ES2273025T3 - Tuerca y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

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ES2273025T3 ES03747455T ES03747455T ES2273025T3 ES 2273025 T3 ES2273025 T3 ES 2273025T3 ES 03747455 T ES03747455 T ES 03747455T ES 03747455 T ES03747455 T ES 03747455T ES 2273025 T3 ES2273025 T3 ES 2273025T3
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Abstract

Tuerca (1) con un cuerpo de tuerca (10) dotado de un collarín ensanchado (15) y un plato giratorio (20) montado de forma imperdible sobre el cuerpo (10) de la tuerca, estando el plato giratorio (20) enchufado sobre el cuerpo (10) de la tuerca y sujeto de forma imperdible con ayuda de un medio de inmovilización, caracterizada porque el cuerpo (10) de la tuerca y el plato giratorio (20) son componentes conformados en frío o en caliente y porque el medio de inmovilización está configurado como al menos dos engrosamientos (26, 26'') embutidos a presión o recalcados, de forma de segmentos, previstos en el cuerpo (10) de la tuerca, de tal manera que el plato giratorio (20) está dispuesto entre el collarín ensanchado (15) y los engrosamientos (26, 26'') de forma de segmentos.

Description

Tuerca y procedimiento para su fabricación.
La presente invención concierne a una tuerca según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento para su fabricación.
Una tuerca de este género es conocida por el documento DE 33 25 255 C2. Este documento revela una tuerca de rueda de metal o una aleación metálica para vehículos industriales con un cuerpo de tuerca y un plato giratorio configurado como plato de presión. El plato giratorio es enchufado sobre el cuerpo de la tuerca y anclado de modo que pueda ciertamente girar sobre dicho cuerpo de la tuerca, pero no pueda ser desprendido de éste. Esto se garantiza con ayuda de medios de inmovilización que están previstos en el perímetro exterior del cuerpo de la tuerca y en el perímetro interior del plato giratorio y que engranan uno con otro de modo que el plato giratorio está indisolublemente unido con el cuerpo de la tuerca. Estos medios de inmovilización están constituidos sustancialmente por entrantes o estrías practicados en el cuerpo de la tuerca y en el plato giratorio.
El cuerpo de la tuerca y el plato giratorio se fabrican de manera en sí conocida por conformación en macizo, tal como prensado en frío y/o en caliente. Sin embargo, los medios de inmovilización han de practicarse posteriormente por mecanización de arranque de virutas, por ejemplo por torneado, en el cuerpo de la tuerca y en el plato giratorio en sendas operaciones adicionales realizadas después del prensado. No obstante, esta clase de fabricación es complicada y costosa.
En la solicitud de patente canadiense CA 2 236 720 A1 se describen una tuerca y una arandela unida con ésta de forma imperdible, las cuales presentan sendos medios de inmovilización en forma de un saliente periférico dirigido radialmente hacia fuera o hacia dentro, pero las cuales se han fabricado ambas por mecanización de arranque de virutas.
La solicitud de patente europea EP 0 004 185 A1 revela una tuerca con una arandela dispuesta de forma imperdible sobre un cuello axial. La fijación giratoria de la arandela se consigue por doblado del extremo del cuello radialmente dirigido hacia fuera después de enchufar dicha arandela sobre la tuerca.
Por tanto, el cometido de la presente invención consiste en proporcionar una tuerca de la clase anteriormente citada y un procedimiento para su fabricación, cuya tuerca sea más sencilla y barata de fabricar.
La solución consiste en una tuerca con las características de la reivindicación 1 y en un procedimiento de fabricación con las características de la reivindicación 16. La tuerca según la invención presenta un cuerpo de tuerca con un collarín ensanchado y un plato giratorio, que son componentes conformados en frío o en caliente, y un medio de inmovilización que está configurado como al menos dos engrosamientos embutidos a presión o recalcados, de forma de segmentos, previstos en el cuerpo de la tuerca, de tal manera que el plato giratorio esté dispuesto entre el collarín ensanchado y los engrosamientos de forma de segmentos. Se ahorra así al menos una operación de torneado, concretamente la mecanización posterior del plato giratorio. El procedimiento de fabricación según la invención prevé que los engrosamientos de forma de segmentos sean embutidos a presión en el cuerpo de la tuerca. Por tanto, el procedimiento según la invención consta únicamente de operaciones de prensado. No tiene lugar ninguna mecanización de arranque de virutas. Dado que el prensado es sensiblemente menos complicado que una mecanización de arranque de virutas, el procedimiento según la invención representa una posibilidad especialmente sencilla, rápida y barata para fabricar tales tuercas y, por tanto, es adecuado especialmente para la fabricación en grandes series.
