CN1312600A - 电气连接系统 - Google Patents

Abstract

一种电连接系统包括,第一组件用于支持第一电接头元件13和与第一组件2衔接的第二组件3并且支持与第二插针电接头元件13衔接的第二插孔电接头元件。提前安装在第一组件2内的短路元件4,用于短路第一插针电接头元件13。提前锁定在针对第二组件3的第一位置上的锁定元件5。通过挤压锁定元件5,第二组件3与第一组件2衔接并且同时释放锁定在第一锁定位置的锁定元件5,和进一步挤压到第二锁定位置,在该位置短路元件4的短路被锁定元件5释放。

Description

电气连接系统

本发明涉及电气连接系统技术领域。更具体地，本发明涉及包括第一组件和第二组件，第二组件包括锁定元件，当第一组件和第二组件在不合适的电气连接状态时该锁定元件使第一组件的电触点相互短路，而当两个组件被适当电气连接时允许由短路电路释放电触点。

本发明特别适合于在车辆中约束乘客的气囊系统中使用，并且参照其进行描述，可是，本发明能够更广泛地应用和可以用于各种用途的许多不同环境中。

气囊系统包括安装在车辆驾驶室内隐蔽隔舱中的气囊组件和电气或电子控制系统。控制系统通过线路导线连接到气囊组件上，该导线一般安装有电气插头和插座连接器装置以使它们在分别安装后可以用容易方法电连接气囊组件和控制系统。

连接系统包括一个所谓短路夹。短路夹是小的金属元件，安装用来在插头和插座衔接之前使插头和插座内的引线电短路。这种短路夹算是一个保险装置，防止在制造加工期间偶然触动气囊组件产生的电荷杂散泄露和无意错误连接。

当连接系统被正确连接时，由短路夹电短路的保险装置必须移动到不短路位置。具有释放保险插销的锁定元件的连接系统在美国专利5275575和日本专利2647336中所公开。该连接系统具有这样结构，其中电连接系统不起作用直到两个组件在完全衔接位置并且锁定元件已经移动到锁定位置。锁定元件起作用而防止两个连接组件在完全连接后偶然断开。

可是，需要包括使两个组件衔接的第一步骤操作和使两个组件中锁定元件到达锁定位置的第二步骤操作的两级操作来使连接系统进入完全连接状态。另外，因为锁定元件通过柔性臂整体安装在两个组件之一上，增加了一个组件的尺寸，使得连接系统不容易处理。

美国专利第5314345号和日本专利第2647335号公开了连接系统，其中当两个组件被正确连接时，一旦在其中插入锁定元件短路夹形成的电短路被释放，从而防止两个组件的连接偶然断开。

可是，需要使连接系统进入其完全连接状态的两步操作，如同美国专利第5275575的情况。另外，由于安装了锁定元件，组件之一的尺寸被增加，使得连接系统不容易处理。

日本实用新型公报平成4(1992)-33666公开了连接系统，其中在第一和第二组件之间正确进行电气连接之后，在第二组件中提前锁定的锁定元件被释放以便其锁定在防止两个组件偶然断开的位置上。可是，它没有第一组件的短路元件。另外，两个组件的衔接操作和锁定元件的挤压操作是分两级进行的。

本发明提供电气连接系统，该系统可以实现两个组件的衔接操作和锁定元件的挤压操作以释放连续动作释放一个组件元件中短路元件的短路，并且可以设计得整体紧凑。

本发明的主要目的是提供电气连接系统，其中锁定在相对两个组件之一的第一位置上的锁定元件被挤压使两个组件衔接之后，可以将其继续挤压到第二位置，在该位置另一个组件中短路元件的短路被锁定元件释放，由此在作为整体的一个操作中实现连接。

本发明的另一个目的是提供电气连接系统，其中当锁定元件在第一位置时锁定元件设计得从一个组件中伸出到所需要的最小程度以将锁定元件挤压到第二位置，以便使整个连接系统尺寸紧凑。

