DE102004051659A1 - Radaufhängung mit lösbarem Außengelenk - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Radaufhängung (10) für ein Kraftfahrzeug. Die Radaufhängung unfasst eine Lagerwelle (12) mit einem inneren Ende (14) und einem äußeren Ende (16) und eine Radnabe (18), die auf dem äußeren Ende (16) der Lagerwelle (12) befestigt ist. Weiterhin ist ein lösbares Außengelenk (20) vorgesehen, das auf dem inneren Ende (14) der Lagerwelle (12) befestigt ist, sowie ein Radlager (26),das auf der Lagerwelle (12) zwischen dem inneren Ende (14) und dem äußeren Ende (16) befestigt ist. Das innere Ende (14) der Lagerwelle (12) weist einen Flanschabschnitt (42) auf, der eine Abstützung ausbildet, um das Radlager (26) auf der Lagerwelle (12) in Position zu halten und eine Vorspannung auf das Radlager (26) auszuüben.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, das sich durch ein selbsthaltendes, vorgespanntes Radlager und ein lösbares Außengelenk auszeichnet, das von der Radaufhängung entfernt werden kann, ohne dass sich das Radlager löst.
  • In aktuellen Radkonstruktionen weist ein Außengelenk einen Schaft auf, der in eine Buchse eingeführt ist, um die Rotationskraft auf die Radaufhängung zu übertragen. Bei derartigen Konstruktionen ist das Radlager nicht selbsthaltend ausgebildet, so dass das Radlager auseinander fällt, wenn das Außengelenk von der Radaufhängung entfernt wird. Außerdem wird bei derartigen Radkonstruktionen das Spiel nicht beseitigt, wodurch die Last, die diese Konstruktionen übertragen können, begrenzt ist.
  • Vor diesem Hintergrund ergibt sich die Aufgabe, eine Radaufhängung mit einem selbsthaltenden Radlager und einem lösbaren Außengelenk anzugeben, wobei das Außengelenk von der Radaufhängung entfernt werden kann und das Radlager dabei intakt bleibt.
  • Um die obige Aufgabe zu lösen und die Einschränkungen der vorbekannten Konstruktionen von Radaufhängungen zu überwinden, wird eine Radaufhängung angegeben, die eine Lagerwelle mit einem inneren Ende und einem äußeren Ende umfasst. Auf dem äußeren Ende wird eine Radnabe befestigt, und auf dem inneren Ende wird ein lösbares Außengelenk befestigt. Zwischen dem inneren Ende und dem äußeren Ende ist auf der Lagerwelle ein Radlager befestigt. Das innere Ende umfasst einen Flanschabschnitt, der das Radlager auf der Lagerwelle abstützt und in dem Radlager eine Vorspannung induziert, dergestalt dass die Vorspannung im Radlager erhalten bleibt, wenn das Außengelenk von der Radaufhängung entfernt wird. Eine Stützbuchse ist mit der Lagerwelle und mit dem Außengelenk drehfest verbunden, um eine Verbindung zwischen diesen herzustellen.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Radlager einen Achslenkerflansch, der dazu vorgesehen ist, die Radaufhängung mit dem Fahrzeug zu verbinden. Der Achslenkerflansch weist einen Innenumfang auf, der eine innere Außenlauffläche und eine äußere Außenlauffläche definiert. Die Lagerwelle trägt eine innere Innenlauffläche und eine äußere Innenlauffläche. Eine Mehrzahl von Lagerelementen ist zwischen dem Achslenkerflansch und der Lagerwelle angeordnet, wobei ein erster Teil der Lagerelemente zwischen der inneren Außenlauffläche und der inneren Innenlauffläche angeordnet ist und ein zweiter Teil der Lagerelemente zwischen der äußeren Außenlauffläche und der äußeren Innenlauffläche angeordnet ist. Der Flanschabschnitt der Lagerwelle greift in die inneren Innenlauffläche en, um das Radlager abzustützen und übt eine Vorspannung auf das Radlager aus.
  • In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Außengelenk ein glockenförmiges Gehäuse mit einem verjüngten Halsabschnitt, der eine innere Oberfläche des glockenförmigen Gehäuses mit einer polygonalen Form ausbildet. Die Stützbuchse weist am inneren Ende eine äußere Oberfläche mit einer polygonalen Form auf, die der polygonalen Form der inneren Oberfläche des glockenförmigen Gehäuses entspricht. Das glockenförmige Gehäuse greift in die Stützbuchse ein und verbindet das glockenförmige Gehäuse und die Stützbuchse drehfest miteinander.