El plato giratorio puede enchufarse sobre el cuerpo de la tuerca antes o después de la fabricación de los engrosamientos de forma de segmentos. En el último caso, el plato giratorio se enchufa o prensa sobre los engrosamientos de forma de segmentos con algún consumo de fuerza, en general a máquina. Esto puede ser ventajoso cuando las superficies del cuerpo de la tuerca y/o del plato giratorio estén provistas de un revestimiento que sirva, por ejemplo, como protección contra la corrosión. Cuando el plato giratorio se enchufa sobre el cuerpo de la tuerca antes de aplicar los engrosamientos de forma de segmentos, el cuerpo de la tuerca y el plato giratorio tienen que ser provistos del mismo revestimiento superficial. Por el contrario, cuando el cuerpo de la tuerca y el plato giratorio deban recibir revestimientos superficiales diferentes, se tiene que realizar el revestimiento antes de enchufar el plato giratorio sobre el cuerpo de la tuerca. Sin embargo, los engrosamientos de forma de segmentos tienen que embutirse entonces en el cuerpo de la tuerca antes del revestimiento, puesto que, en caso contrario, resultaría dañado el revestimiento superficial y, por ejemplo, no quedaría ya garantizada la protección contra la corrosión.
Perfeccionamientos ventajosos se desprenden de las reivindicaciones subordinadas. El medio de inmovilización puede estar constituido por dos engrosamientos de forma de segmentos diametralmente enfrentados, dispuestos en el cuerpo de la tuerca. Sin embargo, es posible también prever tres o más engrosamientos de forma de segmentos que estén distribuidos de preferencia uniformemente alrededor del perímetro del cuerpo de la tuerca.
Otra ejecución ventajosa puede consistir en que la longitud de los engrosamientos de forma de segmentos y la distancia entre engrosamientos contiguos de forma de segmentos en dirección periférica tengan la misma dimensión. Sin embargo, es imaginable también que las distancias entre los engrosamientos de forma de segmentos sean más pequeñas o más grandes que la longitud de dichos engrosamientos de forma de segmentos. De esta manera, se pueden dominar muy bien las fuerzas necesarias para enchufar el plato de presión sobre el cuerpo de la tuerca.
Otra destacada variante en la configuración de los engrosamientos de forma de segmentos puede venir dada por el hecho de que se configuren los engrosamientos solamente en forma de levas. Esto reduciría aún más la energía necesaria al enchufar el plato giratorio y facilitaría sensiblemente el proceso de trabajo y lo haría más eficiente.
El cuerpo de la tuerca presenta en otro perfeccionamiento preferido un cuerpo de base y un apéndice de cuello. En el apéndice de cuello puede estar prevista una superficie cónica que remata dicho apéndice de cuello; sin embargo, esto no es forzosamente necesario. Pueden existir también formas de realización sin superficie cónica. Los engrosamientos de forma de segmentos están configurados preferiblemente en el apéndice de cuello. En la superficie cónica y/o en el apéndice de cuello puede estar embutida una entalladura que en su canto vuelto hacia el plato giratorio esté limitada por los engrosamientos de forma de segmentos. Existen también otras posibilidades para aplicar a presión los engrosamientos de forma de segmentos, por ejemplo haciendo que, al prensar el cuerpo de la tuerca, el apéndice de cuello sea provisto, en su lado exterior, de un hombro de material, por ejemplo con un contorno ligeramente cónico, que sea prensado después para proporcionar los engrosamientos de forma de segmentos.
