ITBZ20030002U1 - AUTOMATIC ADJUSTMENT DEVICE FOR THE INCLINATION OF ONE OF TWO OPPOSED TRANSMISSION SHAFTS. - Google Patents
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Description
Descrizione annessa alla domanda di brevetto per modello d’utilità avente per titolo: Description attached to the utility model patent application entitled:
DISPOSITIVO DI REGOLAZIONE AUTOMATICA DELL’INCLINAZIONE DI UNO DI DUE ALBERI DI TRASMISSIONE CONTRAPPOSTI DEVICE FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF THE INCLINATION OF ONE OF TWO OPPOSING TRANSMISSION SHAFTS
Dispositivo di regolazione automatica dell'inclinazione di uno di due alberi di trasmissione contrapposti e collegati fra di loro mediante un albero cardanico per ottenere la miglior condizione di lavoro per l<'>albero cardanico stesso in condizioni di grandi disassamenti tra gli alberi. Device for automatic adjustment of the inclination of one of two opposing transmission shafts connected to each other by means of a cardan shaft to obtain the best working conditions for the cardan shaft itself in conditions of large misalignments between the shafts.
Descrizione generica dell’invenzione Generic description of the invention
Con questo genere di dispositivo si ottiene la regolazione automatica deN’inclinazione di uno di due alberi di trasmissione contrapposti, montati su una macchina operatrice ed una macchina motrice la cui trasmissione del moto viene realizzata mediante un albero cardanico. Si possono disassare notevolmente i due alberi pur mantenendo gli angoli di lavoro delle crociere dell'albero cardanico entro limiti ammessi e l'irregolarità di rotazione praticamente nulla. Grazie a questo dispositivo è possibile far lavorare due alberi di trasmissione ad altezze diverse. Si rende particolarmente utile ad esempio per macchine agricole collegate a trattrici agricole mediante attacco a tre punti dove molto spesso, i piani di lavoro di motrice ed operatrice sono su altezze diverse. With this kind of device, the automatic inclination adjustment of one of two opposing transmission shafts is obtained, mounted on an operating machine and a driving machine whose motion transmission is achieved by means of a cardan shaft. The two shafts can be significantly offset while keeping the working angles of the cardan shaft crosses within allowed limits and practically zero rotation irregularity. Thanks to this device it is possible to make two transmission shafts work at different heights. It is particularly useful, for example, for agricultural machines connected to agricultural tractors by means of a three-point hitch where very often the work surfaces of the tractor and operator are at different heights.
La versatilità del congegno e la sua semplicità di installazione lo rendono adatto all’applicazione a molte macchine motrici pur che dotate di almeno un punto fisso su cui andare ad ancorarsi. The versatility of the device and its simplicity of installation make it suitable for application to many driving machines as long as they are equipped with at least one fixed point on which to anchor.
Campo tecnico dell’invenzione Technical field of the invention
Per la trasmissione del moto mediante un albero cardanico da una trattrice agricola o da una qualsiasi macchina motrice dotata di un albero di trasmissione ad una macchina operatrice dotata di albero di trasmissione (presa di forza) , è necessario poter disassare quanto più possibile i due alberi di trasmissione mantenendo: For the transmission of motion by means of a cardan shaft from an agricultural tractor or from any driving machine equipped with a transmission shaft to an operating machine equipped with a transmission shaft (power take-off), it is necessary to be able to offset the two shafts as much as possible. transmission while maintaining:
a) piccoli angoli di inclinazione delle crociere dell’albero cardanico b) angoli di inclinazione delle crociere dell’albero cardanico uguali fra di loro. a) small angles of inclination of the crosses of the cardan shaft b) angles of inclination of the crosses of the cardan shaft equal to each other.
La condizione a) è necessaria per avere una lunga durata delle crociere e di tutto l’albero cardanico; è di conoscenza assai diffusa la relazione inversamente proporzionale che esiste tra la durata di un albero cardanico e l'angolo di lavoro a cui sono sottoposte le sue crociere. Condition a) is necessary to have a long life of the cruises and of the entire cardan shaft; the inversely proportional relationship that exists between the duration of a cardan shaft and the working angle to which its cruises are subjected is widely known.
