DE1937513A1 - Temperaturschreibgeraet als wasserdicht abgeschlossene tragbare Einheit - Google Patents

Description

Ryan Instruments, Inc.

851 Poplar Place South, Seattle, Washington

Temperaturschreibgerät als wasserdicht abgeschlossene tragbare Einheit

Die Erfindung bezieht sich auf ein Temperaturschreibgerät, das in einem ortsveränderlichen abgeschlossenen Raum oder Behälter zur genauen und kontinuierlichen Aufzeichnung der Durchgangstemperatur der Behälter als Unterwasserthermometer bei hydrographischen. Forschungen verwendet wird.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffimg eines derartigen Thermometers mit verbesserter Empfindlichkeit unter Verwendung einer Sonde als Thermostat und zwar eines Präzisionsthermometers einer raumsparenden, verhältnismäßig einfachen und billigen Konstruktion von langer Lebensdauern, d&s sich ohne weiteres sehr genau regulieren, nachstellen und abschließen läßt.

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Unter Verwendung einer mit sich, ausdehnender Flüssigkeit gefüllten Fühlsonde ist das erfindungsgemäße Temperaturschreibgerät komplett in sich geschlossen. Die Veränderungen des FlSssigkeitsvolumens führen zu Veränderungen der Verformung eines Metallbalges, was wiederum bewirkt, daß eine angeschlossene Schubstange eine Linearbewegung ausführt. Durch die Linearverschiebung der Schubstange bewegt sich, ein Hebelwerk und dreht eine Schreibfeder. Eine an den Schreibfederhebelarm angeschlossene Torsionsfeder bewirkt auf dem Querstift des Winkelhebels eine Mckstellkraft und hält somit den Querstift in Anlage mit der Schubstange. Diese Federkraft hilft dem Metallbalg während seiner Ausdehnung, die aufgrund der Zusammenziehung der Flüssigkeit bei niedrigeren Temperaturen erfolgt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen sowie der Zeichnung, in welcher ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt ist. Dabei zeigen

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch das Temperaturschreibgerät,
Fig. 2 dazu einen Querschnitt gemäß der Linie 2-2 der Fig.l,

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Fig. 3 eine Teilansicht der Klemmvorrichtung für das Gehäuse, und

Fig. 4 eine schematische Ansicht der Schreibfeder oder des Schreibstiftes und der Sonde zusammen, mit dem sie verbindenden Hebelwerk oder Gestänge.

Fig. 4 zeigt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich eine thermostatische Sonde 10 aufweist, die einer Schubstange 11 eine Linearbewegung erteilt, welche vergrößert und in eine Schwingbewegung eines an einem Arm 13 befindlichen Schreibstiftes 12 umgewandelt wird und zwar durch Betätigung eines Winkelhebels 14 bzw. 15 einer Verbindungsstange 16 und eines Hebels 17» der mit dem Schreibstiftarm 13 verbunden ist« Der Schreibstift 12 schreibt fortlaufend auf einem beweglichen Aufzeichnungsblatt oder -streifen 18, der ua eine Waise oder Platte gelegt ist. Die Schubstange 11 und der Winkelhebel 13 sind in ihrer Länge verstellbar, um die Nullpunkteinstellung und den Schreibstiftbereich regulieren zu können.

Die Vorrichtung befindet sich in einem Gehäuse mit einem Deckel 22, der oben eine außermittige Öffnung hat, durch welche die Sonde h@rausragt, Zwischen dem Rand 23 dieser oberen öffnung und dem röhrenförmigen Gehäuse 24 der Sonde ist eine Dichtung vorgesehen und zwar in Form eines O-Einges 25» der in einem Haltering 26 gehalftert ist, der wiederum mittels eines harmonikaartigen Teils 27 mit dem Hand 25 verbunden ist, wodurch eine reich-

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liche iLusr ichtunget oleranz zwischen der Sonde und dem Deckel 22 vorhanden ist.