El plato giratorio presenta preferiblemente a lo largo de su superficie interior una zona de superficie cilíndrica que se aplica al apéndice de cuello del cuerpo de la tuerca. Sin embargo, el plato giratorio puede presentar también a lo largo de su superficie interior una zona de superficie ligeramente cónica. Puede presentar igualmente un chaflán o bisel en el extremo de la zona de superficie cilíndrica o ligeramente cónica que queda posteriormente vuelto hacia el cuerpo de base. Esto es ventajoso especialmente cuando el plato giratorio se enchufa sobre el apéndice de cuello del cuerpo de la tuerca después del prensado de los engrosamientos de forma de segmentos. La configuración ligeramente cónica o el chaflán o bisel facilitan aquí el enchufado del plato giratorio.
Otro perfeccionamiento preferido consiste en que el collarín ensanchado presente en su lado vuelto hacia el apéndice de cuello un lado inferior de forma cónica y el plato giratorio presente a lo largo de su superficie interior una zona de superficie de forma cónica que esté en contacto con el lado inferior de forma cónica del collarín ensanchado. Por tanto, el lado inferior de forma cónica y la zona de superficie de forma cónica representan superficies de fricción mutua contra las cuales puede hacerse girar el plato giratorio. Este plato giratorio puede tener aproximadamente forma de trapecio en sección transversal. El cuerpo de base puede presentar también un capuchón.
La tuerca según la invención es adecuada, por ejemplo, para su empleo como tuerca de rueda en vehículos automóviles.
En lo que sigue, se explica con más detalle un ejemplo de realización de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Muestran:
La figura 1, un lazado lateral esquemático, no a escala fiel, de un cuerpo para una tuerca según la invención;
La figura 2, un alzado lateral esquemático, no a escala fiel, parcialmente seccionado, de un plato giratorio para el cuerpo de tuerca mostrado en la figura 1;
La figura 3a, un alzado lateral esquemático, no a escala fiel, parcialmente seccionado, de una tuerca según la invención;
La figura 3b, una representación esquemático, no a escala fiel, de la tuerca según la figura 3a, en alza-
do;
La figura 3c, otro ejemplo de realización de una tuerca según la invención en representación esquemática, no a escala fiel, en alzado;
La figura 3d, la tuerca según la figura 3c en representación esquemática, no a escala fiel, en una vista según la dirección de la flecha A en la figura 3c;
Las figuras 4 y 5, una representación esquemática de los pasos del procedimiento para la fabricación de la tuerca mostrada en la figura 3 según una primera forma de realización del procedimiento de la invención; y
Las figuras 6 y 7, una representación esquemática de los pasos del procedimiento para fabricar la tuerca mostrada en la figura 3 de conformidad con una segunda forma de realización del procedimiento según la invención.
Los ejemplos de realización de una tuerca de seguridad 1 según la invención, visibles en las figuras 1 a 3a, 3b, 3c y 3d, sirven como tuerca de rueda en vehículos automóviles y están constituidos por un cuerpo de tuerca 10 y un plato giratorio 20. El cuerpo 10 de la tuerca presenta un cuerpo de base 11 que en el ejemplo de realización está provisto de un capuchón 12 por el lado alejado de la rueda. El cuerpo 10 de la tuerca presenta también un ánima 13 con una rosca interior 14. Por supuesto, es posible también suprimir el capuchón 12, de modo que el cuerpo 10 de la tuerca presente un ánima continua 13. El cuerpo de base 11 está configurado en el ejemplo de realización como un cuerpo hexagonal para una llave de rueda correspondiente, pero, por supuesto, la respectiva configuración del cuerpo de base 11 puede elegirse a voluntad.
En el lado del cuerpo de base 11 que queda vuelto hacia la rueda, el cuerpo 10 de la tuerca presenta un collarín ensanchado 15 con un lado inferior cónico 16 que sirve de superficie de contacto para la superficie interior del plato giratorio 20 (véase más abajo). A este lado inferior cónico 16 se une un apéndice de cuello 17. Una superficie cónica 18 forma el remate del apéndice de cuello 17.
