心线的距离大于孔配合段的外径，以防止环槽螺钉自前向后脱出螺钉穿孔。

有益效果：本发明的盖板紧固结构在使用时先将卡簧套装在环槽螺钉上，环槽的前后挡止面使得卡簧不易从环槽中脱出，再将环槽螺钉连带卡簧穿过盖板上的螺钉穿孔，使环槽螺钉的环槽螺钉螺纹段与连接孔的连接孔螺纹段螺纹连接。由于弹片具有弹性，弹片在经过螺钉穿孔时会被螺钉穿孔的孔壁顶压回环槽内，弹片在穿过螺钉穿孔后会恢复原状，由于弹片变形前后端与环槽段中心线的距离大于孔配合段的外径，卡簧向后运动时会与盖板挡止，使得环槽螺钉在穿过盖板上的螺钉穿孔后不易与盖板脱离。本发明的盖板紧固结构的不脱出螺钉组件在使用时不需要在盖板上加工内螺纹，解决了现有的不脱出螺钉的适用范围较小的问题。

进一步地，环槽的后侧槽壁面还包括锥面，所述锥面连接后挡止面和孔配合段的外周面。

有益效果：挡止环片与后挡止面挡止配合时，采用锥面这种结构形式能够确保弹片能够完全缩回环槽内的同时，结构较为简单，加工较为方便。另外，锥面的设置能够减少环槽处的应力集中，环槽螺钉的结构强度较高。

进一步地，环槽的前侧槽壁面为沿环槽螺钉径向延伸的竖直平面，所述竖直平面为前挡止面。

有益效果：前侧槽壁面采用这种结构形式结构较为简单，加工较为方便。

进一步地，所述卡簧由条带折弯成型，且条带两端具有重叠区。

有益效果：卡簧具有重叠区，使得卡簧不易沿环槽螺钉的径向与环槽螺钉脱离。

进一步地，弹片由梯形片弯折而成。

有益效果：采用这种结构形式的弹片，结构简单，加工方便。

附图说明

图1是现有的不脱出螺钉连接结构示意图；

图2是本发明盖板紧固结构实施例1中的结构示意图；

图3是不脱出螺钉组件的结构示意图；

图4是不脱出螺钉组件穿过盖板的一种状态图；

图5是不脱出螺钉组件穿过盖板的另一种状态图；

图6是环槽螺钉的结构示意图；

图7是卡簧的主视图；

图8是卡簧的侧视图；

图9是图7的Ⅰ处的局部放大图；

图10是条带的结构示意图。

附图标记说明：1、连接基体；2、盖板；3、环槽螺钉；4、卡簧；401、套装环；402、挡止环片；403、弹片；5、螺钉杆；501、环槽螺钉螺纹段；502、环槽段；503、孔配合段；6、螺钉头；7、螺钉穿孔；8、连接孔；801、连接孔螺纹段；802、卡簧避让段；9、环槽；901、后挡止面；902、前挡止面；903、锥面；10、条带；101、带体；102、梯形片；11、重叠区。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语如“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中所提供的盖板紧固结构的实施例1：

如图1至图10所示，盖板紧固结构包括连接基体1、盖板2、不脱出螺钉组件。不脱出螺钉组件将连接基体1和盖板2固定在一起。不脱出螺钉组件包括环槽螺钉3和套装在环槽螺钉3上的卡簧4，环槽螺钉3包括螺钉杆5和连接在螺钉杆5一端的螺钉头6，在对盖板2进行拆装时，卡簧4、环槽螺钉3的螺钉头6与盖板2挡止配合，使得不脱出螺钉组件不易从盖板2脱离，方便重新将盖板2安装到连接基体1上，同时又可以防止拆卸盖板2时，螺钉丢失或掉落到机舱内重要机器内导致质量事故。