Vie aus Pig. 1 ersichtlich, weisen das Gehäuse und der Deckel an ihren offenen Enden entgegengesetzt liegende, sich nach außen erstreckende Umfangsflansche 28,29 auf, die konvergieren und eine dazwischenliegende O-Bingdichtung 30 zusammenklemmen. Dieser Dichtungsring wird gegen die Flansche 28,29 angedrückt und zwar alt Hilfe einer schnell lösbaren Pestklemmvorrichtung, die drei bogenartige V-Streifenabschnitte 51 aufweist, an welche sich ein Außenstreifen 32 anschließt und welche alt Hilfe einer außermittigen Ehiehebelklemne gegen die Plansche gespannt sind. Diese Klemme hat ein Gelenkglied 33« das bei 34 *it einem der Streifenabschnitte 31 und bei 35 Bit dem Klemmenhandgriff 36 gelenkig verbunden ist· Eine Verlängerung des Handgriffs weist einen GabelkopfÖ37 auf, der auf fluchtende Stifte 38 wirkt, die aus dem angrenzenden Streifenabschnitt 31' herausragen. Die Zusammenpreseung des O-Ringes 30 ist durch einen Innenmuffenvorsprung 40 des Gehäuses 21 begrenzt, wobei der Vorsprung 40 und der Deckel 22 mit Gleitsitz ineinandergreifen.

Zurückkommend auf die eigentliche Vorrichtung, enthält ein Vorratszylinder 4-1 eine Auf zeichnungspapier-Vorratsrolle 18'. Der Aufzeichnungspapierstreifen ist zur Führungsplatte 20 vorgezogen und dahinter um den Vorratezylinder zu einer Aufwiekelspule 42 geführt. Die Achse 43

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dieser Spule hat oben einen Fingergriff 44 und erstreckt sich nach unten durch den Bodenteil einer Befestigungsschale 45t äie in der Muffe 40 sitzt, und dann zu einem Uhrwerk 45', das sich im Gehäuse 21 nach unten erstreckt. Hit Hilfe des Uhrwerkes wird der Aufzeichnungsstreifen 18 mit einer gegebenen Geschwindigkeit in Korrelation mit

einer Zeitskala am Aufzeichnungsstreifen ab- bzw. aufgewickelt.

Der Schreibstift und das ihm zugeordnete Gestänge oder Hebelwerk sind iron einer mittigen Tragwand 46 getragen, die einen an der Schale 45 befestigten, unteren Flansch 4? und einen oberen Flansch 48 aufweist, auf welchem der Bodenteil des Sondengehäuses 24 z.B. durch Schrauben 49 befestigt ist. An seinem freien Ende ist das Sondengehäuse durch einen Stöpsel 50 verschlossen, durch welchen sich ein Fallrohr 51 zur Einführung einer geeigneten, sehr dehnbaren Flüssigkeit -wie Alkohol- erstreckt j nach Einführung der Flüssigkeit wird das Füllrohr durch Zusammendrücken oder Quetschen verschlossen. Biese Flüssigkeit wirkt auf eine Balganordnung, die mit Hilfe einer Kappe 52 am Oberende der Schubstange 11 befestigt ist und aus einem oder mehreren Bälgen 53 besteht, die auf die Schubstange gestülpt sind. Als Beispiel sind zwei Bälge gezeigt, die mittels einer Zwischenmuffe 54 miteinander verbunden sind, welche relativ zur Schubstange 11 verschiebbar ist. Das

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untere Ende des unteren Balges ist in einem am Sondengehäuse 24 befestigten Innenstopfen 55 verankert und -wie die Zwischenmuffe 54- relativ zur Schubstange 11 verschiebbar.