本发明的又一个目的是提供电气连接系统，其中锁定元件设计得从第一位置挤压到第二位置，并且这样可以目视检查两个组件是否在连接状态。

本发明的另一个目的是提供电气连接系统，其中锁定元件从第一位置挤压到第二位置，它起释放短路元件短路的作用并且防止两个组件相互分离，以完成两个组件的完全连接。

本发明提供一种电气连接系统包括一个第一组件用于支持第一插针电气接头元件和包括一个第二组件与第一组件衔接并且支持可以衔接第一插针电气接头元件的第二插孔电气接头元件。一个短路元件事先安装在第一组件上，用于电短路第一插针接头元件。一个锁定元件事先锁定在相对第二组件的锁定位置上。通过挤压锁定元件，第二组件与第一组件衔接并且同时释放锁定在第一锁定位置的锁定元件和进一步被挤压到第二锁定位置，在该位置由锁定元件释放短路元件的短路。

当锁定元件在第一位置上锁定状态时，锁定元件最好有一部分从第二组件中伸出，而另一方面，当第二组件与第一组件衔接和锁定元件在第二位置上锁定状态时，锁定元件的该部分被容纳在第二组件的凹槽中。

从说明书中可以清楚看出，锁定元件被挤压从第一锁定位置移动到第二锁定位置，由此第一和第二组件衔接并且在一个连续挤压操作中实现短路元件短路的释放。另外，通过简单地检查锁定元件在第二其中上可以确认第一和第二组件之间的合适电连接。

按照本发明的进一步限制特征，锁定元件安装有节制零件以节制第二组件与第一组件脱离动作，以便当第一和第二组件相互衔接和锁定元件在第二锁定位置时防止断开。

图1是表示用于气囊系统连接系统或电气连接系统总体设计的立体图。

图2是锁定元件的立体图。

图3是图1沿3-3线的截面图。

图4是图1沿4-4线的截面图。

图5是第一组件中短路插件的立体图。

图6是包含在短路插件内短路夹的立体图。

图7是表示第二组件内部的立体图。

图8是从顶上看锁定元件插入之前第二组件的立体图。

图9是从底下看锁定元件插入之后第二组件的立体图。

图10是表示第二组件与第一组件衔接初始谈话的横向截面图。

图11是表示正与第一组件衔接的第二元件的横向截面图。

图12是表示正与第一组件衔接的第二元件的横向截面图。

图13是表示第二组件与第一组件衔接完成状态的横向截面图。

图14是表示第二组件与第一组件衔接过程中对应图12的纵向截面图。

图15是表示第二组件与第一组件衔接完成状态对应图13的纵向截面图。

下面将描述本发明的优选实施例。通过阅读下列说明和参照附图，本发明的这些和其它目的和优点将更清楚。可是应当注意，在此所示是用于对本发明优选实施例说明目的而不是对本发明的限制。

具体参照附图，在图1中表示了用于气囊系统中的接头系统或电气连接系统详细的总体设计。在此所示为衔接状态之前的接头系统，它包括插座形式的第一组件2和与第一组件2可以衔接的插头形式的第二组件3。

第一组件2作为气囊引爆器(有时称为雷管)的一部分，它必须电连接到气囊系统。该引爆器是一个当通过两个电引线32施加足够电能时可以燃烧的火工品。引爆器燃烧使得气体发生材料引爆并且随后气囊膨胀。

短路插件4以配合方式附加在第一组件2上。短路插件4短路第一组件2的触点直到该组件2、3相互机械和电气衔接。

第二组件3电连接到控制系统并且与第一组件2衔接。如图所示，锁定元件5保持在第二组件中第一锁定位置的锁定状态。

根据下列说明这些各种组件的功能和关系将基本上清楚。从下列说明清楚看出，除了各种导线和触点外，第二组件3、短路插件4和锁定元件5最好由适合的不导电塑料材料模压成。

再说第一组件2，图1、4和5所示的该组件2包括限定一个开孔或开孔11的圆柱体10。限定开孔11的主体10可以直接并入相关结构，例如引爆器等外壳。另外，应当注意，开孔11用单独、可区分元件形成并且附加到相关结构上。在任何情况下，限定开孔11的主体10在底盘12终止，从该底盘上伸出一对第一金属导电插针接头元件或插针13，如图4所示。两个插针13以任何常规方式连接到气囊引爆器(未示出)的各自引线上，以便通过插针13耦合到引爆器的电能可以使引爆器点火。