盖板2上设置有供环槽螺钉3穿过的螺钉穿孔7，连接基体1上设有与环槽螺钉3螺纹连接的连接孔8，连接孔8包括连接孔螺纹段801和卡簧避让段802。相对应地，螺钉杆5包括环槽螺钉螺纹段501、环槽段502和孔配合段503，环槽螺钉螺纹段501用于与连接孔8的连接孔螺纹段801螺纹连接，孔配合段503用于与盖板2上的螺钉穿孔7间隙配合，环槽段502用于安装卡簧4。环槽段502包括环槽9，卡簧4套装到环槽螺钉3上时，卡簧4安装在环槽9内。特别地，连接孔8的卡簧避让段802的外径大于螺钉穿孔7的直径，不脱出螺钉组件连接盖板2与连接基体1时，卡簧4位于连接孔8的卡簧避让段802内，以避免连接孔8的孔壁挤压卡簧4。

卡簧4包括沿环槽螺钉3轴向前后延伸的套装环401和与处于套装环401后端的挡止环片402，套装环401的内径D1大于环槽9的槽底的直径d1，以便于套装环401套装在环槽9上。挡止环片402沿环槽螺钉3的径向延伸，即挡止环片402与套装环401交界处形成90°台阶。在挡止环片402的外边缘设有多个弹片403，弹片403的前端与挡止环片402相连，弹片403自前向后逐渐远离挡止环片402，以使弹片403整体呈锥形。

为了使卡簧4套装在环槽螺钉3上时，卡簧4不易与环槽螺钉3脱离，环槽螺钉3上的环槽9的后侧槽壁面包括沿环槽螺钉3径向延伸的后挡止面901，后挡止面901用于与挡止环片402前后挡止，后挡止面901的外直径d2大于环槽9的槽底的直径d1，以使后挡止面901与环槽9的槽底交界处形成90°的台阶。环槽9的前侧槽壁面包括前挡止面902，前挡止面902用于与套装环401前后挡止，前挡止面902外径大于环槽9的槽底的直径d1，以使前挡止面902与环槽9的槽底交界处形成90°的台阶，卡簧4处于环槽9的前后两个台阶之间，从而防止卡簧4脱出环槽螺钉3的环槽9。特别地，挡止环片402的外径不小于后挡止面901外径，以使挡止环片402与后挡止面901的挡止效果更好。此外，挡止环片402的外径不大于孔配合段503外径d3（即螺钉穿孔7的直径），以避免出现不脱出螺钉组件穿过螺钉穿孔7时挡止环片402与盖板2挡止，卡簧4无法通过螺钉穿孔7的现象。

在本实施例中，环槽9的前侧槽壁面为沿环槽螺钉3径向延伸的竖直平面，所述竖直平面为前挡止面902。采用这种结构形式的前侧槽壁面，结构简单，便与加工。

不脱出螺钉组件穿过螺钉穿孔7时，螺钉穿孔7的孔壁会挤压卡簧4，卡簧4的挡止环片402会与后挡止面901挡止配合，与此同时，螺钉穿孔7的孔壁会挤压弹片403使弹片403完全缩回环槽9内，卡簧4穿过螺钉穿孔7后会恢复原始状态。此外，弹片403变形前后端与环槽段502中心线的距离大于孔配合段503的外径（即螺钉穿孔7的直径），采用这种设置使得不脱出螺钉组件向后移动时，弹片403与盖板2挡止，以防止环槽螺钉3自前向后脱出螺钉穿孔7。

更为具体地，环槽9的后侧槽壁面还包括锥面903，锥面903连接后挡止面901和孔配合段503的外周面。挡止环片402与后挡止面901挡止配合时，采用锥面903这种结构形式能够确保弹片403能够完全缩回环槽9内的同时，结构较为简单，加工较为方便。另外，锥面903的设置能够减少环槽9处的应力集中，环槽螺钉3的结构强度较高。

在本实施例中，卡簧4由条带10折弯成型，且条带10的两端具有重叠区11，重叠区11的设置使得卡簧4不易沿环槽螺钉3的径向与环槽螺钉3脱离。在本实施例中，条带10由薄板材料冲切成型，条带10包括带体101和沿带体101延伸方向间隔设置的梯形片102，弹片403由梯形片102弯折而成，弹片403采用这种结构形式，结构简单，加工方便。

