CN102271930B - 书写用具及用于书写工具的具有内槽的笔帽 - Google Patents

Abstract

本发明的书写用具包括书写主体和活动笔帽(C)，该活动笔帽用来在笔帽位于与书写主体接合的位置时覆盖住笔尖。该笔帽具有底部(35)、管状壁(32)，该管状壁纵向延伸在与底部(35)接触的第一端部(20a)和限定出开口(24)的第二端部(20b)之间。管状壁(32)有利地具有内表面，该内表面为凸起轮廓(31)，能够在接合位置与书写主体(10)凸起处啮合，笔帽(C)的内表面具有至少一个设置在两个所述凸起(31)之间、且延伸至管状壁的第二端部(20b)的槽(33)。因此在装配期间，槽防止压力施加到笔帽(C)上，且在除去笔帽期间防止负压施加到笔帽上，在不会阻碍除去笔帽的同时还保持了设计特有的简化性。

Description

书写用具及用于书写工具的具有内槽的笔帽

技术领域

本发明涉及如钢笔之类的书写用具，且特别地涉及包括如下部分的书写用具：从具有与书写主体制成一体的笔尖的一端延伸的书写主体，以及活动笔帽，该活动笔帽位于与书写主体接合的位置时覆盖住笔尖，所述笔帽具有底部、管状壁，该管状壁沿着与底部接合的第一端部和限定轴向开口的第二端部之间的中心轴线延伸，所述管状壁具有内表面，在内表面上的凸起能够通过与书写主体在连接位置处啮合来保持住笔帽。

背景技术

上述类型的书写用具，比如圆珠笔，可以存储水性墨或任何标准墨水。当书写用具不用的时候，笔帽覆盖住笔尖使得可以避免笔尖的过度干燥。相对于外界实施的密封可以借助于笔帽的管状壁在相邻于笔尖的书写主体端部处的环状接触来实现。在某些情形中，笔帽包括仅盖住笔尖的内笔帽。

然而，当书写用具的主体与笔帽接合时，笔帽内的空气被压缩，因而在笔帽内产生压力增大，有些使用者有时会注意到这一情况。当笔帽移开时，遍布笔帽内部的空气压力突然降低，导致墨水的释放和抽吸。在正常使用过程中，当笔帽交替地与书写用具的主体接合及从主体上移开时，大量的墨水可能会被释放出来且有被浪费的风险，比如在气孔腔的挡板处产生的堵塞的情况下。发明者发现，每当使用液状墨水，不论是存储于自由墨水储液池中，还是存储于纤维缓冲层中液体墨水的情形，这一现象都可能被注意到。

用来平衡笔帽中内部压力的方法包括在开口的对面做一个孔。因此，在文献US 5,441,356中提供了气流通道，从而当笔帽安装到钢笔主体上时避免笔帽内部发生增压。这个通道形成在笔帽的底部，并通过与弹簧配合的密封阀进行封闭。有了这种类型的装置，空气可就在连接之前通过该孔退出，且当笔帽保持固定在钢笔主体上时，弹簧使之可以封闭空气通道。笔帽的一些局部内凸起通过与形成在钢笔主体的外缘上的环状突起部啮合而保持该封闭位置。

这种类型书写用具的缺点在于密封系统的复杂性，这个密封系统需要多个部件，包括弹簧。而且笔帽的组件更为昂贵，从而限制了具有这样一个系统的钢笔的吸引力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种书写用具，其在笔帽连接和移除操作过程中避免墨水损失且具有简单的设计。

为此目的，根据本发明的书写用具，其特征在于，笔帽的内表面具有至少一个设置在两个所述凸起之间、且延伸至管状壁的第二端部的槽。

因此，在闭合操作中，通过延伸到第二端部的槽使得积聚在笔帽底部的空气实现向着笔帽中开口的流动。槽被用作插入到笔帽和书写主体之间的空气通道。这样可以防止在笔帽装配期间的增压或者笔帽移除期间的负压，(一个或多个)槽起到了压力平衡的功能。此外，这种布置不会妨碍笔帽的保持以及笔帽的底部可具有简单的设计。