Hit ihrem unteren Ende erstreckt sich die Schubstange 11 durch den Flansch 48 und weist ein Innengewinde zur verstellbaren Aufnähme einer Verlängerung 11' auf, die einen Sechskantkopf für Schraubenschlüssel hat. Die wirksame Länge der Schubstange wird mittels der Schubstangenverlängerung mit ELIfe einer Stellschraube 56 oder durch Verwendung einer Sperrverbindung in den Gewinden verstellt oder eingestellt.

Der Kopf der Verlängerung II¹ sitzt auf einem Querstift 57, der zwei Backen 58 überbrückt, die mittels eines Steges 60 querverbunden und an einen Wellenstumpf 61 angelenkt sind. Dieser Wellenstumpf ragt von der Wand 46 ab und nimmt einen Spannring 62 auf. In seinem unteren Ende ist der Steg 60 als Flansch 62* parallel zu den Achsen des Querstiftes 52 und des Wellenstumpfs 61 umgebogen.

In der schematischen Ansicht der Fig· 4 weist das U-fSrmige, die Backen 58, den Steg 60 und den Stegflansch 62* bildende feil den Winkelhebel 14 auf. Die Verlängerung des längeren Arms 15 dieses Winkelhebels ist als ein ein Außengewinde aufweisender Stellbolzen ausgebildet, der an seinem unteren Eade einen Gabelkopf 15a hat, welcher das zugeordnete Ende der Verbindungsstange 16 bei 65 drehbar aufnimmt. Dieser Stellbolzen 15 erstreckt sich durch eine

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Öffnung des Stegflansches 62^s und ist so ausgerichtet, daß seine Längsachse jene des ¥ellenetumpfβ 61 schneidet. Zwei Huttern 63,64 stellen den Stellbolzen 15 relativ zum Winkelhebel 14 fest und ermöglichen die Einstellung der wirksamen Länge des Bolzens und soul; des längeren Arms des Winkelhebels 14, 15, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt.

Der Schreibstiftarm 13 und der Hebel 17 sind an einer Schwingwelle 66 befestigt, die sich durch die Wand 46 erstreckt und in einem Lager 67 drehbar gelagert ist, das auf der Schreibstiftseite der Wand angeordnet ist. Eine Stellschraube 71 dient zur Verstellung des Hebels 17 relativ zum Schreibstift arm. in seinem unteren Ende weist der Hebel 17 einen Gabelkopf 17a auf, der bei 68 mit dem zugeordneten Ende der Verbindungsstange 16 gelenkig verbunden ist, während er an seinem oberen Ende durch eine Torsionsfeder 69 beaufschlagt ist, die in der Wand 46 mittels einer Schraube 70 verankert ist. Die Torsionsfeder 69 sucht den Eebeli? gegen den Uhrzeigersinn gemäß Fig. zu bewegen und hält somit den Querstift 57 in Anlage mit der Schubstange 11.

Die Länge des längeren Arms des Winkelhebels 14,15 und namentlich des Abstands vom Wellenstumpf 61 zum Drehzapfen 65 für die Verbindungsstange 16 ist absichtlieh wesentlich größer als die effektive Länge des Hebels 17 gewählt, so daß der auf die Linearbewegung der Schub-

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stange 11 erfolgende Winkelaussohlag des Winkelhebels 14, 15 -wobei diese Linearbewegung der Schubstange 11 von der Ausdehnung oder Zusammenziehung des Balges 53 aufgrund der Temperaturveränderungen der dehnbaren Flüssigkeit in der Sonder hervorgerufen wird- am Schreibstift 12 vergrößert wird. Dieses Verhältnis der Länge des längeren Winkelhebelarms zur Hebellänge kann geändert oder reguliert werden und zwar durch Verstellung der Kuttern 63*64 zur Veränderung des Abstands vom Flansch 62 bis zum Drehzapfen 65· Wird also dieser Abstand durch Zurückschrauben der Mutter 63 und Anziehen der Mutter 64 vergrößert, so vergrößert sich auch entsprechend die Winkelverschiebung des Schreibstifts für eine gegebene Temperaturzunähme.

