CN107257746B - 滚动组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滚动组件，其包括：轮胎P，至少一个适配器，轮辋J；所述适配器在胎圈中的一个与轮辋之间提供连接；所述轮辋具有两个轮辋座(7)以及两个轮辋凸缘(8)；所述适配器具有轴向内端(10)，其用于装在轮辋座(7)上并且包括内增强元件(20)；轴向外端(9)，其包括外增强元件(16)；主体(11)，其将所述外端(9)连接至所述内端(10)以形成单一件并且包括至少一个主增强件，所述主增强件在所述外增强件(16)与所述内增强件(20)之间提供连接；大致圆柱状的适配器座(18)，其用于接收所述胎圈中的一个，所述座(18)位于所述主体(11)的轴向外端(9)；接收器支撑面(21)，其大致包含于垂直于旋转轴线的平面中，所述支撑面(21)位于轴向外端的轴向内面上。所述组件特征为轴向外端(9)的增强元件(20)完全位于支撑面(21)轴向外侧，并且主体与适配器座(14)相对处包括环形座增强件(19)，并且适配器包括至少一个能够拆卸的或固定的导电带(22)，所述导电带(22)在所述适配器的环状周边的全部或部分上设置，并且沿着从适配器座(14)延伸至轮辋凸缘(8)的整个路径设置。
Description
技术领域
本发明涉及一种滚动组件，其主要由轮胎和轮辋形成并且用于乘用车和箱式汽车。
背景技术
本发明中使用的定义的提示在下面给出：
“轴向方向”为平行于轮胎的旋转轴线的方向,
“径向方向”为与轮胎的旋转轴线相交并与其垂直的方向，
“周向方向”为与半径垂直并包含在垂直于轮胎的旋转轴线的平面内的方向，
“径向截面”为在含有轮胎的旋转轴线的平面中的截面，
“赤道平面”为垂直于旋转轴线并且穿过胎面中间的平面。
从申请WO00/78565中已经公知将弹性适配器插入轮胎的轮辋与胎圈之间。该适配器在径向方向与轴向方向可以弹性形变。这种适配器能够将滚动组件中可以被认为实际起轮胎作用的部分与滚动组件中可以被认为起轮辋作用的部分分开。
然而，虽然这种组件还能够确保常规轮胎的功能，特别是在对轮胎施加偏转角之后的偏转推力响应性，从而赋予组件足够的柔性以避免组件的任何表面变差或深度变差，但是在所述轮胎变平的罕见情况时不能完美地减少轮胎和适配器的磨损，例如在与路缘或凹坑的冲击之后或者被小直径或大直径(大于或等于7毫米)的物体刺穿之后。
确实，在这些罕见情况下，由于轮胎的速度与适配器的速度之间的不同，泄气行驶的轮胎会以不均匀的方式接触适配器。该速度之间的不同导致轮胎与适配器之间的滑动现象。这种滑动会导致轮胎与适配器的过早的磨损。
该文献中没有给出关于会使这种磨损减轻的结构改动的任何建议。
而且，还存在着对于包括适配器的新的装置需求；该适配器在轮胎受到猛烈冲击或刺穿之后，在泄气行驶时确保提供更好的轮胎保护，同时避免可能产生火花的静电积累。
发明内容
因此本发明的主题为一种滚动的安装后的组件，其具有旋转轴线并且包括：
-轮胎，其具有两个胎圈以及内壁，
-至少一个适配器，
-轮辋，
-所述适配器提供在所述胎圈中的一个与轮辋间的连接，并且具有环状周边，
所述轮辋具有两个轮辋座以及两个轮辋凸缘，
所述适配器具有：
-轴向内端，其用于装在轮辋座上并且包括内增强元件，
-轴向外端，其包括外增强元件，
-主体，其将所述外端连接至所述内端以形成单一件并且包括至少一个主增强件，所述主增强件提供所述外增强件与所述内增强件之间的连接，
-大致圆柱状的适配器座，其用于接收所述胎圈中的一个，所述座位于所述主体的轴向外端，
-接收器支撑面，其大致包含在垂直于旋转轴的平面中，所述支撑面位于轴向外端的轴向内面上。