El plato giratorio 20 está configurado aproximadamente en forma de trapecio en sección transversal y presenta una superficie exterior 21 de forma cónica. La superficie interior 22 del plato giratorio 20 está constituida por una zona de superficie 23 de forma cilíndrica que está en contacto con el apéndice de cuello 17 del cuerpo 10 de la tuerca, y una zona de superficie 24 de forma cónica que está en contacto con el lado inferior cónico 16 del collarín ensanchado 15 del cuerpo 10 de la tuerca. La zona de superficie 24 de forma cónica está limitada en su canto exterior por un estrecho collarín 25.
La línea de trazos de la figura 2 insinúa que, en lugar de la zona de superficie 23 de forma cilíndrica, puede estar prevista una zona de superficie ligeramente cónica 23'. No se ha representado que en el extremo superior de la zona de superficie cilíndrica 23 o de la zona de superficie ligeramente cónica 23', es decir, en el ejemplo de realización en la transición de la zona de superficie cilíndrica 23 o ligeramente cónica 23' a la zona de superficie 24 de forma cónica, puede estar dispuesto un pequeño chaflán o bisel. Estas configuraciones facilitan el enchufado del plato giratorio 20 sobre el apéndice de cuello 17 después de aplicar unos engrosamientos 26 de forma de segmentos (véase a este respecto más abajo). El plato giratorio 20 y el cuerpo 10 de la tuerca se fabrican ambos de manera en sí conocida por conformación en macizo, tal como por prensado en frío y/o en caliente. Tanto la superficie exterior del apéndice de cuello 17 como la zona de superficie 23 de forma cilíndrica o la zona de superficie ligeramente cónica 23' del plato giratorio 20 son completamente lisas después de la operación de prensado. Para el montaje de la tuerca 10 se enchufa el plato giratorio 20 sobre el apéndice de cuello 17 del cuerpo 10 de la tuerca hasta que la zona de superficie 24 de forma cónica del plato giratorio 20 se aplique a la superficie cónica 18. No obstante, sin un seguro adicional, el plato giratorio 20 podría ser desprendido nuevamente del apéndice de cuello 17. Como tal seguro se han previsto según la invención entre el plato giratorio 20 y la superficie cónica 18 unos engrosamientos 26 de forma de segmentos sobre los cuales se asienta el lado del plato giratorio 20 que queda vuelto hacia la rueda, con lo que éste no puede ser desprendido del apéndice de cuello 17.
El plato giratorio 20 puede ser enchufado sobre el apéndice de cuello 17 antes o después de aplicar los engrosamientos 26 de forma de segmentos. En el último caso, el plato giratorio 20 es enchufado o calado a presión sobre los engrosamientos 26 de forma de segmentos con algún consumo de fuerza, en general a máquina. Son ventajosas entonces la configuración del plato giratorio con una zona de superficie ligeramente cónica 23' y/o la aplicación de un chaflán o bisel en el extremo superior de esta zona de superficie, puesto que así se facilita el enchufado del plato giratorio 20. Cuando se prevé una zona de superficie ligeramente cónica 23', el diámetro interior de ésta arriba, es decir, en el extremo vuelto hacia el cuerpo de base 11, es igual o algo mayor que el diámetro de los engrosamientos 26 de forma de segmentos. El diámetro interior abajo, es decir, en el extremo vuelto hacia los engrosamientos 26 de forma de segmentos, es menor que el diámetro de dichos engrosamientos 26 de forma de segmentos.
En la figura 3b se han representado de manera claramente reconocible los engrosamientos 26 de forma de segmentos configurados en el apéndice de cuello 17 del cuerpo 10 de la tuerca. En el ejemplo de realización de la figura 3b están representados cuatro engrosamientos 26 de forma de segmentos distribuidos uniformemente alrededor del perímetro del apéndice de cuello 17. Sin embargo, pueden estar previstos también solamente dos o tres o más de cuatro engrosamientos 26 de forma de segmentos. En el sentido de una clara representación de los engrosamientos 26 de forma de segmentos, el plato giratorio 20 se ha insinuado sólo con línea de trazos.