另外，环槽螺钉3前端到弹片403后端的距离L6不大于卡簧避让段802的长度，以使不脱出螺钉组件能够顺利完成与连接基体1的连接。

安装盖板2时，先将卡簧4自前向后套装在环槽螺钉3上组成不脱出螺钉组件，再将不脱出螺钉组件安装到盖板2上。将不脱出螺钉安装到盖板2上时，环槽螺钉3的环槽螺钉螺纹段501先穿过盖板2上的螺钉穿孔7，然后卡簧4接触到盖板2上的螺钉穿孔7，卡簧4的弹片403会与盖板2挡止。增大沿环槽螺钉3轴向的作用力，卡簧4的弹片403会受到螺钉穿孔7的孔壁的反作用力以使弹片403沿环槽螺钉3的径向收缩，当弹片403后端的直径小于螺钉穿孔7的直径时，卡簧4可通过螺钉穿孔7，当卡簧4通过螺钉穿孔7后，弹片403会恢复原始状态，此时，由于环槽螺钉3的螺钉头6与卡簧4的挡止作用，不脱出螺钉组件不易与盖板2脱离。最后将环槽螺钉3旋紧在连接基体1的连接孔8中，完成盖板2的安装。

拆除盖板2时，旋松环槽螺钉3使环槽螺钉3与连接基体1脱离，以使盖板2与连接基体1脱离。在卡簧4与环槽螺钉3的螺钉头6的挡止作用下，不脱出螺钉组件与盖板2构成一个整体，不脱出螺钉组件不易与盖板2脱离，方便盖板2重新安装的同时，不脱出螺钉组件也不易丢失。

本发明中所提供的盖板紧固结构的实施例2，与上文所述的实施例1不同的是，环槽的后侧槽壁面自前向后包括第一竖直面、横接面和第二竖直面，第一竖直面、第二竖直面沿环槽螺钉的径向延伸，横接面沿环槽螺钉的轴向延伸，第一竖直面、横接面、第二竖直面整体呈阶梯状排布，第一竖直面为后挡止面，后挡止面与挡止环片前后挡止。

本发明中所提供的盖板紧固结构的实施例3，与上文所述的实施例1不同的是，环槽的前侧槽壁面包括沿环槽螺钉径向延伸的前挡止面和锥面，锥面连接前挡止面和环槽螺钉的环槽螺钉螺纹段的外周面。

本发明中所提供的盖板紧固结构的实施例4，与上文所述的实施例1不同的是，弹片由三角形片弯折而成，在其他实施例中，弹片可以由半圆形片弯折而成。

本发明中所提供的盖板紧固结构的实施例5，与上文所述的实施例1不同的是，卡簧由条带折弯成型，且卡簧为C形。

本发明中所提供的不脱出螺钉组件的实施例，不脱出螺钉组件的具体结构与上文所述的盖板紧固结构的各实施例中的不脱出螺钉组件的结构相同，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种不脱出螺钉组件，其特征在于，包括环槽螺钉（3）和卡簧（4），环槽螺钉（3）包括环槽螺钉螺纹段（501）、环槽段（502）和孔配合段（503），环槽螺钉螺纹段（501）用于与连接基体（1）螺纹连接，孔配合段（503）用于与盖板（2）上的螺钉穿孔（7）间隙配合，环槽段（502）用于安装卡簧（4）；环槽段（502）包括环槽（9），卡簧（4）处于环槽（9）内；卡簧（4）包括沿环槽螺钉（3）轴向延伸的套装环（401）和处于套装环（401）一端的挡止环片（402），挡止环片（402）沿环槽螺钉（3）的径向延伸，挡止环片（402）外边缘设有多个弹片（403），弹片（403）自前向后逐渐远离挡止环片（402）；环槽（9）的后侧槽壁面包括沿环槽螺钉（3）径向延伸的后挡止面（901），后挡止面（901）用于与挡止环片（402）前后挡止，环槽（9）的前侧槽壁面包括前挡止面（902），前挡止面（902）用于与套装环（401）前后挡止；挡止环片（402）的外径不小于后挡止面（901）外径，且挡止环片（402）的外径不大于孔配合段（503）外径；且挡止环片（402）与后挡止面（901）挡止配合时，弹片（403）能够完全缩回环槽（9）内；弹片（403）变形前后端与环槽段（502）中心线的距离大于孔配合段（503）的外径，以防止环槽螺钉（3）自前向后脱出螺钉穿孔（7）。