所述适配器的特征为轴向外端的增强元件完全位于支撑面轴向外侧，并且主体在与适配器座相对处包括环形座增强件，并且适配器包括至少一个能够拆卸的或固定的导电带，所述导电带在所述适配器的环状周边的全部或部分上设置，并且沿着从适配器座延伸至轮辋J的整个路径设置。
适配器的轴向外端轴向限定了“用于接收轮胎的胎圈的壳体”。轴向外端的支撑面用于以与轮辋凸缘相同的方式在轴向方向支撑轮胎的胎圈。
因此，壳体正如轮辋的座通常所做的一样接收轮胎的胎圈。然后，轮胎通过充气气压轴向地固定，并且以与轮胎的胎圈常规地被压在轮辋的轮辋外缘上一样的方式被压在该轴向外端的支撑面上。
适配器的轴向内端可以表示为“适配器胎圈”，因为其用于以与轮胎的胎圈通常所做的相同方式将适配器联接至轮辋的轮辋外缘。
因此，当本发明的滚动组件运行并且承受其为之设计的运行应力时，轮胎相对于轮辋轴向固定，更具体地，以与轮胎的胎圈直接安装至轮辋座上的常规滚动组件相同的方式，轮胎的胎圈相对于轮辋轴向固定，同时轮胎的胎圈相对于轮辋径向不固定，更具体地，轮胎的胎圈能够相对于轮辋一定程度地径向移动。在标准滚动情况下，可以说事实上没有适配器的轴向形变，或轴向形变相对于径向形变可以忽略。
另一方面，在冲击过程中，适配器的轴向形变可以非常大，从而有助于减小安装后的组件上的应力。
根据本发明的安装后的组件具有设计简单、易于安装的优点。根据本发明的安装后的组件进一步能够保护轮胎不受静电的负面效果的影响。
导电带的存在能够额外地确保地面与车轮间的导电，因此确保地面与车辆间的导电，尤其是当弹性体组合物的导电性不足，特别是轮胎并不直接支撑在车轮上，而是支撑在适配器上时。
最后，根据本发明的适配器具有如下的优点，其能在冲击的情况下显著降低朝向底盘的机械力的水平，由此能够使车辆的壳体更轻。
本发明的另一个主题是如上限定的适配器。
优选地，所述导电带完全地设置在所述主体的径向外表面，或所述导电带部分地埋在所述主体的径向外表面下。
优选地，导电带的电阻率小于或等于108欧姆.厘米，优选地小于或等于107欧姆.厘米。
优选地，导电带根据需要由金属片或由弹性体组合物制成，所述弹性体组合物包括炭黑，其含量大于或等于15％，优选地大于或等于20％，弹性体组合物中的炭黑的比表面积可能大于或等于500m2/g。
优选地，所述导电带粘性地结合或交联至所述主体的所述弹性体组合物。
优选地，轴向外端的增强元件设置于适配器座的径向外侧，
优选地，环形座增强件的压缩模量大于或等于1GPa，优选地大于4GPa，更优选地大于10GPa。环形座增强件可以由被弹性体包围的芯部制成，或由相继的弹性体配混物和金属和/或织物增强件的层制成，这些层以任何可能的组合设置。该芯部可以包括从金属、复合材料、热塑性材料以及其混合物中选择的至少一个成分。复合物材料可以由嵌入树脂基质中的玻璃纤维构成。
可以使用的弹性体的列表包括：首先是可交联橡胶，其次是热塑性弹性体(TPE)，然后是非热塑性弹性体并且最后是热固性树脂，所述可交联橡胶借助于硫桥通过化学硫化反应交联、通过由过氧化物作用或离子辐射产生的碳-碳键交联、通过弹性体分子的其它特殊原子链交联，所述热塑性弹性体(TPE)中弹性可形变部分在相对不可形变的“硬质”区域之间形成网络，所述“硬质”区域的结合是物理连接的产物(微晶区域或在玻璃化转变温度之上的无定形区域)。
环形座增强件由不同成分的相继地交替设置的至少两层制成。交替设置是指相继地布置第一层而之后布置第二层，重复若干次。
环形座增强件的轴向总长度可以大于或等于轮胎的胎圈的宽度的30％，并且小于该同样宽度的150％，并且更优选地在轮胎的胎圈的宽度的40％与110％之间。
根据轮胎的尺寸与用途，环形座增强件的平均径向厚度可以大于或等于0.3毫米，并且小于或等于20毫米。因此，对于乘用车轮胎，其厚度优选地在0.5毫米至10毫米之间。
