JP7029193B2 - 迅速交換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、請求項1の前文に記載の迅速交換装置に関する。本発明はまた、このタイプの迅速交換装置のためのディスプレイ装置の使用に関する。
このタイプの迅速交換装置は、建設機械のさまざまなアタッチメントを簡単かつ便利に交換するために使用される。このタイプの迅速交換装置を使用すると、例えば、スイベルバケット、クロー、シャー、コンパクタ、磁石、油圧ハンマ、またはその他のアタッチメントを、掘削機のブームなどに数秒以内に高い安全基準で、運転室から連結および連結解除できる。
特許文献1は、一般的な迅速交換装置を開示している。この迅速交換装置は、一方の側に配置され、アタッチメントに配置された第1の連結要素を保持するための第1のレセプタクルと、もう一方の側に配置された、第2の連結要素を解放可能に保持するためのロック要素を備えた第2のレセプタクルとを有する支持体を含み、ロック要素は、解放位置とロック位置との間を移動する。また、支持体上には、ロック状態を監視するための機械式ディスプレイ装置が配置されている。
ドイツ特許第102015009491号A1明細書
本発明によって解決される問題は、上述のタイプの迅速交換装置およびそのような迅速交換装置と共に使用するディスプレイ装置を利用可能にすることであり、これにより、正しいロック状態をよりよく監視することが可能になる。
この問題は、請求項1の特徴を有する迅速交換装置によって、および請求項11の特徴を有するそのような迅速交換装置のためのディスプレイ装置の使用によって解決される。本発明の便利な実施形態および追加の有利な高度な修正は、従属請求項に記載されている。
本発明による迅速交換装置では、ディスプレイ装置は、電気式ロック状態表示器と、ロック要素の伸長されたロック位置でロック状態表示器を作動させ、引き込まれた解放位置およびロック位置とは異なるロック要素の伸長位置で電気式ロック状態表示器を停止させる電気制御ユニットとを含む。つまり、正しいロック状態は、正しいロック状態を示すと規定されている位置に第2の連結要素もある場合にのみ表示される。したがって、正しいロック状態の監視および表示には、ロック要素の位置だけでなく、第2の連結要素の位置も含まれる。その結果、監視機能を向上させ、安全性を高めることができる。
電気式ロック状態表示器の作動は、ロック状態表示器が特定の信号を発することを意味する。電気式ロック状態表示器の停止は、この特定の信号が発せられないことを意味する。この文書の意味の範囲内で、特定の信号が別の信号に置き換えられた場合[原文;特定の信号とは異なる信号が発せられた場合]、電気式ロック状態表示器も停止する。
有利な実施形態では、電気制御ユニットは、ロック要素の移動によって制御され、ロック要素専用の第1のスイッチング要素と、ロック状態表示器/ロック状態表示器を制御するディスプレイ装置専用の第2のスイッチング要素とを備えるスイッチであり得る。
スイッチは、好ましくは、例えばボタンの形態の電気機械式スイッチであり得る。ボタンは、例えば、ローラボタンまたはスライダボタンであり得る。ローラボタンは耐摩耗性があるが、スライダボタンと比較すると、その製造にはかなりの複雑さが伴う。ローラボタンは、例えば、旋回可能に取り付けられたローラの形態で、回転可能に取り付けられたボタン要素であり、ガイドトラック上を転がる。スライダボタンは、旋回可能に取り付けられておらず、ガイドトラック上を摺動または滑走する要素である。
別の有利な実施形態では、単一のスイッチのみが提供される。マルチスイッチシステムと比較して、モノスイッチシステムは単純で安価である。しかしながら、冗長システムの形態の実施形態も考えられ、可能である。
異なるスイッチング構成も可能である。したがって、例えば、非接触スイッチ、例えば、電気および/または磁気近接スイッチなども使用することができる。
可能な実施形態では、第1のスイッチング要素は、第2のスイッチング要素と相互作用する少なくとも1つのカムを有することができる。このカムにより、ロック要素の位置および状態情報を簡単にコード化できる。この情報は、第2のスイッチング要素で取得できる。カムはガイドトラックの一部とすることができる。カムは、それぞれ正の高さまたは負の高さを有する[原文]、ガイドトラックの隆起の形で正に、またはくぼみの形で負に構成することができる。