Am Aufzeichnungsstreifen 18 stellen die Abszissen Temperaturintervalle dar, während die Ordinaten entsprechend dem Schwingbogen des Schreibstifts 12 bogenförmig sind und Zeitintervalle in Korrelation mit dem Uhrwerk und dem Durchmesser der Spule darstellen. Auch ist der Aufzeichnungsstreifen auf den Kopf gestellt und zwar in dem Sinne, daß die niedrigeren Temperaturen im Oberabschnitt des Aufzeichnungsstreifens und die höheren Temperaturen unten aufgezeichnet sind.

Vorzugsweise soll das Gerät anfänglich in einem Temperaturbereich entsprechend der Mitteltemperatur in der Skala des Aufzeichnungsstreifens kalibriert werden, d.h. bis 40°E

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auf dem hier gezeigten Aufzeichnungsstreifen. Xn dieser Hinsicht ist die Schwingwelle 66 absichtlich in derselben Horizontalebene wie die Mittelabszisse in der Skala des Aufzeichnungsetreifens angeordnet. Vie in Fig. 4 gezeigt, wird dementsprechend das Hebelwerk des Gerätes zuerst so eingestellt, daß bei der Mittel- oder Durehschnittstemperatur der längere Arm des Vinkelhebels 14,15 und der Hebel 17 senkrecht und die Verbindungsstange 16 und der Schreibstiftarm 13 waagerecht sind, für diese Voreinstellung müssen die Schraube 56, die Schraubenverlängerung 11' der Schubstange 11, die Stellschraube 71 und die Muttern 63,64 verwendet werden. Bann wird das Gerät in wärmere oder kühlere re Atmosphäre entsprechend eines der Temperaturextreme des Aufzeichnungsstreifens für Temperaturbereichkontrolb gebracht. Spricht der Schreibstift 12 nicht auf den richtigen Temperaturbereich an und bewegt er sich nicht entsprechend, dann wird die Länge des längeren Arms des Vinkelhebels 14,15 geändert, indem die Muttern 63,64 verstellt werden, um den Temperaturbereich des Schreibstifts einzustellen, 1st beispielsweise die Temperatur in Virklichkeit 9O⁰F und zeigt aber der Schreibstift nur 7O⁰F an» so muß der längere Vinkelhebelarm länger gemacht werden, indem die Mutter 63 zurückgeschraubt und die Mutter 64 angesogen wird, bis der Schreibstift die 90°F-ibszisse erreicht. Kehrt dann der Schraibstift nicht genau zur Temperatur der Skalamitte zurück, wenn das Gerät zur Temperatur der Skalamitte zurückgebracht wird, so wird •s notwendig sein, die Verlängerung 11' ganz geringfügig zu

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drehen, bis der Schreibstift die Skalamitte erreicht, Kehrt beispielsweise der Schreibstift nur zu 40°F, so wird die Verlängerung 11* ein klein wenig im Uhrzeigersinn angezogen. Diese Regulierung zur Schreibstift zentrierung kann wiederum die Torherige Regulierung hinsichtlich des Schreibstiftbereiches etwas beeinflussen. Wenn dies der Fall ist, wird normalerweise durch Wiederholung dieser Regulierungen eine einwandfreie Korrelation der Sonde, des Schreibstiftes und der Skala des Aufseichnungsstreifens erzielt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform bilden die Sonde 10, Die VaIze 20, der Aufseichnungsstreifen 18, die Wand 46 und der daran angeschlossene Hechanismus zur Betätigung des Schreibstiftes,"die Schale 45 und das zugeordnete Uhrwerk 45' eine vom Gehäuse 21 und vom Deckel 22 unabhängige Einheit. Zur praktischen Verwendung wird diese Einheit in die Äxffe 40 des. Gehäuses 21 gebracht, worauf das Uhrwerk aufgezogen und der elastische Dichtungsring 30 und dann dea? Deckel 22 in Stellung gebracht wird, indem der 0-Bing 25 und das zugeordnete harmonikaartige Seil 27 auf das Sondengehäuse 24 geschoben wird. Sobald der Deckelflansch 28 auf dem Dichtungsring 30 sitzt, wird der Streifen 32, dessen bogenartige Y-Streifenabschnitte 31 auf den Flanschen 28,29 sitzen, geschlossen und gespannt, indem der Bandgriff 36 der Sniehebelklemme 33 umgelegt wird.