环形座增强件优选地包括从金属、复合材料、热塑性材料及其混合物中选择的至少一个成分。该芯部或该多层优选地包含于两层基质之间，该基质包括上面所列出的弹性体，树脂或其混合物中选择的材料。
环形座增强件优选地由具有相同或不同化学性质的弹性体组合物的不同层的堆叠构成。
当增强件处于层的堆叠的形态时，优选地其轴向长度大于5毫米且小于25毫米并且径向厚度大于或等于0.1毫米且小于或等于4毫米。
构成增强件的堆叠的任一单个元件的轴向宽度可以大于1毫米且小于25毫米，并且具有大于或等于0.1毫米且小于或等于2毫米的相同的或不同的径向厚度。
环形座增强件也可以为基质的层之间的单一丝的堆叠的形式，该基质包括弹性体、热塑配混物、树脂或其混合物中选择的材料。单一丝可以是通常使用的丝，例如织物丝(聚酯、尼龙、PET、芳族聚酰胺、人造丝以及天然纤维(棉、亚麻和大麻))、金属丝、复合丝(碳、玻璃纤维增强树脂)或这些成分的混合。
环形座增强件还可以为一层或更多层帘布层的形式，其增强件设置为相对于轮胎的周向方向成0度至90度之间的角。
优选地，环形座增强件可以径向设置在适配器的主体的外侧或内侧，在所述主体的任一侧，或在适配器的主体的增强元件的帘布层之间。
外增强元件可以为金属(钢)、尼龙、PET或芳族聚酰胺。其可以包括由树脂和/或增强纤维(例如人造丝、芳族聚酰胺、PET、尼龙、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚(萘二甲酸乙二酯聚酯)(PEN)和聚乙烯醇(PVA))构成的基质。
所述主体的主增强物的模量可以大于或等于4GPa；其可以由金属(钢)、织物帘线(人造丝、芳族聚酰胺、PET、尼龙、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚(萘二甲酸乙二酯聚酯)(PEN)或聚乙烯醇(PVA)构成。
优选地，适配器可以只设置于轮辋的一侧上，并且优选地设置在车辆的外侧上。在这种情况下，轮辋具有不对称的几何形状以适应仅在一侧上出现的适配器的存在。
适配器也可以出现在轮辋的两侧上。
在安装后的组件包括两个适配器的情况下，适配器可以是对称的或非对称的。适配器的对称或不对称的概念由适配器的主体的轴向长度来定义。当一个适配器的主体的轴向长度比另一个适配器的主体的轴向长度长时，两个适配器是不对称的。
优选地，轮辋由以下材料构成，该材料选自钢、铝和/或镁合金、基于碳纤维，玻璃纤维，芳族聚酰胺纤维，植物纤维的复合材料(所述纤维包含在基于热固性化合物或者热塑性化合物的基质中)，或者选自复合配混物，所述复合配混物包括弹性体和基于树脂和以下纤维的复合物：碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、植物纤维或者这些材料的任一组合。
由于复合材料不导电，所以安装后的组件包括在适配器和轮毂或紧固螺栓之间的导电元件。
优选地，基于纤维的复合材料包含长度大于或等于5毫米的纤维。
所述基于热固化合物的基质可以选自：环氧树脂、乙烯基酯、不饱和聚酯、氰酸盐酯、双马来酰亚胺、丙烯酸树脂、苯酚树脂、聚氨基甲酸酯及它们的组合。
优选地，基于热塑性化合物的基质选自聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PAs)、半芳香聚酰胺、聚酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚砜(PSU)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)。