根据进一步的特征，书写用具包括与笔帽制成一体的密封元件，其设置在所述至少一个槽和笔帽的第一端部之间。密封元件包括例如形成在笔帽内表面上的环形肋，距离所述第一和第二端部有一定距离，所述至少一个槽延伸至笔帽的中间区域，且靠近环形肋。因此当肋处于连接位置时环状密封接触可得以实现，以防止笔尖的干燥。槽封住环形肋从而实现密封接触，使得当书写用具的书写端部进入笔帽时，积聚在笔帽底部的所有多余空气通过槽排出。

根据进一步的特征，书写主体包括自由墨水盒，该墨水盒包括储液池和设置在笔尖和储液池之间的内空腔，该空腔与储液池连通且穿过书写主体外侧上的开孔直接与外侧连通，所述空腔适于用来吸收渗漏的墨水。因此，当使用对压力变化敏感的墨水系统时，可以避免渗漏，且具有一个或多个槽的笔帽还能在笔帽移除阶段限制墨水的任意移动，从而避免渗漏。根据进一步的特征，在所述管状壁的内表面上至少有两个槽，交替位于所述凸起和槽之间。优选地，凸起数量至少为三个，以圆周方式分布，其中，槽的数量可以等于所述凸起的数量。每个槽在大体上平行于中心轴线的方向上延伸，且成套的槽限定出位于轴线开口处的正多边形的顶点。通过这样分布的布局，在笔帽装配期间不论笔帽和书写主体之间如何相对倾斜，空气都可轻易地跑出。

根据进一步的特征，每一个槽相邻于并隔开所述凸起的其中两个。因此，笔帽圆周上的凹谷和峰顶的布置能使得在笔帽装配期间笔帽可以非常有效地保持住，且同时仍能优化压力平衡的效果。在笔帽上分布有凸起的环状区域处，凸起和槽可以进而占据笔帽内圆周的一半以上的空间，比如至少为这个内圆周的75％。

根据进一步的特征，(一个或多个)槽相对于密闭元件的间距位于0.1-0.5mm之间。因此，槽的端部最接近笔帽的密闭区。由于槽的设置(其长度可以为笔帽深度的40％或更多)，可通过槽排出的空气量会更大，且书写主体插入到笔帽时，甚至当书写主体的抓握部分被笔帽紧紧包围时，压缩在笔帽底部的空气也可以逸出。然而，太过靠近也是要避免的，这样才不会导致密封元件的非均匀变形。

根据进一步的特征，书写主体具有临近于笔尖的圆柱状抓握表面，这个抓握表面具有突出的环状突起部，用以与所述凸起配合，突出的突起部设置在笔尖的对面，从而使得所述抓握表面完全被笔帽盖住。该凸起因此靠近所述第二端部设置。

因此，通过凸起实现的保持，优选为靠近笔帽开口处，相当于通过材料与材料之间的接触来固定，如塑料与塑料，当大部分初始容纳在笔帽中的空气排出时，这使得笔帽的装配得以实现。槽是长条形的，且形成在笔帽上，其长度通常大于2cm，优选地大于4cm，这样当书写时使用的书写主体的抓握部分被盖住。

根据进一步的特征，笔帽的管状壁的至少向着所述第二端部的外表面是光滑的，笔帽具有圆形横截面。因此，笔帽易于抓取且具有没有脊状突起的表面，使得接触起来更为舒服。因而，光滑外表面和槽式内表面之间的形状是有差别的。笔帽的厚度仍然较小且可以在例如最大值1mm到最小值0.6mm之间变化。因此笔帽在每一个槽处具有的厚度为笔帽一般厚度的40％-70％之间。

根据进一步的特征，书写主体具有包含轴向面的环状肩部，该轴向面与位于接合位置的笔帽的第二端部接触。因此当笔帽闭合时，书写用具具有平常的外表，因为笔帽所搁靠的肩部，能够至少部分地封闭住形成在笔帽内的槽。

根据进一步的特征，书写主体包括墨水盒和部分地覆盖住设置在所述笔尖对面的墨水盒的笔筒，墨水盒具有阳螺纹，使得笔筒可以被固定，所述肩部由所述笔筒的一端形成。因此，一般不具有外凸起且对于使用者而言可舒适地握持的笔筒，可有利地设置在笔帽延伸部上，并封住每一个槽的出口。