ロック要素の他の状態、例えばロック要素の特定の中間位置を監視するための準備をすることができる。この目的のために、ボタン部材の形態のセンサが使用される場合、追加のカムがガイドトラックに簡単に追加される。
カムは、特に回転カム、軸方向カム、または直線カムとすることができる。したがって、さまざまな幾何学的に便利な構成を作成できる。カム、より具体的には回転カムのガイドトラックは、その対称軸を中心に回転する回転対称部品の周囲に配置される。カム、より具体的には軸方向カムのガイドトラックは、回転軸を中心に回転する部品の前面に軸方向に配置される。カム、より具体的には直線カムのガイドトラックは、直線移動する部品、例えば棒状部品に沿って配置される。
一実施形態では、ガイドトラックは、複数のカムを含むことができる。カムの高さは、同じでも異なっていてもよい。したがって、ロック要素の位置および/または状態に関するより多くの情報を得ることができる。
第2のスイッチング要素は、連結システム、特に剛性連結システムによって、ロック要素に機械的に接続することができる。そのようなシステムは、ディスプレイ装置の単純で堅牢な実装を容易にする。
電気式ロック状態表示器は、好ましくは、光学および/または音響信号発生器を含む。
光電気(簡単に:光学)および音響電気(簡単に:音響)信号発生器は、機械式表示器装置よりもリアクタンスが低いという利点があり、1秒未満で制御できる。したがって、複雑な信号パターンも可能である。例えば、信号振幅(波長および音響振幅)だけでなく、信号生成のリズムも調整または変更することが可能である。光学信号発生器と音響信号発生器の組み合わせも可能である。
音響信号装置は、例えば、ブザー、サイレン、またはスピーカとすることができる。音響信号装置には、信号発生器と信号受信者との間の視覚的な接触が必要ないという利点がある。さらに、ロック要素のさまざまな位置または状態をさまざまな音響信号でコード化できるため、例えば、連結手順中に、連続する微小なブザー音が発せられ、連結手順が完了した後、短い確認音が発せられる。
電気式ロック状態表示器の光学信号発生器は、好ましくは、拡散光または集中光を発する発光装置である。発光装置は、例えば、LEDまたはレーザとすることができる。光学信号発生器は、一方向にのみまたは複数の方向に光を発するように構成できるという利点を有する。これには、建設機械の危険区域にいる他の人にも迅速交換装置の連結状態を通知できるという利点がある。発光装置には、夜間でも見えるという利点がある。必要に応じて、1つの発光装置または複数の発光装置を設けることができる。発光装置は、単色または複数色を発するように構成することができる。発光装置はまた、特定の間隔で光を発するように構成することができる。
有利な実施形態では、電気式ロック状態表示器および電気制御ユニットは、共有筐体に収容することができる。これにより、天候の影響に対するディスプレイ装置の電気コンポーネントの保護が強化される。加えて、ディスプレイ装置を迅速交換装置に取り付けることは容易であり、特に、すでに作動している迅速交換装置をディスプレイ装置に後付けすることも容易である。
本発明の有利な実施形態では、筐体は透明または半透明にすることができる。その場合、特に発光装置の形態の信号発生器は、筐体の内側に取り付けることができる。このタイプの設計の利点は、半透明の筐体が光拡散器として機能できるため、筐体の半透明の部分が発光装置によって照らされたときに光を発することである。これにより、大表面照明ディスプレイを実装することが可能になり、視認性が向上する。照明ディスプレイは、単色または複数色を発することができる。照明ディスプレイは、単色または複数色を発する複数の発光装置を含むことができる。さらに、筐体は反射面を有することもできる。そのような表面は、光学信号を増幅する、または束ねることさえ可能にする。ロック要素の特定の位置または状態、したがって特定の連結状態は、照明ディスプレイの特定の色の選択によってコード化できる。例えば、ある色での信号発生器の遅い点滅は、ロック要素の解放位置を示し、別の色での高速点滅は、解放位置およびロック位置とは異なるロック要素の位置を示し得る。しかしながら、ロック要素の伸長されたロック位置における正しい連結状態を単に示す単一の信号のみを使用することも可能である。