La condizione b) è indispensabile affinché la trasmissione del moto sia regolare. E’ noto infatti che angoli diversi delle due crociere generano irregolarità nella trasmissione del moto e tale irregolarità provoca danni e vibrazioni a tutta la catena cinematica. Si definisce irregolarità di un cardano la differenza tra gli angoli di lavoro delle crociere e tale irregolarità è ammessa entro limiti ridotti ed è in funzione inversa all'angolo di lavoro del cardano (tanto più è accentuato l'angolo di lavoro del cardano tanto più vicina allo zero è _ l'irregolarità ammissibile) Condition b) is indispensable for the transmission of motion to be regular. In fact, it is known that different angles of the two crosses generate irregularities in the transmission of motion and this irregularity causes damage and vibrations to the entire kinematic chain. Unevenness of a cardan is defined as the difference between the working angles of the crosses and this irregularity is allowed within reduced limits and is in inverse function to the working angle of the cardan (the closer the working angle of the cardan is the closer to zero is _ the admissible irregularity)
L’invenzione si rende particolarmente utile per applicazioni su _ macchine agricole e forestali collegate a trattrici agricole mediante attacco a tre punti dove, molto spesso, i piani di lavoro di motrice ed operatrice sono su altezze diverse. The invention is particularly useful for applications on _ agricultural and forestry machines connected to agricultural tractors by means of a three-point hitch where, very often, the work surfaces of the tractor and operator are at different heights.
Nella specifica applicazione di un “ trituratore forestale" a trattori di potenza medio -alta, l'invenzione trova il suo utilizzo ideale. In questo tipo di applicazione infatti il trituratore forestale, che è collegato al trattore mediante l'attacco a tre punti, oltre a lavorare su piani di lavoro diversi da quelli del trattore deve essere costantemente inclinato mediante il terzo punto a regolazione idraulica, alterando di conseguenza il parallelogrammo ideale del collegamento. In the specific application of a "forest shredder" to medium-high power tractors, the invention finds its ideal use. In fact, in this type of application the forest shredder, which is connected to the tractor by means of the three-point hitch, as well as to work on work surfaces other than those of the tractor, it must be constantly inclined by means of the third point with hydraulic adjustment, consequently altering the ideal parallelogram of the connection.
In queste od in simili condizioni mediante l'utilizzo di questa invenzione; che regola automaticamente l'inclinazione dell'albero di trasmissione della operatrice, si possono far lavorare su piani diversi e non necessariamente paralleli fra di loro le macchine motrice ed operatrice, mantenendo gli angoli di lavoro delle crociere dell'albero cardanico entro limiti accettabili (condizione a) e l'irregolarità di rotazione del cardano praticamente nulla (condizione b). Under these or similar conditions by using this invention; which automatically adjusts the inclination of the transmission shaft of the operator, the driving and operating machines can be made to work on different planes and not necessarily parallel to each other, keeping the working angles of the cardan shaft crosses within acceptable limits (condition a) and the rotation irregularity of the cardan practically zero (condition b).
Stato dell’arte ed eventuali citazioni State of the art and any citations
Due alberi di trasmissione contrapposti (in seguito citati anche con la definizione “prese di forza”), montati su una macchina operatrice ed una macchina motrice, la cui trasmissione del moto viene realizzata mediante un albero cardanico possono essere disposti in due modi: 1) Disposizione a “ Z” (fig.1 ) che consiste nel mantenere le due prese di forza sempre parallele. La regolazione a “Z” (fig.3) è di impiego comune per molti costruttori di macchine operatrici . La scatola ingranaggi (3.1) al cui albero di trasmissione (3.2) è calettato l’albero cardanico (3.3), può ruotare intorno ad un asse (3.4) perpendicolare all'albero di trasmissione stesso ed è collegata mediante una staffa (3.5) ad una parte fissa della trattrice (3.6). In tale collegamento i punti di fulcro (3.4-3.9) formano un parallelogrammo con i punti di fulcro dell’attacco a tre punti (37-3.8). . La regolazione a “Z “ risolve bene il problema dell'irregolarità ma permette disassamenti tra le prese di forza molto limitati. Two opposing transmission shafts (hereinafter also referred to as "power take-offs"), mounted on an operating machine and a driving machine, whose motion transmission is achieved by means of a cardan shaft, can be arranged in two ways: 1) “Z” arrangement (fig.1) which consists in keeping the two power take-offs always parallel. The “Z” adjustment (fig.3) is commonly used by many manufacturers of operating machines. The gearbox (3.1) to whose transmission shaft (3.2) the cardan shaft (3.3) is keyed, can rotate around an axis (3.4) perpendicular to the transmission shaft itself and is connected by means of a bracket (3.5) to a fixed part of the tractor (3.6). In this connection, the fulcrum points (3.4-3.9) form a parallelogram with the fulcrum points of the three-point hitch (37-3.8). . The "Z" adjustment solves the problem of irregularity well but allows very limited misalignments between the power take-offs.