  • Zusätzliche Merkmale, Nutzen und Vorteile werden dem Fachmann in dem jenigen technischen Gebiet, auf den sich die Erfindung bezieht, beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen deutlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen sind,
  • 1 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer Radaufhängung;
  • 2 zeigt eine Explosionsschnittdarstellung der Radaufhängung gemäß 1;
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Stützbuchse gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Eingriffsabschnitt der Stützbuchse eine polygonale Form und ein Wellenabschnitt der Stützbuchse eine polygonal geformte äußere Oberfläche aufweist;
  • 4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 4-4 in 3;
  • 5 zeigt eine Draufsicht auf eine Stützbuchse mit einem polygonal geformten Eingriffsabschnitt und einem Wellenabschnitt mit vorspringenden Zähnen;
  • 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Stützbuchse mit einem Eingriffsabschnitt mit von diesem vorspringenden Zähnen und mit einem Wellenabschnitt mit einer gezahnten äußeren Oberfläche;
  • 7 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines glockenförmigen Gehäuses der Radaufhängung, wobei das glockenförmige Gehäuse ein Paar Ausschnitte zum Einsetzen eines Clips aufweist;
  • 8 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 8-8 aus 7;
  • 9 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 9-9 von 1;
  • 10 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines glockenförmigen Gehäuses der Radaufhängung, wobei das glockenförmige Gehäuse eine darin ausgebildete Nut aufweist, die dazu vorgesehen ist, um einen Rückhaltering aufzunehmen;
  • 11 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 11-11 gemäß 10;
  • 12 zeigt eine Schnittdarstellung ähnlich zu 9 einer Radaufhängung mit einem glockenförmigen Gehäuse und einem Rückhaltering, gemäß den 10 und 11; und
  • 13 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer alternativen Ausgestaltung der Radaufhängung.
  • In den 1 und 2 ist eine mit 10 bezeichnet Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug schematisch dargestellt. Die Radaufhängung 10 umfasst eine Lagerwelle 12 mit einem inneren Ende 14 und einem äußeren Ende 16. Eine Radnabe 18 ist auf dem äußeren Ende 16 der Lagerwelle 12 befestigt und ein lösbares Außengelenk 20 ist auf dem inneren Ende 14 der Lagerwelle 12 befestigt.
  • Eine Mehrzahl von Radbolzen 22 ragt von der Radnabe 18 ab. Die Radbolzen 22 sind dazu ausgebildet, in ein Rad (nicht dargestellt) einzugreifen und das Rad auf der Radnabe 18 abzustützen. Das Außengelenk 20 verbindet eine Achshalbwelle 24 mit der Radaufhängung 10, dergestalt dass eine Drehbewegung von der Achshalbwelle 24 auf die Radaufhängung 10 übertragen wird. Das Außengelenk 20 ist dazu vorgesehen, eine winklige Auslenkung zwischen der Radaufhängung 10 und der Achshalbwelle 24 zu ermöglichen, beispielsweise ein Gleichlaufgelenk.
  • Ein Radlager 26 ist auf der Lagerwelle 12 zwischen dem inneren Ende 14 und dem äußeren Ende 16 befestigt, um die Radaufhängung 10 an tragenden Teilen der Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) drehbar zu lagern. Das Radlager 26 umfasst einen Achslenkerflansch 28, der dazu vorgesehen ist, die Radaufhängung 10 mit tragenden Teilen der Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) zu verbinden. Der Achslenkerflansch 28 weist einen Innenumfang 30 auf, der eine innere Außenlauffläche 32 und eine äußere Außenlauffläche 34 ausbildet. Die Lagerwelle 12 trägt eine innere Innenlauffläche 36 und eine äußere Innenlauffläche 38. Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist die innere Innenlauffläche 36 als separate Komponente ausgebildet, die auf der Lagerwelle 12 befestigt ist, die äußere Innenlauffläche 38 ist einstückig mit der Lagerwelle 12 ausgeformt. Alternativ kann die äußere Innenlauffläche 38 ebenfalls als separate Komponente ausgebildet sein, die auf der Lagerwelle 12 befestigt ist, wie in 13 dargestellt.
  • Eine Vielzahl von Lagerelementen 40 ist innerhalb des Radlagers 26 angeordnet. Ein erster Teil der Lagerelemente 40 ist zwischen der inneren Außenlauffläche 32 und der inneren Innenlauffläche 36 angeordnet und ein zweiter Teil der Lagerelemente 40 ist zwischen der äußeren Außenlauffläche 34 und der äußeren Innenlauffläche 38 angeordnet. Die Lagerelemente 40 ermöglichen eine Drehbewegung der Lagerwelle 12 relativ zum Achslenkerflansch 28 wodurch die Radaufhängung drehbar am Fahrzeugs gelagert ist. Die Lagerelemente 40 können als Lagerkugeln oder als Kegellager oder als andere geeignete Lagerelemente realisiert sein, abhängig von der jeweiligen Anwendung.