さらに別の有利な実施形態では、ディスプレイ装置は、外部ディスプレイを接続するためのコネクタを有することができる。外部ディスプレイは、例えば、建設機械の運転室の画面とすることができる。このようなコネクタは、冗長ディスプレイ装置を作成する可能性を提供する。
本発明はまた、上記のような迅速交換装置のためのディスプレイ装置の使用に関する。ディスプレイ装置は、上記の特別な特性および特徴によって際立っている。
本発明のさらなる特有の特徴および利点は、図面を参照して以下の好ましい例示的な実施形態の説明から得られる。
第1の斜視図における迅速交換装置を示す。 図1aの迅速交換装置の第2の斜視図を示す。 図1Aおよび図1B[原文]に示すような迅速交換装置とアダプタとを含む迅速交換システムを示す。 図1Aおよび1B[原文]に示すような迅速交換装置と、解放位置にあるアダプタとを含む迅速交換システムを示す。 図1Aおよび1B[原文]に示すような迅速交換装置と、ロック位置にあるアダプタとを含む迅速交換システムを示す。 図1Aおよび1B[原文]に示すような迅速交換装置と、ロック解除位置にあるアダプタとを含む迅速交換システムを示す。 解放位置にあるディスプレイ装置を示す。 ロック位置にあるディスプレイ装置を示す。 ロック解除された伸長位置にあるディスプレイ装置を示す。
図1a及び図1bは、建設機械、特に掘削機のさまざまなアタッチメント(取り付け具)を容易かつ便利に交換するための迅速交換装置1を示す。このタイプの迅速交換装置は、例えば、スイベルバケット、クロー、シャー、磁石、コンパクタ、油圧ハンマ、または他の機械的および/または油圧アタッチメントを、例えば、図2に示すようなアダプタ2を使用して、掘削機または別の建設車両のブームまたは他のアタッチメント部品に簡単かつ便利に連結および連結解除できる。
図2に示すように、アタッチメントに取り付けることができるアダプタ2は、ベースプレート3と、互いに平行に配置された2つの横側面4とを含み、横側面の間には第1のボルト形状の要素5、そしてそこから所定の距離で、迅速交換装置1への(アダプタの)着脱可能な接続のための第2のボルト形状の連結要素6が配置される。2つのボルト形状の連結要素5および6は、横側面4の相補的なボアに挿入して所定の位置に保持できる。しかしながら、ボルト形状の連結要素5および6は、アタッチメントに直接配置することもできる。
図1aおよび図1bに異なる視点から示す迅速交換装置1は、溶接または鋳造部品の形態の支持体7を含み、支持体7の一方の側には、第1のボルト形状の連結要素5を受け入れて所定の位置に保持するための前方に開いた第1のレセプタクル(容器)8があり、他方の側には、第2のボルト形状の連結要素6を受け入れて所定の位置に保持するための、ロック要素10を備えた下向きに開いた第2のレセプタクル9がある。
図示の例示的な実施形態では、迅速交換装置1は、支持体7の一方の側に第1の連結要素5のための2つの離間したレセプタクル8と、他方の側に第2の連結要素6のための2つのレセプタクル9とを有する。前方に開いた第1のレセプタクル8は、クローまたはフォークの形状に構成される。下向きに開いた第2のレセプタクル9は、第2のボルト形状の連結要素6の当接のための湾曲した下部当接面11を有する。その上面に、支持体9[原文;7]は、互いに平行に配置された2つの横部分12を有し、その中に、迅速交換装置1を掘削機のブームまたは別の構造のコネクタ部分に取り付けるための取り付けボルト(図示せず)のための新奇な開口部13が配置される。
図示の例示的な実施形態では、迅速交換装置1はロックボルトの形の2つのロック要素10も有し、ロック要素10は、支持体7の内部で図1aに示すガイドボア14内に移動可能に案内され、アタッチメントを解放または接続するための引き込まれた解放位置と伸長されたロック位置Vとの間で、図1bに示すH字型シリンダ15の中を一緒に油圧で移動できる。ロック位置Vでは、下向きに開いた第2のレセプタクル9は、第2のボルト形状の連結要素6がロック要素10によって下から係合されるように、ガイドボア14内に配置されたロック要素10によって底面で閉じられる。
さらに、第1の連結要素5のためのレセプタクル8上には、横軸16を中心に旋回する捕捉フック17も配置される。これらの捕捉フック17は、下向きに旋回された連結位置と上向きに旋回された閉位置との間で、ラグ18上を連結要素5によって旋回させることができる。