在开孔11的入口形成斜表面14，在开孔11内部形成连续圆周锁定槽15。斜表面14起接受第二组件3的弹性支柱锁定部分42的作用，并且产生中心方向的瞬间变形，如图10中所示。它也起接受锁定元件5的锁定部分55的作用和产生中心方向的瞬间变形，如图12所示。锁定槽15起接受第二组件3的锁定部分42的作用和将它们保持在衔接状态，如图12所示。它也起接受锁定元件5的第二锁定部分55的作用和将它转换到第二锁定位置，如图13所示。

如图5所示，该开孔11在其入口一个位置上具有半圆凹槽16。当安置到开孔11中时，该凹槽16起定向短路插件14的作用。

短路插件14被容纳在开孔11内和当第二组件3与第一组件2没有衔接以致第二组件3的锁定元件没有在第二锁定位置时通过提供电连接起短路插针接头元件13的作用。

最好如图5所示，短路插件4包括一个圆柱型模压塑料体21，其大小为能够紧密容纳在开孔11中。主体21的顶表面在侧面上有短的、向下延伸半圆柱凸起22，该凸起定位和大小适合容纳在凹槽16内。凸起22起保证短路插件4相对开孔11适当方向的作用。另外，主体21包括开孔23，位于中间并且开在顶表面和两个侧面上，插针接头元件或插针13通过该开孔延伸出。

短路夹24保留在短路插件的主体21内。短路夹24由弹性、导电材料例如金属弹簧片形成。短路夹24的一部分为接触两个插针13而偏离方向，以形成短路夹24和插针13之间的电短路。

如图6所示，短路夹24包括一个片状基座25，一对在基座25顶部弯折并且从那里向下延伸的立柱26，和一对在立柱26底部弯折90度的接触部分27。立柱26每个从基座25而分步弯折和离开，以便接触部分27能够与两个插针13的横侧面接触通过接触部分27与插针13之间的电连接。如图5所示，短路夹24通过将基座25插入短路插件4的开口型凹槽28中不能被拉出来的方式而保留在短路插件4主体21内。

图4表示在短路位置上的短路插件4。该短路插件4在开孔11中的位置上，两个插针13在低处侧面上接触短路夹24的接触部分27，与其电衔接并且通过开孔23向上延伸。

接头系统或电连接系统1的第二组件3通过图1、3和7到9可以更好地理解。如图所示，第二组件3包括一个主体部分或中央插头部分31，该部分向下延伸并且承载一对第二插孔接头元件形式的导电触点30(见图3和9)。导电触点30与导线32电连接，导电触点30安置和大小可以容纳第一组件2的插针13。

如图3和7所示，每个组合在中央插头部分内的导电触点30具有一个导体廉价部分33，该部分从圆柱体一端伸出形成第二插孔接头元件并且弯折成为L型，用于与两个导线32的对应一个连接。这些导线32是绝缘包皮导线，其端部被剥离用于与对应导线连接部分33电和机械连接。该导线可以用任何常规方法安装，通常通过将导线连接部分33的一部分围绕导线裸露端弯卷。该导线32穿过按照在第二组件3盒型底部分34内的空腔34A的铁氧体垫圈35。该垫圈35通常为盒型均匀实体并且穿透两个平行圆柱型穿孔，导线32通过该穿孔。导线32从主体底端显露出，穿过空腔34A底盘上的孔。

中央插头部分31通常具有两级圆柱型，如图9所示。弓型弹性支柱41横向朝着中央插头部分31侧面相反定位。弹性支柱41向下伸展和承载径向朝外延伸的锁定部分42。如图13所示，当第二组件3正好衔接在其中时锁定部分42大小和定位适合插入到锁定槽15内。

这些弹性支柱41定位和大小适合紧密衔接开孔11的内部并且具有一个刚性框用于将第二组件3定位在第一组件2限定的开孔11内。另外，中央插头部分31具有一个凸面43，如图9所示。凸面43大小和定位适合衔接图1所示短路插件4的向上开孔凹槽29。凸面43和凹槽29之间的衔接保证第二组件3的两个导电触点30与第一组件2的两个插针13之间的适当连接。

如图7所示，第二组件3可以吧包括一个顶部分36，该部分封闭底部分34和提供对引线32的封闭并且将它们用提供释放张力的方式连接。盖子36的顶部分与底部分34成为一体，以便底部分34能够在箭头方向折叠。这两个部分34、36通过一对从顶部分36向下延伸出隔开、弹性接头延伸部分37与底部分端部上形成的一对闭锁之间的衔接合并成矩形体。这样以图8和9所示的适当衔接锁定了第二组件3的两个部分34、36。