附图说明

在下面对借助于非限定性实例给出的一些实施例的描述过程中，参照附图，将使本发明的其余特点和优点变得清晰明了，其中：

-图1是根据本发明优选实施例的沿笔帽主体的第一纵向截面图；

-图2是图1笔帽主体沿着第二纵向截面方向的视图；

-图3A和3B分别显示了图2中所示的笔帽主体管状壁的第一和第二细节图；

-图4为墨水盒和构成钢笔主体的相应笔筒的分解图，笔筒能够与根据本发明的笔帽相配合；

-图5为构成根据本发明的笔帽的元件的分解图；

-图6为图1和2的笔帽开口的轴向视图；

-图7和8显示了笔帽和钢笔主体接合的位置。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。书写用具1可通过任何的书写，擦除或高亮介质(后面称为墨水)进行书写。

参照图1、2、4和5，书写用具1包括书写主体10和活动笔帽C，笔帽适于在接合位置覆盖住书写主体10的一端或其他端(10a，10b)。笔尖11安装在书写主体10的一端(10a，10b)上。通过非限定性实例，书写主体10可以包括塑料材料制成的管状部分12，它包围住墨水存储器13，并能容纳支撑笔尖11的墨水进给装置14。

在图4的实施例中，具有墨水存储器13的管状部分12，墨水进给装置14和笔尖11限定了墨水盒15。墨水盒15插入到笔筒16中，且可以永久地或可移动地连接到这个笔筒16上。在图4的实例中，紧固是可解除的，且可以使用外部地形成在墨水盒15的管状部分12上的阳螺纹实现。笔筒16可以包括形成在其内壁上的阴螺纹，这样笔筒16和墨水盒15可以相互可拆卸地固定。可以理解的是，这样当墨水用完时，替换的墨水盒可以随后被插入笔筒16中。可以采用不同类型的紧固方法，比如，非限定性的，通过压配合、锁定来实现的接触紧固。还可以采用化学结合或者超声波结合，在此情形中，墨水盒15就不再能够从笔筒16上移除。可选地或附加地，书写用具1可以包括包含有墨水存储器13的可移除储液池。这种情况下，这个储液池被安装到墨水盒15的后部。

如图5、7和8所示，书写用具1包括能与书写主体10配合的笔帽C。笔帽C可以具有管状笔帽主体20，内笔帽21和夹片22，以及位于笔帽C一端20a的插入部23，从而可以永远地将夹片22固定到笔帽主体20上。内笔帽21用于防止笔尖11干燥。当然在笔帽C的某些实施例中可以省略掉内笔帽。笔帽C的轴向开口24具有的内径大体上对应于书写主体10的抓握部分30的外径。这个抓握部分30可以是圆柱状的或具有在书写操作时适于夹持在拇指和食指之间的不同形状。在图4、7和8的非限定性实例中，抓握部分30形成了墨水盒15的一体部分。

在本发明的优选实施例中，笔帽C的主体20具有凸起31，当笔帽C位于接合位置时，其能与书写主体10啮合。如图1和2中所见，凸起31可以分布在接近笔帽C的轴向开口24处的圆上。这些凸起31例如由向着笔帽C的中央轴线Z径向突出的突起部形成。笔帽主体20的管状壁32还在其内表面上具有在其厚度上形成的一个或多个槽33。这些槽33轴向地延伸在笔帽C的中间区域M和笔帽C的开口24形成的端部20b之间。每一个槽33设置在相邻的两个凸起31之间。每一个槽33的截面可对应于“U”，比如像图6中所示的向外展开的U形。设置在开口24对面的槽33的端部可以具有缩减的深度。换句话说，槽33可以由侧面的斜坡组成，且一个斜坡位于开口24的对面。厚度的变化不要过于突然。这种槽使得可以避免从笔帽C外面看得到的空腔或标记，尤其是当壁部很薄时。

参照图4、7和8，书写主体10的抓握部分30具有圆柱状表面，该表面上具有突出的环状突起部B，从而可以与凸起31配合。此处环状突起部B设置在笔尖11的对面，从而使得抓握部分30可以完全被笔帽C覆盖住。在变形实施例中，能与凸起31配合的接合装置可以具有不同于环状突起部的形状，比如，非限定性地，一个或多个形状，每一个都延伸在不到抓握部分30的一半圆周上。