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Die Erfindung ist aus der obigen Beschreibung der dargestellten bevorzugten Ausführungsfora der Erfindung sicherlich klar verständlich» Abänderungen tob. Einzelheiten der Konstruktion sind meglieh, ohne toh Ve sen der Erfindung abzuweichen; demgemäß kommen keine Beschränkungen in Frage, wobei den beigefügten Patentansprüchen die weitmöglichste Auslegung, die der Wortlaut gestattet, zuteil werden soll.

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Claims (12)

1. Patentansprüche

   .^ (Tempera tür schreibgerät, gekennzeichnet durch eine Platte (20) oder Walze, einem Uhrwerk (45) für den Vorschub eines AufzeichnungsStreifens (18) in Längsrichtung um die Platte oder Walze mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, einem Schreibstift (12), der auf dem Aufzeiehnungsstreifen auf der Platte in einem Bogen quer zum Aufzeichnungsstreifen zur Markierung des Aufzeichnungsstreifens während seiner Portbewegung schreibt, wobei auf dem Aufzeichnungsstreifen entlang seiner Länge die Zeit und über seine Breite die Temperatur angezeigt ist, mit einer Schwingwelle (66), einem Schreibstiftara (15), der an der Schwingwelle sitzt und den Schreibstift trägt, einem Hebel (17), an der Schwingwelle, einem Winkelhebel (14,15), der auf einer Achse (61) verschwenkbar ist, die von jener der Schwingwelle (66) parallel im Abstand angeordnet ist, einer Verbindungsoder Gelenkstange (16), die den Hebel (17) mit einem ersten Winkelhebelarm (15) des Winkelhebels verbindet, einem Gehäuse (21) für die oben erwähnten Bestandteile, wobei eine thermostatische Sonde (10) vorgesehen ist, die vom Gehäuse (21) abzweigt und relativ zur Platte (20) verankert ist, wobei die Sonde (10) einen Kolben aufweist» auf welchen eine dehnbare flüssigkeit wirkt, um den Kolben in Abhängigkeit von

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   Temperaturveränderungen in der Umgebung der Sonde (10) endweise zu bewegen, während ein® Schubstange (11) den Solben mit dem zweiten Arm (14) des Winkelhebels arbeitsmäßig verbindet, so daß die endweise Bewegung des Kolbens in eine Winkelbewegung des Winkelhebele umgewandelt wird, wobei der Schreibstiftarm (13) langer als der Hebel (17) und die wirksame Länge des ersten Winkelhebelarms (15) größer als jene des zweiten Winkelhebelarms (14) und auch größer als die Länge des Hebels (1?) ist, so daß die Bewegung oder der Hub des Kolbens in Abhängigkeit von den Temperatur Schwankungen am Schreibstift beträchtlich, vergrößert ist.
2. 2. Temperaturschreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Hebel (1?) und der erste Winkelhebelarm (15) in im wesentlichen in rechten Winkeln zur Verbindungsstange (16) und zum Schreibstiftarm (13) liegen« wenn die Temperatur der besagten Umgebung im Hittelbereich liegt und der Schreibstift auf den Mttelbereich des Aufzeichnungsstreifens (13) anspricht.
3. 3· Temperaturschreibgerät nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet , daß Verstellmittel zur Veränderung der wirksamen Länge des erstes. ¥i&keliL®belarms relativ zu i|©n@3? des Hebels (1?) vorgesehen sind, um den Schreibstift (12) mit dsa Temperaturbereich om Aui^Jseiclmungs3i;r©ifen in Weohselbe&iehung zu bringen.