En las figuras 3c y 3d se ilustra una variante ventajosa de los engrosamientos 26 de forma de segmentos con la configuración de pequeñas levas 26' que pueden practicarse mediante una sencilla operación de recalcado o de prensado con una herramienta adecuada (véase más abajo) en el apéndice de cuello 17
o en la zona del cono 18.
Para la fabricación de un medio de inmovilización configurado de esta manera para el plato giratorio 20 en forma de las levas 26' es posible un proceso de trabajo que ahorre energía y, por tanto, un proceso de trabajo económicamente favorable, puesto que se tiene que mover muy poco material y, por tanto, es necesaria solamente una operación de conformación insignificante en la tuerca.
Los engrosamientos 26 de forma de segmentos pueden conformarse directamente en el cuerpo 10 de la tuerca durante el prensado de éste. Sin embargo, pueden producirse también por medio de un recalcado embutido en la superficie cónica 18 y/o en el apéndice de cuello 17, tal como se representa esquemáticamente en las figuras 4 y 5. Por medio de una herramienta 30, por ejemplo una matriz, se embuten en el ejemplo de realización en la superficie cónica 18 y/o en el apéndice de cuello 17 unas entalladuras 27 aproximadamente rectangulares. El material sobrante expulsado de las entalladuras 27 por la operación de prensado forma por encima de dichas entalladuras 27 unos recalcados o bien los engrosamientos 26 ó 26' de forma de segmentos. Por tanto, estos limitan las entalladuras 27 en sus cantos vueltos hacia el plato giratorio 20.
En las figuras 6 y 7 se representa esquemáticamente otra posibilidad para embutir los engrosamientos 26 ó 26' de forma de segmentos en el apéndice de cuello 17. En este caso, al prensar el cuerpo 10 de la tuerca se conforma también un hombro de material 28 que es ligeramente cónico en su contorno exterior o que está provisto de un pequeño bisel 29 o chaflán en su extremo vuelto hacia el cuerpo de base 11. El hombro de material 28 se conforma preferiblemente en la zona de transición de la superficie cónica 18 al apéndice de cuello 17. Este hombro de material 28 es presionado hacia arriba con una herramienta adecuada 31 en la dirección del cuerpo de base 11, de modo que se forman - en el apéndice de cuello 17 en el ejemplo de realización - los engrosamientos 26 o las levas 26’ de forma de segmentos.
Por tanto, el procedimiento según la invención para fabricar la tuerca 1 descrita consta únicamente de operaciones de prensado y es así sencillo y barato y resulta adecuado para la fabricación en serie de tales tuercas, especialmente para tuercas de rueda de vehículos automóviles producidas en grandes números de unidades.

Claims (22)

1. Tuerca (1) con un cuerpo de tuerca (10) dotado de un collarín ensanchado (15) y un plato giratorio (20) montado de forma imperdible sobre el cuerpo (10) de la tuerca, estando el plato giratorio (20) enchufado sobre el cuerpo (10) de la tuerca y sujeto de forma imperdible con ayuda de un medio de inmovilización, caracterizada porque el cuerpo (10) de la tuerca y el plato giratorio (20) son componentes conformados en frío o en caliente y porque el medio de inmovilización está configurado como al menos dos engrosamientos (26, 26’) embutidos a presión o recalcados, de forma de segmentos, previstos en el cuerpo (10) de la tuerca, de tal manera que el plato giratorio (20) está dispuesto entre el collarín ensanchado (15) y los engrosamientos (26, 26’) de forma de
segmentos.
2. Tuerca según la reivindicación 1, caracterizada porque dos engrosamientos (26, 26’) de forma de segmentos están dispuestos en posiciones diametralmente enfrentadas en el cuerpo (10) de la tuerca.
3. Tuerca según la reivindicación 1, caracterizada porque tres o más engrosamientos (26, 26’) de forma de segmentos están distribuidos uniformemente alrededor del perímetro del cuerpo (10) de la tuerca.
4. Tuerca según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la longitud de los engrosamientos (26) de forma de segmentos y la distancia entre engrosamientos (26) de forma de segmentos contiguos en dirección periférica tienen la misma dimensión.
5. Tuerca según una de las reivindicaciones 1 a 3 anteriores, caracterizada porque las distancias entre los engrosamientos (26) de forma de segmentos son de dimensión menor o mayor que la longitud de dichos engrosamientos (26) de forma de segmentos.