2) Disposizione a “W” (fig.2) che consiste nella mantenere le due prese di forza ad un'inclinazione tale che gli angoli di inclinazione delle crociere siano uguali ma opposti. 2) “W” arrangement (fig.2) which consists in keeping the two power take-offs at an inclination such that the angles of inclination of the cruises are equal but opposite.
La disposizione a “W” è di impiego comune per i collegamenti tratrattore ed attrezzi agricoli trainati dotati di presa di forza e consiste nel fare in modo che i prolungamenti ideali delle due prese di forza (2.1-2.2) si intersechino sempre esattamente in corrispondenza della mezzeria dell’interasse dei centri delle due crociere (2.3). In questi casi il punto di aggancio dell’attrezzo è sempre situato in corrispondenza di detta mezzeria, (fig. 4 - estratto da catalogo GKN Walterscheid GmbH “Technisches Handbuch 410/11”). The "W" arrangement is commonly used for tractor connections and towed agricultural implements equipped with power take-offs and consists in ensuring that the ideal extensions of the two power take-offs (2.1-2.2) always intersect exactly at the center line of the center distance of the centers of the two cruises (2.3). In these cases, the attachment point of the tool is always located at the center line, (fig. 4 - extracted from the GKN Walterscheid GmbH "Technisches Handbuch 410/11" catalog).
Mentre la disposizione a“W“ è di normale impiego per operatrici _ trainate li dove è possibile avere il punto di aggancio (4.1), lo stesso _ non accade per collegamenti nei quali la distanza fra le prese di _ forza è variabile e/o nei quali non è possibile rispettare la condizione di fulcro in mezzeria (fig. 4). While the "W" arrangement is normally used for towed operators where it is possible to have the coupling point (4.1), the same _ does not happen for connections in which the distance between the power take-offs is variable and / or in which it is not possible to respect the fulcrum condition in the middle (fig. 4).
Una soluzione per macchine operatrici portate all’attacco a tre punti è stata realizzata da “Ahwi Maschinenbau” e brevettata con DE -29900245U1. A solution for operating machines brought to the three-point hitch was created by "Ahwi Maschinenbau" and patented with DE -29900245U1.
La soluzione presentata risulta essere corretta solamente se la macchina operatrice viene rigidamente collegata all’attacco a tre punti. Se viene variata la lunghezza del terzo punto per inclinare la macchina (operazione molto spesso necessaria) non esiste più la condizione per poter definire la regolazione a “W”. Maggiore è l’inclinazione che viene data alla macchina e maggiore è l’irregolarità di rotazione dell’albero cardanico che viene generata. The solution presented is correct only if the operating machine is rigidly connected to the three-point hitch. If the length of the third point is changed to tilt the machine (this is very often necessary) the condition no longer exists to define the adjustment at “W”. The greater the inclination that is given to the machine, the greater the rotation irregularity of the cardan shaft that is generated.
Non viene prevista inoltre la possibilità che la macchina possa spostarsi lateralmente e cioè che le due prese di forza possano essere disassate anche lateralmente. Furthermore, there is no provision for the machine to move laterally, i.e. that the two power take-offs can also be offset laterally.
Problema tecnico da risolvere Technical problem to be solved
La regolazione automatica dell'inclinazione di uno di due alberi di trasmissione contrapposti, montati su una macchina operatrice ed una macchina motrice, la cui distanza e disassamento sono variabili (es. lavorare su piani diversi e non paralleli fra di loro) deve generare una disposizione a “W “ dell’albero cardanico (fig.2). The automatic adjustment of the inclination of one of two opposing transmission shafts, mounted on an operating machine and a driving machine, whose distance and offset are variable (e.g. working on different and non-parallel planes) must generate an arrangement a "W" of the cardan shaft (fig.2).