附图说明
现在本发明将借助于如下的示例和附图进行描述，所述示例和附图仅以说明的方式给出，其中：
图1显示了根据第一变体的固定的适配器的径向截面的示意图，该固定的适配器构成根据本发明的安装后的组件，
图2显示了根据本发明的安装后的组件的径向截面的示意图，该组件在图的左侧包括固定的适配器，而在图的右侧包括能够移除的适配器，
图3显示了适配器的侧示意图，该适配器构成了根据本发明的安装后的组件，
图4显示了根据第二变体的固定的适配器的径向截面的示意图，该固定的适配器构成根据本发明的安装后的组件。
具体实施方式
如图2所示，总体以附图标记1示出的安装后的组件包括轮胎P，该轮胎P安装在两个适配器A上，该适配器A安装在轮辋J上。
根据本发明的安装后的组件可以用于任何类型的轮胎，无论是子午线轮胎还是斜交轮胎，甚至用于具有自支撑胎侧的类型的轮胎。
根据本发明的组件的安装以常规方式进行。适配器首先设置于轮辋上，随后轮胎设置于适配器上。
该轮胎的设计本身在本发明中不变；轮胎包括由胎冠增强件增强的胎面；该胎冠增强件在穿过轮胎中心的赤道平面XX’的两侧通过两个胎侧1连接到两个胎圈B。主要增强胎侧1的胎体增强件2在每个胎圈B中锚固至至少一个胎圈线，该胎圈线在本实施例中为“编织”型，以形成向上包边。
胎体帘布层2的径向内壁2a由一层弹性体组合物(未示出)覆盖，该弹性体组合物的作用为使轮胎成为气密的。
轮辋J包括被以安装凹槽为人所知的凹槽6，该凹槽6在赤道平面的任一侧连接两个轮辋座7，该轮辋座7由轮辋凸缘8轴向延伸，该轮辋凸缘8的径向外缘是弯曲的。
适配器A主要包括轴向外端9、轴向内端10以及将所述端9连接至所述端10的主体11。
轴向外端9包括外增强元件20。设置于轮胎的每个胎圈B处的该适配器A可以是对称的或非对称的。“对称”意指在两个适配器上主体11的总长度是一致的。当组件(轮胎、轮辋与适配器)安装后，轮胎的胎圈B设置在适配器座14上并且轴向支撑在支撑面21上。
适配器在一侧包括具有外增强件20的轴向外端9，在另一侧包括具有金属增强件16的轴向内端10并且最后包括主体11；该外增强件20在截面上具有大致圆形的几何形状并且由例如玻璃增强树脂的复合材料构成；该主体11由包括纺织帘线的两层帘布层17制成。每个帘布层的帘线相互平行。一方面，所述帘布层在内侧轴向附接于增强件20的壁并且在外侧径向附接于增强件20的壁，另一方面，所述帘布层在端10锚固至金属增强件16，如同在每端形成向上包边的胎圈线。
主体11包括大致圆柱状的适配器座14，该适配器座14用于接收布置于主体11的轴向外端的轮胎胎圈。
主体11还包括适配器支撑面21，该适配器支撑面21大致包含于垂直于旋转轴线的平面中，位于轴向外端的轴向内面上，并且用于使胎圈在壳体中保持原位。
每个在图2中示出的适配器包括导电带22。在图左侧的适配器表示固定导电带22，而在所述图右侧的适配器表示可移除的导电带22。
如图1所示，适配器包括环形座增强件19，其不联结至外增强件20。两个增强件19、20完全相互独立。
增强件19由三层制成，其包括丝线形式的金属增强件，该金属增强件与橡胶-树脂类型的弹性体交替。增强件19的径向厚度大约1.5毫米而轴向长度大约15毫米。
增强件19的弹性体层的径向厚度大约0.3毫米并且轴向长度大约15毫米。弹性体层覆盖所有构成适配器的元件，即增强件20、增强件16、主体11以及增强件20的径向外表面。
图1示出的导电带22沿着从适配器座14延伸至轮辋凸缘8的路径设置。根据图1所示，导电带22是固定的，并且固定至路径的表面，该路径从适配器座21延伸至轴向内端10的径向内部分。