図3A[原文:図3a]に示すように、迅速交換装置1によってアタッチメントを接続するために、原則として掘削機のブームに配置されている迅速交換装置1が最初に動かされ、これにより、例えば、アダプタ2またはアタッチメント上に配置された第1の連結要素5は、迅速交換装置1の一方の側のクローまたはフォーク形状のレセプタクル8内に引き込まれる。第1の連結要素5がレセプタクル8に正しく係合すると、捕捉フック17もまた、ラグ18上を、下向きに旋回する連結位置から上向きに旋回する閉位置に移動する。連結位置での第1の連結要素の係合の間、ロック要素10は、支持体7の内側で完全に引き込まれた解放位置Lにある。
ロック要素10がまだ引き込まれた状態の迅速交換装置1は、次に、第1のボルト形状の連結要素5を中心に旋回され、それにより、図3bに示すように、アダプタ2またはアタッチメントの第2の連結要素6は、迅速交換装置1の他方の側にある下向きに開かれたレセプタクル9の当接面11に当接するようになる。続いて、迅速交換装置1の支持体7のガイドボア14に移動可能に配置されたロック要素10は、図3bに示すように、油圧でロック位置Vに伸長することができ、それにより、第2のボルト形状の連結要素6が、迅速交換装置1の2つのロック要素10によって下から係合され、アタッチメントが迅速交換装置1の所定の位置に保持される。
ただし、不適切な操作を行うと、連結が誤動作し、ロックが失敗する可能性がある。例えば、連結要素5がそれらの正しいロック位置に係合する前に、すなわち支持体7の下部当接面11に当接する前にロック要素11が伸ばされると、連結の誤動作が発生する。これは、例えば、操作エラーまたはアダプタ2と迅速交換装置1との間のほこりの蓄積により、迅速交換装置1が適切に下げられていない場合である。この場合、ロック要素10は伸長位置で移動するが、アダプタ2の連結要素5を捕捉して、それらを迅速交換装置1の支持体7に押し付けることはない。図3cに示すように、ロック要素10は、ボルト形状の連結要素5の上方で伸長位置に移動するため、アダプタ2と迅速交換装置1との間のしっかりした接続は確立されない。連結要素5が正しい位置になく、その結果制限停止がない場合、ボルト形状のロック要素10は、図3bに示すロック位置Vを超えて、図3cに示すロック解除された伸長位置Uに移動する。伸長されたロック要素10にもかかわらず、ロックの障害が発生しているため、迅速交換装置1が持ち上げられると、アダプタ1[原文;2]は、それに接続されたアタッチメントとともにレセプタクル9から抜け出る可能性があり、必要であれば、捕捉フック17によって捕捉されなければならない。正しいロック状態を監視するために、ロック要素10に連結されたディスプレイ装置19が、迅速交換装置1の支持体7上に配置されている。
図4a~図4cに示すように、ディスプレイ装置19は、正しいロック状態、またはより具体的には、引き込まれた解放位置と、伸長されたロック位置Vと、ロック位置とは異なるロック解除された伸長位置Uとの間を移動するロック要素10の正しい位置を監視するための電気制御ユニット21と、制御ユニット21に接続され、第1の信号によって少なくとも1つの正しいロック位置Vを示し、第2の信号によって正しいロック位置Vとは異なるロック解除された伸長位置Uおよび/またはロック要素10の引き込まれた解放位置を示す電気式ロック状態表示器20とを含む。図示の例示的な実施形態では、第2の信号は、第1の信号を停止するようにのみ機能する。
図示の例示的な実施形態では、信号発生器21[原文;27]を制御するための電気制御ユニット21は、ロック要素10専用の第1のスイッチング要素22およびロック状態表示器20専用の第2のスイッチング要素23を有するスイッチの形態で実装され、このスイッチは、ロック要素10の移動によって作動する。第2のスイッチング要素23は、第1のスイッチング要素22によって作動する軸方向に移動可能なボタンの形態で実装される。ボタンはローラボタンである。第1のスイッチング要素22は、第2のスイッチング要素23と相互作用するカム24を備えたカムスライド(線形カム)の形態で実装される。しかしながら、電気制御ユニット21は、非接触スイッチ、例えば、誘導近接センサなどとすることもできる。