  • Das innere Ende 14 der Lagerwelle 12 umfasst einen Flanschabschnitt 42. Der Flanschabschnitt 42 greift in die innere Innenlauffläche 36 ein, um das Radlager 26 abzustützen, wodurch das Radlager 26 auf der Lagerwelle 12 in seiner Position gehalten wird und eine Vorspannung auf das Radlager 26 ausgeübt wird. Der Flanschabschnitt 42 ist durch Umbördeln eines Teils der Lagerwelle 12 über und gegen das Radlager 26 ausgebildet. Der Flanschabschnitt 42 hält eine Vorspannung im Radlager 26 aufrecht, wenn das Außengelenk 20 von der Radaufhängung 10 entfernt wird.
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst die Radnabe 18 einen Bremsrotor 44 mit einem darauf befestigten Reibring 46. Wie dargestellt, sind der Reibring 46 und der Bremsrotor 44 miteinander zusammenhängend ausgebildet.
  • Die Radnabe 18 umfasst eine polygonal ausgeformte innere Bohrung 48 und das äußere Ende 16 der Lagerwelle 12 umfasst eine von der Lagerwelle 12 vorspringende entsprechend geformte polygonale Nabe 50. Die polygonale Nabe 50 der Lagerwelle 12 passt in die polygonal geformte Bohrung 48 der Radnabe 18, um die Radnabe 18 mit der Lagerwelle 12 drehfest zu verbinden. Ein Gewindebolzen 52 sichert axial die Radnabe 18 auf der Lagerwelle 12. Alternativ können die Radnabe 18 und die Lagerwelle 12 als einstückige Einzelkomponente ausgebildet sein, wie in 13 dargestellt.
  • Eine Stützbuchse 54 ist zwischen der Lagerwelle 12 und dem Außengelenk 20 angeordnet und verbindet die Lagerwelle 12 und das Außengelenk 20. In den 3 und 4 ist dargestellt, dass die Stützbuchse 54 einen Wellenabschnitt 56 und einen Eingriffsabschnitt 58 umfasst. Der Wellenabschnitt 56 greift in die Lagerwelle 12 ein, um die Stützbuchse 54 drehfest mit der Lagerwelle 12 zu verbinden. Die Stützbuchse 54 ist an der Lagerwelle 12 über einen Gewindebolzen 52 gesichert, der sich in das äußere Ende 16 der Lagerwelle 12 erstreckt und in eine Bohrung 60 mit einem Innengewinde des Wellenabschnitts 56 der Stützbuchse 54 eingreift. Der Gewindebolzen 52 kann der gleiche Gewindebolzen 52 sein, der die Radnabe 18 mit der Lagerwelle 12 verbindet. Wenn die Radnabe 18 und die Lagerwelle 12 einstückig ausgebildet sind, dient der Gewindebolzen 52 nur der Sicherung der Stützbuchse 54 auf der Lagerwelle 12.
  • Da die Stützbuchse 54 beabstandet vom Radlager 26 in die Lagerwelle 12 eingreift, kann die Stützbuchse 54 von der Radaufhängung 10 entfernt werden, ohne die Abstützung des Radlagers 26 zu entfernen. Dies erleichtert die Reparatur und das Ersetzen der Komponenten.
  • In Bezug auf 3 ist eine äußere Oberfläche 62 des Wellenabschnitts 56 der Stützbuchse 54 dargestellt, die polygonal ausgeformt ist und in eine entsprechend ausgeformte innere Oberfläche 64 der Lagerwelle 12 eingreift, um die Stützbuchse 54 mit der Lagerwelle 12 drehfest zu verbinden. Alternativ kann die äußere Oberfläche 62 des Wellenabschnitts 56 der Stützbuchse 54 Zähne aufweisen, die in entsprechende Zähne der inneren Oberfläche 64 der Lagerwelle 12 eingreifen, wie in 5 gezeigt, Die äußere Oberfläche 62 des Wellenabschnitts 56 der Stützbuchse 54 kann auch eine Keilverzahnung aufweisen, die in die innere Oberfläche 64 der Lagerwelle 12 eingreift, wie in 6 gezeigt.