如图8所示，第二组件3的顶部分36在顶表面对应中央插头部分31位置具有一个又浅又宽的凹槽45。一对第一隔开的透孔46形成，如同跨过中央插头部分31和弹性支柱41之间空间在凹槽45的两个宽侧面上相互面对。一对第二透孔47形成，如同朝中央插头部分31横侧面沿凹槽45的长度方向安置。在图8中，第一透孔46和第二透孔47连续形成L型透孔。利用L型透孔的优点，可以保持电连接系统的足够强度而不减少第二组件3顶部分36的机械强度。当插入到这些透孔46、47时，锁定元件5协助中央插头部分31工作，以将锁定元件5锁定在第一锁定位置。

锁定元件5包括一个头部或一个挤压部分50，一对从挤压部分50两个宽侧面向下延伸的第一支柱51，位于第一支柱51两侧上的制约部分52，和一对从挤压部分50长端方向向下延伸的第二支柱53。第一支柱51和第二支柱53设计得通常为L型，并且第二支柱52设计得跨过开口58相互对立。这些设计和大小适合插入到形成在第二组件3顶部分36中的L型透孔中。这样将这些零件锁定成为如图8所示的适当衔接。第一支柱51按照从下到上顺序位置包括第一锁定部分54和第二锁定部分55。第一锁定部分54造型为稍微向外凸出而第二锁定部分55造型为向外凸出多些。

锁定元件5如图2所示。第一支柱51的第一锁定部分或小凸出部分54在顶间端具有阶梯部分54A。如作为图1中沿3-3线的截面图的图3左侧所示，阶梯部分61形成第二组件弹性支柱41中开孔60的底部分上。在此状态下锁定元件5插入到第二组件3中，第一支柱51的阶梯部分54A与弹性支柱41的阶梯部分61接触并且因此处于第一锁定位置的锁定状态中。此时，锁定元件4的第二锁定部分或大凸起部分55从开口60向外凸出，以便位于可工作状态。径向朝内的空心锁定槽62形成在底部分弹性支柱41的内部。锁定元件5第一锁定部分54朝外凸出部分从第一锁定位置移动时被锁定在锁定槽62中，以便锁定元件5位于第二锁定位置中。第二锁定位置的锁定幅度设置到通过从第二组件3向上拉使锁定元件5可以返回的程度。

如图2所示，在第一支柱51两侧上的制约部分52设计得穿过开口56，该开口设计得不阻挡第一支柱51的弹性变形和形成得减少朝底盘的厚度。如同作为图1沿3-3线的截面图的图3右侧所示，制约部分52位于第二组件3弹性支柱41的内部厚壁部分63和中央插头部分31的外部分之间。在所示的锁定元件5在第一锁定位置或头部50离开第二组件3的状态下，制约部分52不制约弹性支柱41锁定部分42的朝内变形。如图13中虚线所示，当锁定元件5移动到头部50被容纳在凹槽45的第二锁定位置时，制约部分52降低到面对壁最厚部分63向里突出部分63A的位置。因此，当锁定部分42试图脱离锁定槽15时，向里突出部分63A与制约部分52邻接防止锁定部分42脱离。可是在正常状态下，制约部分52限定了制约部分和中央插头部分31或弹性支柱41的壁厚度部分63之间的间隙。这保证第一锁定部分5从第一锁定位置向第二锁定位置移动，用于平滑插入。

如图2所示，第二支柱53由跨过开口58相互面对并且延伸到最低端的片形成。开口58从头部或挤压部分50延伸到第二支柱53端部，而头部50设计得稳妥地容纳在凹槽45内。因此，提供开口58使形成L型的第二组件3的顶部分36中形成透孔，这样可以为电连接系统提供足够的机械强度。也如图14和15所示，当锁定部分5从第一锁定位置插入到第二锁定位置时，第二支柱53前进到短路夹24的折叠部分以使接触部分27从插针13离开，以便释放对插针13的电短路。第二支柱53可以模压得或者向下延伸到短路夹24的折叠部分和也可以形成得具有特定形状使接触部分27从插针13离开。