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4. 4. Temperaturschreibgerät nach Anspruch. 1, g e k e η η -zeichnet durch Verstellmittel zur Verstellung der Länge der Schubstange (11), um den Schreibstift (12) am Aufzeichnungsstreifen (18) zu zentrieren, wenn die besagte Umgebung im Hittelbereich liegt.
5. 5. Temperaturschreibgerät nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch Verstellmittel zur Veränderung der wirksamen Länge des ersten Winkelhehelaras (15) relativ zu jener des Hebels (17), um den Schreibstift (12) mit dem Temperaturbereich am Aufzeichnungsatreifen (18) in Wechselbeziehung zu bringen, wobei Verstellmittel zur Verstellung der Länge der Schubstange vorgesehen sind, um den Schreibstift am Aufzeichnungsstreifen zu zentrieren, wenn die besagte- Umgebung i» Hittelbereich liegt.
6. 6. Temperatur schreibgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Feder (69), die auf den Winkelhebel wirkt, um ihn mit der Schubstange in Anlage zu bringen, wobei die Sonde (10) einen Balg (55) aufweist, der mit dem Kolben verbunden ist.
7. 7· Temperatur schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k β & η » ® i cfe η β t , daß die Sonde (10) ein röhrenförmiges Gehäuse (24) aufweist, da* relativ sum Sehäuse (21) verankert ist, und daß eine elaitißcfe© ££ea«ung (25) zwischen dta Gehäuse (24) w&ä den GeMuse (21) vorgeisÄMS JUt, di.e am Gehäuse (24) angeordnet und am Gehäuse (21) befestigt ist.

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8. 8. Temperaturschreibgerät nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet; _t daß der Vinkelhebel einen Querstift (57) gegenüber dem freien Ende der Schubstange (11) aufweist, wobei eine WeÜ&s- auf den Querstift (57) wirkt, die den Querstift mit dem freien Έ&άβ der Schubstange (11) in Anlage zu bringen sacht*
9. 9· Temperatur schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß das Gehäuse (21) im allgemeinen zylindrisch und zwischen seinen Stirnseiten in zwei Teile geteilt ist, die entgegengesetzte nach außen gerichtete kreisförmige Lippen ©der- Flansche (28,29) aufweisen, die konvergieren und einen elastischen O-Bing (30) gegen eine Innenmuffe (40) anpressen, die sich endweise von einem dieser Teile erstreckt, wobei eine Kniehebelklemme (33) zum Halten dieser Flansche am O-Bing vorgesehen ist.
10. 10. Temperatur schreibgerät nach Anspruch 1 in einem im allgemeinen zylindrischen, abgedichteten Gehäuse, das zwischen seinen Enden oder Stirnseiten in zwei Teile geteilt und an seinen Enden geschlossen, ist, wobei diese Teile entgegengesetzte nach außen gerichtete kreisringföraige Lippen oder Flansche (28,29) aufweisen, die konvergieren und einen elasti sehen Q-Hins (30)gegen eine Innenauffe anpressen, die sich endweise von einem dieser !Feile erstreckt, wobei ein. lösbares Klemmteil (31) Esa Halten dieser Plansch© gegen den O-Eing (30) wsrgesehes. ist.
11. 11. TemperaturBchreibgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Klemmteil einen Spaltring mit einer über den Flanschen oder Lippen liegenden V-Umfangsnut aufweist, wobei außermittige Kniehebelmittel (33) die Enden des Spaltringeβ gum Spannen desselben verbinden.
12. 12. Temperaturschreibgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine röhrenförmige Sonde (10) aus einem Side des besagten Gehäuses (21) hinausragt und daß eine Dichtung mit diesem Ende verbunden und gleitbar auf die Sonde gestülpt ist.

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