6. Tuerca según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los engrosamientos (26) de forma de segmentos están configurados en forma de levas (26’).
7. Tuerca según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cuerpo (10) de la tuerca presenta un cuerpo de base (11) y un apéndice de cuello (17), y el plato giratorio (20) está montado sobre el apéndice de cuello (17).
8. Tuerca según la reivindicación 7, caracterizada porque una superficie cónica (18) remata el apéndice de cuello (17).
9. Tuerca según la reivindicación 8, caracterizada porque los engrosamientos (26, 26’) de forma de segmentos están configurados en la zona de transición de la superficie cónica (18) al apéndice de cuello (17).
10. Tuerca según una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizada porque en la superficie cónica (18) y/o en el apéndice de cuello (17) está embutida una entalladura (27) que en su canto vuelto hacia el plato giratorio (20) está limitada por los engrosamientos (26) de forma de segmentos.
11. Tuerca según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizada porque el collarín ensanchado (15) presenta en su lado vuelto hacia el apéndice de cuello (17) un lado inferior (16) de forma cónica y el plato giratorio (20) presenta a lo largo de su superficie interior (22) una zona de superficie (24) de forma cónica que está en contacto con el lado inferior (16) de forma cónica del collarín ensanchado (15).
12. Tuerca según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizada porque el plato giratorio (20) presenta a lo largo de su superficie interior (22) una zona de superficie cilíndrica (23) o ligeramente cónica (23’) que se aplica al apéndice de cuello (17).
13. Tuerca según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el plato giratorio (20) tiene aproximadamente forma de trapecio en sección transversal.
14. Tuerca según una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizada porque el cuerpo de base (11) presenta un capuchón (12).
15. Tuerca según una de las reivindicaciones anteriores, concretamente una tuerca de rueda para vehículos automóviles.
16. Procedimiento para fabricar una tuerca con un cuerpo de tuerca (10) dotado de un collarín ensanchado (15) y un plato giratorio (20) montado de forma giratoria e imperdible sobre el cuerpo (10) de la tuerca, en el que se fabrican el cuerpo (10) de la tuerca y el plato giratorio (20) por conformación en frío o en caliente y en el que se enchufa el plato giratorio (20) sobre el cuerpo (10) de la tuerca y se le sujeta de forma imperdible con ayuda de un medio de inmovilización, caracterizado porque antes o después de enchufar el plato giratorio (20) se embuten en el cuerpo (10) de la tuerca, en calidad de medio de inmovilización, al menos dos engrosamientos (26, 26’) de forma de segmentos o porque al fabricar el cuerpo (10) de la tuerca se recalcan hacia dentro de dicho cuerpo (10) de la tuerca, constituyendo una sola pieza, al menos dos engrosamientos (26, 26’) de forma de segmentos, de modo que el plato giratorio (20) queda posicionado entre el collarín ensanchado (15) y los engrosamientos (26, 26’) de forma de segmentos.
17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque al prensar el cuerpo (10) de la tuerca se incorpora un hombro de material (28) que se prensa más tarde para proporcionar los engrosamientos (26, 26’) de forma de segmentos.
18. Procedimiento según la reivindicación 16 o 17, caracterizado porque se embute en el cuerpo (10) de la tuerca una entalladura (27) que en su canto vuelto hacia el plato giratorio (20) queda limitada por los engrosamientos (26, 26’) de forma de segmentos.
19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el cuerpo (10) de la tuerca presenta un cuerpo de base (11) y un apéndice de cuello (17), y porque se monta el plato giratorio (20) sobre el apéndice de cuello (17).
20. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque se configuran los engrosamientos (26, 26’) de forma de segmentos en el apéndice de cuello (17).
21. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque está prevista una superficie cónica (18) en el cuerpo (10) de la tuerca y porque se embute un entalladura (27) en dicha superficie cónica (18) y/o en el apéndice de cuello (17).
22. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado porque se configura el hombro de material (28) en la zona de transición de la superficie cónica (18) al apéndice de cuello (17).
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