根据图2的组件在左侧包括导电带22，该导电带22在从适配器座14延伸至轮辋凸缘8的路径上设置。该导电带22部分地埋在构成主体11的帘布层的径向外表面下。该带22由金属片构成，该金属片的平均厚度在0.005毫米至1毫米之间。
图2的右侧表示的是可移除的导电带22。该带22不出现在适配器上，而在安装时设置于安装后的组件上。该带22也沿着从适配器座14延伸至轮辋凸缘8的路径设置。连接至金属带的抓握机构的部分23a、23b从安装后的组件突出，以便于拆除步骤。
图4表示的是导电带在适配器上安装后的变体。在该图中，可以看到导电带22沿着路径以固定的方式设置，该路径从适配器座14的表面延伸至轴向内端10的径向内部分24a同时穿过适配器的主体11的内部。穿过主体的通道进行时照顾到形成适配器的帘布层。
图3示出了包括各个导电带22的适配器，该各个导电带22不规律地绕适配器的环状周边设置。该视图示出了每个导电带22的不规律间隔。
以下实施例示出了使用根据本发明的组件得到的结果。
实施例：路缘撞击测试
本测试在于使安装后的组件以30度的攻角登上路缘。该角度的选择基于该角度形成对轮胎非常有害的应力。测试以两个不同的路缘高度(90毫米与110毫米)实施。
测试如下进行。以不同速度多次通过，直至轮胎被刺穿。起始速度为20千米/小时，之后每次新通过时速度以5千米/小时递增。
没有适配器的常规组件(对照组1)与设置有根据文献WO00/78565的适配器的组件(对照组2)以及设置有根据本发明的适配器的组件(发明)对比。这些组件尺寸均为205/55R16并包含6.5J16轮辋。结果整理在下列表1中并且以百分比给出：
表I
大于100的结果显示了在受到侧向冲击时在性能上的改善。
在90毫米的路缘高度实施的测试导致对照轮胎在30千米/小时的速度时被刺穿，而根据本发明的组件在相同速度，或甚至在50千米/小时的速度时，没有受到任何损害。
在110毫米的路缘高度实施的测试导致对照轮胎在20千米/小时的速度时被刺穿，而根据本发明的组件在相同速度，或甚至在50千米/小时的速度时，没有受到任何损害。
Claims (24)
1.一种滚动的安装后的组件，其具有旋转轴线并且包括：
-轮胎(P)，其具有两个胎圈(B)以及内壁，
-至少一个适配器(A)，
-轮辋(J)，
-所述适配器在胎圈中的一个与轮辋之间提供连接，并且具有环状周边，
所述轮辋具有两个轮辋座(7)以及两个轮辋凸缘(8)，
所述适配器具有：
-轴向内端(10)，其用于装在轮辋座(7)上并且包括内增强元件(16)，
-轴向外端(9)，其包括外增强元件(20)，
-主体(11)，其将所述轴向外端连接至所述轴向内端以形成单一件并且包括至少一个主增强件以及弹性体组合物，所述主增强件在所述外增强元件与所述内增强元件之间提供连接，
-大致圆柱形的适配器座(14)，其用于接收所述胎圈中的一个，所述适配器座(14)位于所述主体(11)的轴向外端(9)，
-接收器支撑面(21)，其大致包含在垂直于旋转轴线的平面中，所述支撑面(21)位于轴向外端的轴向内面上，
其特征在于，轴向外端(9)的外增强元件(20)完全位于支撑面(21)轴向外侧，并且主体与适配器座(14)相对处包括环形座增强件(19)，并且适配器包括至少一个能够拆卸的或固定的导电带(22)，所述导电带(22)在所述适配器的环状周边的全部或部分上设置，并且沿着从适配器座(14)延伸至轮辋（ J） 的整个路径设置。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，当所述导电带(22)是能够拆卸的或固定的时，所述导电带(22)完全地设置在所述主体的径向外表面。