可以从图8中清楚地看到，局部凸起的啮合在笔帽C到达其封闭位置时发生，这一啮合产生了锁合效果。在这个位置，凸起31因而使笔帽C保持在书写主体10上，这样笔帽C不能在使用者不作用的情况下脱离书写主体10。一旦使用者从环状突起部B上解开凸起31，移除就变得特别容易。

根据图1和2，可选地，笔帽主体20的管状壁32在其内表面上还具有环形肋34或类似的旨在密封住笔帽C内容积的凸起，该环形肋或凸起在笔帽C装配到书写主体10时位于笔帽的底部35处。槽33延伸在离底部35相隔一定距离处，位于笔帽C的出口和相邻于环形肋34的水平位置之间。这个环形肋34的位置在比如接近或并入笔帽C的横向中间平面上，且一般与笔帽主体20的端部20a、20b相隔更大的间距。

如图1、2、3A、7和8所示，形成在笔帽主体20内部的环形肋34使得靠近底部35的空气容积V得到限制，当笔帽C位于完全接合位置时防止这些空气逃逸到外部。在将书写主体10插入到笔帽C内时，槽33实现压力平衡功能，直到凸缘或环形肋34与书写主体10发生先前的接触的时刻。这个接触在摩擦力下实现，并且能就在通过凸起31锁定书写主体10之前或同时发生。因此，最迟当凸起31与书写主体10的环状突起部B啮合时，绕着笔尖11的空气容积V被密封起来。图7和8显示了通常密封膜形成的中间区域M。

槽33不妨碍凸起31的保持功能，因为它们与凸起31相交替。每一个槽33因而在大体上平行于中央轴线Z的方向上延伸。每一槽33构成了使得靠近笔帽C底部35的积聚空气穿过轴向大开口24逸出的通道。非限定性地，槽33的数量可以大于或等于3。在图6的实施例中，笔帽主体20的管状壁32厚度上形成了六个槽33。这些槽33因而形成了笔帽C轴向开口24处的正六边形的顶点。当然，槽与槽之间的角度间隙可以不是60°。

参照图1-2及6-8，其显示了笔帽C的内部，凸起31圆周地分布。在所示实例中，笔帽具有圆形截面。在此情况下，有一个与内接于横向平面的成组的凸起31相接触的虚拟圆，优选地垂直于轴线Z且具有仅仅小于环状突起部B的直径D2的直径D1。凸起31和槽33延伸至，比如至少超过笔帽C内圆周的75％，优选地至少超过90％。在图1和2中，每一个槽33分隔开两个相邻的凸起31。两个连续凸起31之间的间隙可以因此大体上对应于槽33的宽度。

管状壁32的外表面优选地是光滑的，至少向着笔帽C的开口24的部分是光滑的。更一般说来，相对于槽33的位置没有狭槽或者相似的纵向凸起，且槽33完全设置于笔帽C中。这个壁32上的不粗糙使得使用者抓握书写用具1的触感更为舒服。书写用具1的笔筒16可以与墨水盒15配合，且采取与槽33出口相对的位置，如图7和8所示。通过实例可知，笔筒16具有的外径可以大体上等于或者稍小于笔帽C外径，而仍然能够封闭住每一槽33的出口。

在可选的实施例中，笔帽C内的密封可以通过笔筒16和笔帽主体20的端部20b之间的环形密封接触来实现。为了达到这一目的，可选择性地涂覆密封涂层或者安装垫圈(未示出)，或者将它们放置在临近笔筒16的端部处，该笔筒16的端部靠近书写主体10的抓握部分30。这个密封可以补充或取代由环形肋34产生的密封。可以理解，笔帽C内的密封因而可以通过笔帽C的端部20b处的环状边缘和书写主体10的肩部40之间的密封接触来获得。这个环状肩部40具有轴向面，该轴向面在接合位置与笔帽C的第二端部20b接触，该肩部可选地仅仅用来延伸笔帽C，且至少部分地闭合槽33的出口，而不需要密封接触。这个肩部40可以与墨水盒15制成一体或由环组成。