図示の例示的な実施形態では、カムスライドは、単一のカム24のみを備えたガイドトラックを含み、カム、より具体的には、カムの位置は、ロック要素10の正しいロック位置Vをコード化する。この例では、カムは、特定の高さを有する洞状の隆起の形態で実装される。第1のスイッチング要素22は、ここではカム24を備えたカムスライドの形態であり、図2に示す剛性結合システム25および保持固定具26によって、ロック要素10を移動させる働きをするシリンダ15に接続される。シリンダ15がロック要素10を図3a~図3cに示す位置に移動させると、結合システム25は、カム24を備えたカムスライドの形態で実装される第1のスイッチング要素22を、図4a~図4cに示す位置に移動させる。
電気制御ユニット21は、信号発生器を含む電気式ロック状態表示器20が、ロック要素10が図3bに示すロック位置Vにある場合にのみ作動するように構成される。
図示の例示的な実施形態では、電気制御ユニット21によって制御される電気式ロック状態表示器20の信号発生器は、ここでは発光ダイオードの形態の2つの発光装置を備えた光学信号発生器27の形態で実装される。2つの個別の発光装置を使用すると、照明ディスプレイの視認性が向上する。発光要素の代わりに、または発光要素に加えて、電気式ロック状態表示器は、例えばスピーカなどの音響信号発生器を有することもできる。
ロック位置Vでは、ロック状態表示器20は、発光装置の形態で作動する。すなわち、ここでは第2のスイッチング要素22の形態の制御ユニット21は、発光装置を操作するための電気回路を閉じる。第2のスイッチング要素は、アナログスイッチとして機能するか、そのようなスイッチに接続されるので、カム24によって偏向される第2のスイッチング要素23は、電気式ロック状態表示器を直接制御する。しかしながら、電気回路を間接的に閉じるために、第2のスイッチング要素23の上流または下流に電気制御ユニットを配置することも可能であり得る。電気回路は、建設機械の電源システムの一部である電気回路とすることができる。しかしながら、電気ディスプレイ装置19が、例えば充電式電池要素によって独立して電力を供給されることも考えられ、可能である。このような電池要素は、例えば、筐体28の内部に配置することができる。ロック要素10がロック位置Vから外れるとすぐに、ローラボタンの偏向がカムスライドのベースラインに戻り、発光装置への電力供給を遮断し、それによって電気式ロック状態表示器を停止させる。
図面に示していない他の実施形態では、カムスライドは、高さが異なる複数のカム24を有し、カムは、ロック要素10のさまざまな位置および/または状態をコード化する。
汚れ、損傷、天候の影響から保護するために、電気式ロック状態表示器20および電気制御ユニット21は、共有筐体28に収容されている。ここでは長方形の形をした筐体の上面には、透明なカバープレートがある。しかしながら、筐体はまた、他の側に透明な要素を有してもよく、または全体的に完全に透明であってもよい。例示的な実施形態に示していない筐体の他の形状、特に、円形、半円形、またはドーム状の筐体形状が可能である。形状設計により、複数の角度からの視認性を良好に向上させることができる。さらに別の実施形態では、筐体は部分的または完全に半透明とすることができる。この場合、グレアが低減され、発光面が拡大される。
筐体28上には、外部ディスプレイ等への接続用のコネクタ29が配置されている。コネクタを介して、信号をディスプレイ装置から取り出し、例えば建設機械の運転室にある外部画面に出力するために送信することができる。
参照符号のリスト
1 迅速交換装置
2 アダプタ
3 ベースプレート
4 横側面
5 第1の連結要素
6 第2の連結要素
7 支持体
8 第1のレセプタクル
9 第2のレセプタクル
10 ロック要素
11 当接面
12 横部分
13 開口部
14 ガイドボア
15 シリンダ
16 横軸
17 捕捉フック
18 ラグ
19 ディスプレイ装置
20 電気式ロック状態表示器
21 電気制御ユニット
22 第1のスイッチング要素
23 第2のスイッチング要素
24 カム
25 結合システム
26 保持固定具
27 信号生成器
28 筐体
29 コネクタ

Claims (11)