3.根据权利要求1所述的组件，其中，当所述导电带(22)是固定的时，所述导电带(22)部分地埋在所述主体的径向外表面下。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，导电带(22)的电阻率小于或等于108欧姆.厘米。
5.根据权利要求4所述的组件，其中，导电带(22)的电阻率小于或等于107欧姆.厘米。
6.根据权利要求4所述的组件，其中，导电带(22)根据需要由金属片或由弹性体组合物制成，所述弹性体组合物的炭黑含量大于或等于15％。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述弹性体组合物的炭黑的比表面积大于或等于500m2/g。
8.根据权利要求6所述的组件，其中，当所述导电带(22)是固定的时，所述导电带(22)粘性地结合或交联至所述主体的所述弹性体组合物。
9.根据权利要求1所述的组件，其中，轴向外端的增强元件设置于适配器座(14)的径向外侧上。
10.根据权利要求1所述的组件，其中，环形座增强件(19)的压缩模量大于或等于1GPa。
11.根据权利要求10所述的组件，其中，环形座增强件(19)的压缩模量大于4GPa。
12.根据权利要求11所述的组件，其中，环形座增强件(19)的压缩模量大于10GPa。
13.根据权利要求1所述的组件，其中，环形座增强件(19)由被弹性体包围的芯部制成。
14.根据权利要求13所述的组件，其中，芯部包括从金属、复合材料、热塑性材料及其混合物中选择的至少一个成分。
15.根据权利要求1所述的组件，其特征为环形座增强件(19)由不同成分的相继地交替设置的至少两层制成。
16.根据权利要求14所述的组件，其中，复合材料由嵌入树脂基质中的玻璃纤维制成。
17.根据权利要求1所述的组件，其中，环形座增强件(19)的轴向总长度大于或等于轮胎的胎圈的宽度的30％，并且小于同样宽度的150％。
18.根据权利要求1所述的组件，其中，环形座增强件(19)的轴向长度在轮胎的胎圈的宽度的40％与110％之间。
19.根据权利要求1所述的组件，其中，环形座增强件(19)的平均径向厚度大于或等于0.3毫米，并且小于或等于20毫米。
20.根据权利要求1所述的组件，其中，轮辋由以下材料构成，该材料选自钢、铝和/或镁合金、基于碳纤维，玻璃纤维，芳族聚酰胺纤维，植物纤维的复合材料，所述纤维包含在基于热固性化合物或者热塑性化合物的基质中，或者选自复合配混物，所述复合配混物包括弹性体和基于树脂和以下纤维的复合物：碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、植物纤维或者这些材料的任一组合。
21.根据权利要求20所述的组件，其中，基于纤维的复合材料包括长度大于或等于5毫米的纤维。
22.根据权利要求20所述的组件，其中，基于热固性化合物的基质可以选自：环氧树脂、乙烯基酯、不饱和聚酯、氰酸盐酯、双马来酰亚胺、丙烯酸树脂、苯酚树脂、聚氨基甲酸酯及它们的组合。
23.根据权利要求20所述的组件，其中，基于热塑性化合物的基质选自聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PAs)、半芳香聚酰胺、聚酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚砜(PSU)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)。
24.一种适配器，其特征为装备至根据前述权利要求中任一项所述的安装后的组件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20190726 |