参照图1到3和10到15将描述上述接头系统或电连接系统1的连接运动。如图1和4所示，短路插件4预先装配在第一组件2开孔11内实现插针13的电短路。如图1和3所示，锁定元件5在第一位置提前锁定在第二组件3上或在第一锁定部分54接触阶梯部分61的状态。在第二组件3与第一组件2分开的情况下，如图1所示，锁定元件5即使在对第二组件3挤压时也不降低。因此，锁定元件5的头部50保持在第二组件3内悬浮在凹槽45上，可以观察确认。

图10清楚地表示了相互平行延伸的弹性支柱41底端部分插入到第一组件2的开孔11内并且一侧握住第二组件3的顶和底部分34、36。弹性支柱41的锁定部分42开孔11的入口上与倾斜表面14衔接并且停留在那里。当锁定元件5的头部50在该状态被例如拇指挤压时，在弹性支柱41上产生向内运动M1。如图所示11，弹性支柱41和和第一支柱51向内弯折，以便弹性支柱41的锁定部分42与锁定槽15配合。锁定元件5的制约部分52然后在高位，以便它们不限制弹性支柱41的变形。

如图12所示，当弹性支柱41的锁定部分42与锁定槽15配合时，锁定元件5的第二锁定部分55在开孔11的入口上与倾斜表面14冲突。结果，在第一支柱51产生向内运动M2，以便第一支柱51的第一锁定部分54离开弹性支柱41的阶梯部分61。这样，锁定元件5头部50的挤压操作可以继续进一步降低锁定元件5。

如图13所示，当第一支柱51的第二锁定部分55在锁定槽15内配合时，锁定元件5安置在第二锁定位置，其中第一支柱51的第一锁定部分54锁定在锁定槽62内。锁定元件5的制约部分52也降低到面对壁厚部分63向内突出部分63A的位置(接近锁定槽15和锁定部分42衔接的位置)，以限制锁定部分42与锁定槽51脱离。这样，防止第二组件3与第一组件2脱离。在第二锁定位置，锁定元件5的头部50沉入第二组件3中，以便第一组件2和第二组件3机械衔接完成可以目视核实。

图14是对应图12宽度方向截面图的纵向截面图。在所示状态下，第二组件3与第一组件2衔接而锁定元件5被进一步挤压。在此状态下，锁定元件5第二支柱53的尖端不到达短路夹24的阶梯、弯折部分而处于中间处。结果，衔接部分27与插针13横侧面衔接将它们保持在短路状态。图15是对应图13宽度方向截面图的纵向截面图。锁定元件5的第二支柱53在中间处达到短路夹24的阶梯、弯折部分。结果，衔接部分27离开插针13的横侧面以释放插针13的短路状态并且完成电配合衔接。

这样，第一组件2和第二组件3之间的机械衔接和它们之间的电配合可以在简单挤压锁定元件5的一个操作中同时完成。一旦第一组件2和第二组件3之间的机械衔接完成，第二阻击哪不能与第一组件2脱离，直到锁定元件5从第二锁定位置返回到第一锁定位置。

参照优选实施例已经描述了本发明。当然，通过阅读和理解说明书本发明的改变和应用将将更清楚，应当理解落入附带权利要求书内所有改变和应用都将在本发明范围内。

例如，短路夹24的支柱26对可以以弹片形式实现。通过在尖端部分对支柱对26折叠90度形成的接触部分对27不限于实施例中所示的形状，可以修改为能够使支柱26与插针13直接接触的设计。

锁定元件5也可以修改为在第二支柱53之间没有开口58的形式。特别是可以修改得例如可以通过以弹片形式在第一支柱51对之间形成第二支柱52并且以U型形状安置第一支柱51和第二支柱52。在该修改中，第二组件3顶部的透孔必须修改为对应U型形状的形式。当以U型形状形成第二组件3顶部透孔时，第二组件3机械强度减少，但是通过在第二组件中插入通常U型形状的形成的支柱51、52所组成的锁定元件5可以补偿强度减少。