Per realizzare tale sistema di regolazione automatico che generi una _ disposizione a “ W “ è necessario rispettare le seguenti condizioni: _ a) Il dispositivo deve agire solamente sulla presa di forza della macchina operatrice, perché come è logico capire quella della macchina motrice (es. trattrice agricola) è fissa e nell'ambito di detta catena cinematica va perciò considerata come un incastro. Questa condizione è stata rispettata facendo in modo che la scatola ingranaggi (5.1), alla cui estremità è calettata la presa di forza (5.2) della macchina operatrice possano ruotare intorno ad un asse (5.3) perpendicolare alla presa di forza. To create this automatic adjustment system that generates a _ "W" arrangement, the following conditions must be respected: _ a) The device must only act on the power take-off of the operating machine, because as it is logical to understand that of the driving machine (eg agricultural tractor) is fixed and must therefore be considered as a joint in the context of said kinematic chain. This condition has been met by making sure that the gearbox (5.1), at the end of which the power take-off (5.2) of the operating machine is keyed, can rotate around an axis (5.3) perpendicular to the power take-off.
b) Affinché le crociere del cardano lavorino con angoli uguali ed opposti (regolazione a W) (fig.2), i prolungamenti ideali delle due prese di forza (6.1-6.2) devono intersecarsi esattamente in corrispondenza della mezzeria (6.3) dell’interasse tra i centri delle due crociere stesse. Questa condizione si deve verificare anche se la distanza tra le due prese di forza (6.4-6.5) viene variata (es. accorciando od allungando il terzo punto 6.6 ). b) In order for the cardan crosses to work with equal and opposite angles (W adjustment) (fig. 2), the ideal extensions of the two power take-offs (6.1-6.2) must intersect exactly at the center line (6.3) of the wheelbase between the centers of the two cruises themselves. This condition must also occur if the distance between the two power take-offs (6.4-6.5) is varied (eg shortening or lengthening the third point 6.6).
Questa condizione è stata rispettata utilizzando due staffe in acciaio (7.1-7.2) di cui una (7.1) fissata alla motrice e una (7.2) fissata alla scatola ingranaggi della operatrice ed accoppiate fra di loro mediante un perno (7.3) che fa da fulcro. This condition was met by using two steel brackets (7.1-7.2) of which one (7.1) fixed to the tractor and one (7.2) fixed to the gearbox of the operator and coupled together by means of a pin (7.3) which acts as a fulcrum .
Su ognuna delle due staffe(7.1-7.2) è stato realizzato un foro asolato (7.4-7.5) il cui asse longitudinale (7.6-7.7) deve coincidere con l’asse delle rispettive prese di forza. A slotted hole (7.4-7.5) was made on each of the two brackets (7.1-7.2) whose longitudinal axis (7.6-7.7) must coincide with the axis of the respective power take-offs.
Nel punto di corrispondenza dei due fori asolati e equidistante dalle due crociere, viene inserito il fulcro (7.3). The fulcrum (7.3) is inserted in the correspondence point of the two slotted holes and equidistant from the two crosses.
Per mantenere il fulcro (7.3) sempre in corrispondenza della mezzeria dell’interasse tra i centri delle crociere, sono state eseguite due dentature (8.1-8.2) su un lato dei fori asolati delle staffe ed il fulcro (8.3) è stato dentato esternamente. E’ stato fatto in pratica un accoppiamento di pignone e cremagliera. To keep the fulcrum (7.3) always in correspondence with the center line of the spacing between the centers of the crosses, two toothings (8.1-8.2) were made on one side of the slotted holes of the brackets and the fulcrum (8.3) was externally toothed. In practice, a rack and pinion coupling was performed.