2.根据权利要求1所述的不脱出螺钉组件，其特征在于，环槽（9）的后侧槽壁面还包括锥面（903），所述锥面（903）连接后挡止面（901）和孔配合段（503）的外周面。

3.根据权利要求1所述的不脱出螺钉组件，其特征在于，环槽（9）的前侧槽壁面为沿环槽螺钉（3）径向延伸的竖直平面，所述竖直平面为前挡止面（902）。

4.根据权利要求1或2或3所述的不脱出螺钉组件，其特征在于，所述卡簧（4）由条带（10）折弯成型，且条带（10）两端具有重叠区（11）。

5.根据权利要求4所述的不脱出螺钉组件，其特征在于，弹片（403）由梯形片（102）弯折而成。

6.盖板紧固结构，包括盖板（2）、连接基体（1）和不脱出螺钉组件，盖板（2）上设有螺钉穿孔（7），其特征在于，连接基体（1）上设有连接孔（8），连接孔（8）包括连接孔螺纹段（801）和卡簧避让段（802），卡簧避让段（802）外径大于螺钉穿孔（7）直径；不脱出螺钉组件包括环槽螺钉（3）和卡簧（4），环槽螺钉（3）包括环槽螺钉螺纹段（501）、环槽段（502）和孔配合段（503），连接孔螺纹段（801）与环槽螺钉螺纹段（501）螺纹连接，孔配合段（503）与螺钉穿孔（7）间隙配合，环槽段（502）用于安装卡簧（4）；环槽段（502）包括环槽（9），卡簧（4）处于环槽（9）内；卡簧（4）包括沿环槽螺钉（3）轴向延伸的套装环（401）和处于套装环（401）一端的挡止环片（402），挡止环片（402）沿环槽螺钉（3）的径向延伸，挡止环片（402）外边缘设有多个弹片（403），弹片（403）自前向后逐渐远离挡止环片（402）；环槽（9）的后侧槽壁面包括沿环槽螺钉（3）径向延伸的后挡止面（901），后挡止面（901）用于与挡止环片（402）前后挡止，环槽（9）的前侧槽壁面包括前挡止面（902），前挡止面（902）用于与套装环（401）前后挡止；挡止环片（402）的外径不小于后挡止面（901）外径，且挡止环片（402）的外径不大于孔配合段（503）外径；且挡止环片（402）与后挡止面（901）挡止配合时，弹片（403）能够完全缩回环槽（9）内；弹片（403）变形前后端与环槽段（502）中心线的距离大于孔配合段（503）的外径，以防止环槽螺钉（3）自前向后脱出螺钉穿孔（7）。

7.根据权利要求6所述的盖板紧固结构，其特征在于，环槽（9）的后侧槽壁面还包括锥面（903），所述锥面（903）连接后挡止面（901）和孔配合段（503）的外周面。

8.根据权利要求6所述的盖板紧固结构，其特征在于，环槽（9）的前侧槽壁面为沿环槽螺钉（3）径向延伸的竖直平面，所述竖直平面为前挡止面（902）。

9.根据权利要求6或7或8所述的盖板紧固结构，其特征在于，所述卡簧（4）由条带（10）折弯成型，且条带（10）两端具有重叠区（11）。

10.根据权利要求9所述的盖板紧固结构，其特征在于，弹片（403）由梯形片（102）弯折而成。

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