按照本发明的锁定元件5能够应用在其中以单独操作释放锁定和短路的常规型电连接系统中，以及应用于按照本发明其中以连续操作释放锁定和短路的电连接系统中。

按照本发明，在锁定在针对两个组件之一的第一位置上的锁定元件被挤压在两个组件内使它们衔接之后，可以继续挤压到由锁定元件释放另一个组件内短路元件的短路的第二位置，这样可以在一个完整操作中实现连接。当锁定元件在第一位置时，锁定元件也设计得从一个组件突出到所需要最小程度将锁定元件挤压到第二位置，这样能够使整个连接系统在尺寸上紧凑。另外，锁定元件设计得从第一位置挤压到第二位置，这样能够目视核查两个组件是否在连接状态下。另外，在锁定元件具有制约部分的情况下，当锁定元件从第一位置挤压到第二位置时，它起作用释放短路元件的短路并且也防止两个组件相互分开，因此完成两个组件的全面连接。

Claims (14)

1．一种电连接系统包括：(1)第一组件用于支持第一电接头元件；(2)第二组件用于支持能够与第一电接头元件衔接的第二电接头元件；(3)短路元件，安装在第一组件上，用于电短路第一电接头元件；和(4)锁定在针对第二组件第一位置上的锁定元件，该锁定元件允许移动

到第二位置，其中在第二组件与第一组件衔接之后，由锁定元件将短

路元件移位到不短路位置上。

2．按照权利要求1的电连接系统，其中第二组件与第一组件衔接的方向与锁定元件从第一位置移位到第二位置的方向一致。

3．按照权利要求2的电连接系统，其中第二组件与第一组件的衔接和锁定元件从第一位置到第二位置的移位是通过挤压锁定元件而连续实现的。

4．按照权利要求2或3的电连接系统，其中当第二组件通过挤压锁定元件与第一组件衔接时，锁定在第一位置的锁定元件从锁定中释放并且然后允许移动到第二位置。

5．按照权利要求2或3的电连接系统，其中锁定元件在第二位置上锁定到能够返回第一位置的程度。

6．按照权利要求2或3的电连接系统，其中当锁定元件在第一位置上时，相同元件的一部分从第二组件突出，同时另一方面，当它在第二位置上时，相同元件的该部分容纳在第二组件的凹槽内。

7．按照权利要求2或3的电连接系统，其中锁定元件具有一对第一支柱和一对第二支柱；和其中第一组第一支柱和第二支柱和第二组第一支柱和第二支柱设计得通常为L型形状，并且也分别设计得对称以致第二支柱可以相互面对。

8．按照权利要求1的电连接系统，其中锁定元件具有制约部分，当锁定元件移位到第二位置时，该部分在制约位置上限制第二组件与第一组件脱离的动作。

9．按照权利要求8的电连接系统，其中当锁定元件移位到第二位置时，制约部分前进到接近第一组件和第二组件衔接处的位置上。

10．按照权利要求9的电连接系统，其中当第二组件与第一组件衔接时，制约部分不与第二组件和第一组件接触。

11．一种电连接系统能够与支持第一电接头元件的第一组件连接，该电连接系统包括：(1)第二组件用于支持能够与第一电接头元件衔接的第二电接头元件；(2)短路元件，安装在第一组件上，用于电短路第一电接头元件；(3)提前锁定在针对第二组件的第一位置上的锁定元件，在第二组件与第一组件衔接之后，该锁定元件允许移动到由锁定元件将短路元件移位到不短路位置的第二位置上；(4)制约部分，安装在锁定元件内并且在制约位置上当锁定元件移位到第二位置时限制第二组件与第一组件脱离动作。

12．按照权利要求11的电连接系统，其中当通过挤压锁定元件使第二组件与第一组件衔接时，锁定在第一位置的锁定元件从锁定中释放并且然后允许移动到第二位置。

13．一种电连接系统包括：(1)第一组件用于支持第一电接头元件；(2)第二组件用于支持与第一电接头元件衔接的第二电接头元件；(3)短路元件，安装在第一组件内，用于电短路第一电接头元件；(4)提前锁定在针对第二组件的第一位置上的锁定元件，在第二组件与第一组件衔接之后，锁定元件允许移动到由锁定元件将短路元件移位到不短路位置的第二位置上；(5)制约部分，安装在锁定元件内并且在制约位置上当锁定元件移位到第二位置时限制第二组件脱离第一组件的动作。

14．按照权利要求13的电连接系统，其中当第二组件通过挤压锁定元件与第一组件衔接时，锁定在第一位置上的锁定元件从锁定中释放并且然后允许移动到第二位置。

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