L’accoppiamento tra le due staffe è stato fatto in modo tale che le due dentature (8.1-8.2) siano opposte; così facendo, il movimento di una delle due staffe (neN’ambito della possibile regolazione), induce un movimento uguale e contrario all’altra staffa ed il fulcro (8.3) rimane sempre in corrispondenza della mezzeria dell’interasse tra i centri delle crociere. The coupling between the two brackets was done in such a way that the two teeth (8.1-8.2) are opposite; by doing so, the movement of one of the two brackets (within the scope of the possible adjustment), induces a movement equal and opposite to the other bracket and the fulcrum (8.3) always remains in correspondence with the center line of the center distance between the centers of the crosses.
Sollevando, abbassando ed inclinando la macchina operatrice ,la sua presa di forza viene fatta ruotare dal suddetto congegno(fig.9-fig.10) e guidata ad un inclinazione tale da generare un’effettiva disposizione a “W”, infatti, nelle figure 9 e 10 si può notare quanto segue: By lifting, lowering and tilting the operating machine, its power take-off is made to rotate by the aforementioned device (fig. 9-fig. 10) and guided to an inclination such as to generate an effective "W" arrangement, in fact, in the figures 9 and 10 the following can be noted:
- (fig.9) gli angoli di inclinazione delle crociere dell’albero cardanico sono uguali ed opposti. - (fig. 9) the angles of inclination of the crosses of the cardan shaft are equal and opposite.
- (fig.10) esiste la stessa condizione come descritto sopra e si tratta degli angoli alfa. - (fig. 10) the same condition exists as described above and we are talking about the alpha angles.
c) La macchina operatrice deve poter oscillare ( fig.11 ) c) The operating machine must be able to oscillate (fig. 11)
Questa condizione è stata rispettata creando un punto di snodo (11.1 ) ad una delle due staffe (7.1 -7.2) . This condition was met by creating a pivot point (11.1) to one of the two brackets (7.1 -7.2).
d) La macchina operatrice deve poter traslare d) The operating machine must be able to move
Questa condizione è stata rispettata creando due snodi (12.1-12.2) su entrambe le due staffe (7.1 - 7.2) This condition was met by creating two joints (12.1-12.2) on both the two brackets (7.1 - 7.2)
e) Il dispositivo deve poter adattarsi a più modelli di macchine motrici e la sua istallazione deve essere semplice. e) The device must be able to adapt to several models of driving machines and its installation must be simple.
Questa condizione è stata rispettata separando in due parti la staffa (7.1) destinata al collegamento con la macchina motrice (13.1). Una delle due parti (13.2)è facilmente sostituibile sfilando un perno (13.3) e può venir facilmente costruita secondo le varie esigenze ferma restando tutto la restante parte del congegno. L’installazione è resa semplice dal fatto che tutto il congegno può venire fornito preassemblato ed il suo collegamento a macchina motrice ed operatrice avviene per mezzo di viti. This condition was met by separating the bracket (7.1) intended for connection to the driving machine (13.1) into two parts. One of the two parts (13.2) is easily replaceable by removing a pin (13.3) and can be easily built according to the various needs without prejudice to all the remaining part of the device. Installation is made simple by the fact that the whole device can be supplied pre-assembled and its connection to the driving and operating machine takes place by means of screws.