  1. 建設機械のアタッチメントを自動的に交換するための迅速交換装置(1)であって、支持体(7)の一方の側に配置された、第1の連結要素(5)を受け入れるための第1のレセプタクル(8)と、前記支持体(7)のもう一方の側に配置された、第2の連結要素(6)を受け入れるための第2のレセプタクル(9)であって、前記アタッチメントを連結または連結解除する解放位置と、前記アタッチメント(2)を前記迅速交換装置(1)の所定の位置に保持するためのロック位置(V)との間で移動させる少なくとも1つのロック要素(10)を備える第2のレセプタクル(9)と、前記ロック状態を監視するための前記支持体(10)に配置されたディスプレイ装置(19)とを含み、前記ディスプレイ装置(19)は、電気式ロック状態表示器(20)と、前記ロック要素(10)の伸長されたロック位置(V)で前記電気式ロック状態表示器(20)を作動させ、引き込まれた解放位置および前記ロック位置とは異なる前記ロック要素(10)の伸長位置(U)で前記電気式ロック状態表示器を停止させる電気制御ユニット(21)とを含むことを特徴とする、迅速交換装置(1)。
  2. 前記電気制御ユニット(21)は、前記電気式ロック状態表示器(20)を制御するための前記ロック要素(10)の移動によって制御されるスイッチの形態で実装され、このスイッチは、前記ロック要素(10)専用の第1のスイッチング要素(22)および前記ロック状態表示器(20)専用の第2のスイッチング要素(23)を有することを特徴とする、請求項1に記載の迅速交換装置(1)。
  3. 前記第2のスイッチング要素(23)は、前記第1のスイッチング要素(22)によって作動するボタンの形態で実装されることを特徴とする、請求項2に記載の迅速交換装置(1)。
  4. 前記第1のスイッチング要素(22)は、前記第2のスイッチング要素(23)と相互作用する少なくとも1つのカム(24)を含むことを特徴とする、請求項2または3に記載の迅速交換装置(1)。
  5. 前記第2のスイッチング要素(23)は、結合システム(25)、特に剛性結合システムによって前記ロック要素(10)に機械的に接続されることを特徴とする、請求項2または3に記載の迅速交換装置(1)。
  6. 前記電気式ロック状態表示器(20)は、少なくとも1つの光学および/または音響信号発生器(27)を含むことを特徴とする、請求項2から5のいずれか一項に記載の迅速交換装置(1)。
  7. 前記電気式ロック状態表示器(20)の前記光学信号発生器(27)は、発光装置の形態で実装されることを特徴とする、請求項6に記載の迅速交換装置(1)。
  8. 前記電気式ロック状態表示器(20)および前記電気制御ユニット(21)は、共有筐体(28)に収容されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の迅速交換装置(1)。
  9. 前記筐体(28)は透明または半透明であることを特徴とする、請求項8に記載の迅速交換装置(1)。
  10. 前記ディスプレイ装置(19)は、外部ディスプレイを接続するためのコネクタ(29)を有することを特徴とする、請求項1から9のいずれかに記載の迅速交換装置(1)。
  11. 建設機械のアタッチメントを自動的に交換するための迅速交換装置(1)のためのディスプレイ装置(19)の使用であって、支持体(7)の一方の側に配置された、第1の連結要素(5)を受け入れるための第1のレセプタクル(8)と、前記支持体(7)のもう一方の側に配置された、第2の連結要素(6)を受け入れるための第2のレセプタクル(9)であって、前記アタッチメントを連結または連結解除する解放位置と、前記アタッチメント(2)を前記迅速交換装置(1)の所定の位置に保持するためのロック位置(V)との間で移動させる少なくとも1つのロック要素(10)を備える第2のレセプタクル(9)と、前記ロック状態を監視するための前記支持体()に配置されたディスプレイ装置(19)を含み、前記ディスプレイ装置(19)は、電気式ロック状態表示器(20)と、前記ロック要素(10)の伸長されたロック位置(V)で前記電気式ロック状態表示器(20)を作動させ、引き込まれた解放位置および前記ロック位置とは異なる前記ロック要素(10)の伸長位置(U)で前記電気式ロック状態表示器を停止させる電気制御ユニット(21)とを含むことを特徴とする、ディスプレイ装置(19)の使用。
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