在图7和8的实例中，墨水盒15具有阳螺纹17，使得笔筒16得以固定，且墨水盒具有靠近这个螺纹17的径向环状凸起45。环状凸起45为完全拧入墨水盒15内的笔筒16限定出止挡部。那么，当凸起31在环状突起部B的后部啮合时，笔筒16起作笔帽C的止挡部，如图8所示。在变形实施例中，笔帽C的轴向锁定可以在墨水盒15处实现。如图1、2和8所示，笔帽C可具有向着第二端部20b放大的内径。这使得可以适应环状凸起45。

在每一个槽33处，厚度e2可在笔帽C的基本厚度e1的40-70％之间，如图6、7和8所示。空气通道的截面高度可以最大化。在注塑形成笔帽C的情况下，保持的厚度e2可以限制在约0.6mm，这个厚度在注塑过程中能保持不足以产生填充问题。可以理解，当笔帽C位于接合位置时，只有形成在书写主体10上的环状突起部B的非连续部分才与笔帽C接触。

非限定性地，笔帽C的长度可以为至少2cm，且优选地为4-5cm。凸起31靠近限定出笔帽C的轴向开口24的端部，且距离开口24边缘的间距例如为槽33长度的10-25％。因此，只有在行程的端部，在笔帽C的连接操作期间，凸起31与环状突起部B或其他任何形成在书写主体10的抓握部分30的后端上的紧固元件啮合。可以理解，槽33的长度可以基本上与书写主体10的抓握部分30的长度相应，槽形成在环状突起部B或类似物及固定有笔尖11的管状部分12上端之间。在附图的实施例中，不同槽33的长度相同且至少为笔帽C深度50的40％。更一般的说来，每一个槽33的长度取决于书写主体10的结构，且还可以根据笔帽C的整个形状进行调整。

图4中所示的墨水盒15可包括用于向笔尖进给墨水的装置14，其与适于吸收墨水渗漏(未示出)的空腔相组合。墨水盒15被笔筒16覆盖的部分大体上对应于墨水储液池，且空腔设置在装置14和这个存储墨水存储器13的储液池之间。墨水进给装置，例如与管状部分12，界定了与储液池连通的空腔。这个空腔通过向外侧开的孔(未示出)与外侧直接连通。由于压力平衡及有这样一个吸收墨水渗漏的空腔，墨水渗漏的风险变得极其小。

本发明的一个优点在于笔帽C的作用，通常长到足够盖住书写体10的抓握部分30，从而释放困在笔帽内的空气并因此实现压力平衡，而不会使笔帽C的设计出现笨重和/或组装困难等方面的问题。

在变形中，(未示出)，内笔帽可以为空腔形式，用来接收和包住笔尖11。内笔帽的空腔具有开口，开口的边缘延伸在书写主体10的端部上的接触母线。这防止了笔尖11上的墨水干涸，且不会导致边缘的墨水滴在笔尖11上。这防止在后来使用书写用具1时弄脏书写介质。

有利地，内笔帽因而可以安装在弹簧上，该弹簧推动这个内笔帽的空腔孔边缘抵靠住书写主体10的径向肩部。内笔帽21还可以由弹性体材料制成或者具有涂敷弹性体的边缘，从而提供接触母线上的密封。

对于包括液状墨水储液池的书写主体，通过进入书写主体10的圆锥形部分内的之字形通道开口连接到外部，如果内笔帽的空腔还覆盖着之字形通道出口孔的话，这会是有利的。

空气排出槽33的存在，因而特别地有利于防止从书写用具1的储液池中发生墨水泵出情况。

可以理解，上述的每一实施例的形式和细节都可单独使用或者组合使用。对本领域技术人员而言必须清楚的是，本发明可在不偏离本发明所述的应用领域的情况下，允许有许多其他特定形式的实施例。特别地，尽管说明书提及的槽33形成在平行于中央轴线Z的笔帽C厚度上，并具有恒定宽度，但本领域技术人员可领会到在笔帽C闭合过程中，任意其他具有纵向部件的通道形式都适合允许空气穿过笔帽C的开口24逸出。可以理解，产生在笔帽C内表面上的槽33可以由笔帽C内侧的特定布置获得。比如，至少一个槽33可通过笔帽C的内部件上的狭槽形成，或者通过笔帽C内表面的组成部分的不同元件之间的间隔形成。