Disegni costruttivi Construction drawings
Le figure seguenti illustrano quanto fino ad ora descritto. La numerazione fa riferimento alle indicazioni sopra descritte nel testo. Fig.1 - disposizione a “Z” di un albero cardanico The following figures illustrate what has been described up to now. The numbering refers to the indications described above in the text. Fig.1 - “Z” arrangement of a cardan shaft
Fig.2 - disposizione a “W” di un albero cardanico Fig. 2 - “W” arrangement of a cardan shaft
2.1 - prolungamento ideale delle presa di forza 2.1 - ideal extension of the power take-off
2.2 - prolungamento ideale delle presa di forza 2.2 - ideal extension of the power take-off
2.3 - mezzeria dell’interasse dei centri delle due crociere Fig.3 - regolazione a “Z” 2.3 - center line of the center distance of the centers of the two crosses Fig. 3 - "Z" adjustment
3.1 - scatola ingranaggi 3.1 - gear box
3.2 - albero di trasmissione 3.2 - drive shaft
3.3 - albero cardanico 3.3 - cardan shaft
3.4 - asse di rotazione della scatola ingranaggi 3.4 - rotation axis of the gearbox
3.5 - staffa di collegamento 3.5 - connection bracket
3.6 - parte fissa della trattrice 3.6 - fixed part of the tractor
3.7 - punto di fulcro dell’attacco a tre punti 3.7 - fulcrum point of the three-point hitch
3.8 - punto di fulcro dell'attacco a tre punti 3.8 - fulcrum point of the three-point hitch
3.9 - punto di fulcro della staffa di collegamento 3.9 - fulcrum point of the connection bracket
Fig.4 - schema di disposizione a “W” per attacco di rimorchi a trattrici agricole Fig. 4 - “W” layout diagram for attachment of trailers to agricultural tractors
4.1 - punto di aggancio del rimorchio 4.1 - trailer coupling point
Fig.5 - schema di disposizione della scatola ingranaggi Fig. 5 - layout diagram of the gear box
5.1 - scatola ingranaggi 5.1 - gear box
5.2 - presa di forza 5.2 - power take-off
5.3 - asse di rotazione della scatola ingranaggi 5.3 - rotation axis of the gear box
Fig.6 - schema di disposizione a “ W “ delle prese di forza in un collegamento tra motrice ed operatrice mediante attacco a tre punti Fig. 6 - "W" layout diagram of the power take-offs in a connection between tractor and operator by means of a three-point hitch
6.1 - prolungamento ideale della presa di forza della motrice 6.2 - prolungamento ideale della presa di forza della motrice 6.3 - mezzeria dell’interasse dei centri delle due crociere 6.4 - presa di forza della motrice 6.1 - ideal extension of the power take-off of the engine 6.2 - ideal extension of the power take-off of the engine 6.3 - center line of the center distance of the centers of the two cruises 6.4 - power take-off of the engine
6.5 - presa di forza della operatrice 6.5 - PTO of the operator
6.6 - terzo punto 6.6 - third point
Fig. 7 - schema di funzionamento del dispositivo di regolazione a Fig. 7 - operating diagram of the adjustment device a
“W“ "W"
7.1 - staffa in acciaio fissata alla motrice 7.1 - steel bracket fixed to the tractor
7.2 - staffa in acciaio fissata alla scatola ingranaggi dell'operatrice 7.2 - steel bracket fixed to the gearbox of the operator
7.3 -fulcro 7.3 - pivot
7.4 - foro asolato 7.4 - slotted hole
7.5 - foro asolato 7.5 - slotted hole
7.6 - asse longitudinale del foro asolato 7.6 - longitudinal axis of the slotted hole
7.7 - asse longitudinale del foro asolato 7.7 - longitudinal axis of the slotted hole
Fig. 8 - schema dell’accoppiamento di pignone e cremagliera 8.1 - dentatura foro asolato Fig. 8 - rack and pinion coupling diagram 8.1 - slotted hole toothing
8.2 - dentatura foro asolato 8.2 - slotted hole toothing
8.3 - fulcro dentato 8.3 - toothed fulcrum
Fig. 9 - esempio di funzionamento del dispositivo di regolazione a Fig. 9 - example of operation of the adjustment device a
“W“ "W"
Fig. 10 - esempio di funzionamento del dispositivo di regolazione a “ Fig. 10 - example of operation of the "
W “ W "
Fig. 11 - schema del movimento di oscillazione consentito alla operatrice Fig. 11 - diagram of the swing movement allowed to the operator
11.1 - punto di snodo 11.1 - pivot point
Fig. 12 - schema del movimento di traslazione laterale consentito alla operatrice Fig. 12 - diagram of the lateral translation movement allowed to the operator
12.1 - snodo 12.1 - joint
12.2 - snodo 12.2 - joint
Fig. 13 - schema rappresentante la versatilità di collegamento del dispositivo di regolazione a “ W “ a vari tipi di motrici Fig. 13 - diagram showing the versatility of connecting the “W” adjustment device to various types of tractors
13.1 - macchina motrice 13.1 - driving machine
13.2 - parte terminale della staffa (7.1 ) 13.2 - end part of the bracket (7.1)
13.3 - perno di collegamento 13.3 - connecting pin
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2004
- 2004-01-28 DE DE200420001265 patent/DE202004001265U1/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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DE202004001265U1 (en) | 2004-07-08 |
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