Claims (15)

1.书写用具，包括从具有笔尖(11)的一端(10a)延伸并与笔尖制成一体的书写主体(10)，以及活动笔帽(C)，当笔帽位于与书写主体(10)接合的位置时该笔帽(C)覆盖住笔尖(11)，所述笔帽(C)具有底部(35)、管状壁(32)，该管状壁沿着中央轴线(Z)延伸在与底部(35)接合的第一端部(20a)和限定轴向开口(24)的第二端部之间，所述管状壁(32)具有内表面，在内表面上的锁合凸起(31)能够通过与书写主体(10)在接合位置啮合来保持住笔帽(C)，其特征在于，所述锁合凸起(31)通过实现所述笔帽的装配的接触与所述书写主体(10)相结合，并且笔帽(C)的内表面具有至少一个设置在两个所述锁合凸起(31)之间、且延伸至管状壁(32)的第二端部(20b)的槽(33)。

2.根据权利要求1所述的书写用具，其特征在于，包括与笔帽(C)制成一体的密封元件，其设置在所述至少一个的槽(33)和笔帽的所述第一端部(20a)之间。

3.根据权利要求2所述的书写用具，其特征在于，其中密封元件包括形成在笔帽(C)内表面上的环形肋(34)，距离所述第一端部和第二端部(20a，20b)有一定距离，所述至少一个的槽(33)延伸至笔帽的中间区域(M)且接近于环形肋(34)。

4.根据权利要求2或3所述的书写用具，其特征在于，其中所述至少一个的槽(33)相对于所述密封元件的间距在0.1-0.5mm之间。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的书写用具，其特征在于，其中书写主体(10)包括自由墨水盒(15)，墨水盒(15)包括储液池和设置在笔尖(11)和储液池之间的内空腔，该空腔与储液池连通且穿过书写主体(10)外侧上的开孔直接通向外侧，所述空腔适于用来吸收渗漏的墨水。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的书写用具，其特征在于，其中在所述管状壁(32)的内表面上至少有两个槽(33)，所述管状壁(32)交替位于所述锁合凸起(31)和所述槽(33)之间。

7.根据权利要求6所述的书写用具，其特征在于，其中每一个槽(33)相邻于并隔开所述锁合凸起(31)的其中两个。

8.根据权利要求6所述的书写用具，其特征在于，其中所述锁合凸起(31)数量至少为三个且以圆周方式分布，槽(33)的数量等于所述锁合凸起的数量，每一个槽(33)在大体上平行于中央轴线(Z)的方向上延伸，且成组的槽限定出位于轴向开口(24)处的正多边形的顶点。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的书写用具，其特征在于，其中锁合凸起(31)设置为靠近所述第二端部(20b)且与远离笔尖(11)的书写主体(10)部分啮合。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的书写用具，其特征在于，其中书写主体(10)具有临近笔尖(11)的圆柱状抓握表面，这个抓握表面具有突出的环状突出部(B)，用以与所述锁合凸起(31)配合，突出的突出部(B)设置在笔尖(11)的对面，从而使得所述抓握表面完全被笔帽(C)覆盖。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的书写用具，其特征在于，其中笔帽(C)的管状壁(32)的至少向着所述第二端部(20b)的外表面是光滑的，笔帽具有圆形横截面。

12.根据权利要求6所述的书写用具，其特征在于，其中笔帽(C)在每一个槽(33)处具有的厚度(e2)为笔帽一般厚度(e1)的40至70％之间。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的书写用具，其特征在于，其中书写主体(10)具有包含轴向面的环状肩部(40)，该轴向面与位于接合位置的笔帽(C)的第二端部(20b)接触。

14.根据权利要求13所述的书写用具，其特征在于，其中书写主体(10)包括墨水盒(15)和部分地覆盖住设置在所述笔尖(11)对面的墨水盒(15)的笔筒(16)，墨水盒(15)具有阳螺纹(17)，使得笔筒(16)可以被固定，所述肩部(40)由所述笔筒(16)的一端形成。

15.根据权利要求6所述的书写用具，其特征在于，在笔帽(C)上分布有所述锁合凸起(31)的环状区域中，锁合凸起(31)和槽(33)占据了笔帽(C)内圆周的至少75％。

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