  • Das Außengelenk 20 umfasst ein glockenförmiges Gehäuse 66 mit einem verjüngten Halsabschnitt 68, der eine innere Oberfläche 70 des glockenförmigen Gehäuses 66 ausbildet. Die innere Oberfläche 70 des glockenförmigen Gehäuses 66 greift an einer äußeren Oberfläche 72 des Eingriffsabschnitts 58 der Stützbuchse 54 an, um das glockenförmige Gehäuse 66 mit der Stützbuchse 54 drehfest zu verbinden. Wie in 3 dargestellt ist, kann die äußere Oberfläche 72 des Eingriffsabschnitts 58 der Stützbuchse 54 polygonal ausgeformt sein und in eine entsprechend ausgeformte innere Oberfläche 70 des glockenförmigen Gehäuses 66 eingreifen. Alternativ kann die äußere Oberfläche 72 des Eingriffsabschnitts 58 der Stützbuchse 54 Zähne aufweisen, die von der Oberfläche 72 abragen und in entsprechende Zähne eingreifen, die sich von der inneren Oberfläche 70 des glockenförmigen Gehäuses 66 vorspringen, wie in 6 gezeigt. In jedem Fall greift die innere Oberfläche 70 des glockenförmigen Gehäuses 66 an der äußeren Oberfläche 72 der Stützbuchse 54 an und ist somit gegen Verdrehung relativ zur Stützbuchse 54 blockiert und dadurch auch gegen Verdrehung relativ zur Lagerwelle 12. Eine Abdichtung 74 verhindert ein Eindringen von Verschmutzungen in das Gleichlaufgelenk.
  • In Bezug auf 3 ist eine Nut 76 dargestellt, die sich umfänglich in einem Teil der äußeren Oberfläche 72 des Eingriffsabschnitts 58 der Stützbuchse 54 erstreckt. Wie dargestellt, weist die Nut 76 zwei gekrümmte Rillen 78 auf, die in die äußere Oberfläche 72 eingeschnitten sind und um etwa 180° gegeneinander verdreht sind. Die 7 und 8 zeigen das glockenförmige Gehäuse 66 in diesem verjüngten Halsabschnitt 68 zumindest ein Ausschnitt 80 ausgebildet ist. Wie dargestellt, umfasst das glockenförmige Gehäuse 66 zwei gekrümmte Ausschnitte 80, die um etwa 180° gegeneinander verdreht und entsprechend zu den gekrümmten Rillen 78 angeordnet sind. Ein Rückhalteclip 82 wird durch die Ausschnitte 80 eingeführt und greift in die Rillen 78 ein, um das glockenförmige Gehäuse 66 auf der Stützbuchse 54 zu sichern, wie in 9 gezeigt. Um das glockenförmige Gehäuse 66 von der Stützbuchse 54 zu lösen, muss der Rückhalteclip 82 gelöst werden.
  • Alternativ kann das glockenförmige Gehäuse 66 eine Nut 84 aufweisen, die sich um die innere Oberfläche 70 des glockenförmigen Gehäuses 66 herum erstreckt, wie in den 10 und 11 dargestellt ist. Die äußere Oberfläche 72 der Stützbuchse 54 umfasst eine Nut 86, die sich rund um die Stützbuchse 54 erstreckt, wie in 5 gezeigt ist. Ein Rückhaltering 88 ist innerhalb der Nut 84 in dem glockenförmigen Gehäuse 66 angeordnet und greift in die Nut 86 der Stützbuchse 54 ein, um das glockenförmige Gehäuse 66 auf der Stützbuchse 54 zu sichern, wie in 12 gezeigt ist. Um das glockenförmige Gehäuse 66 von der Stützbuchse 54 zu lösen, müssen die Laschen 90 des Rückhalterings 88 auseinandergedrückt werden, so dass der Rückhaltering 88 auf einen Durchmesser größer als die Nut 86 der Stützbuchse 54 öffnet. Dies ermöglicht es, den Rückhaltering 88 aus der Nut 86 zu lösen und somit das glockenförmige Gehäuse 66 zu entfernen.
  • Zusätzlich kann die innere Oberfläche 70 des glockenförmigen Gehäuses 66 und die äußere Oberfläche 72 des Eingriffsabschnitts 58 der Stützbuchse 54 kegelförmig mit einem Winkel relativ zur Längsachse der Radaufhängung 10 ausgebildet sein. Eine kegelförmige Verbindung zwischen dem glockenförmigen Gehäuse 66 und der Stützbuchse 54 ermöglicht eine sichere Verbindung und reduziert das Spiel zwischen den zwei Komponenten.
  • Die vorgehende Diskussion offenbart und beschreibt die bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung. Diese Ausgestaltungen der Erfindung sind nur für illustrative Zwecke dargestellt, wobei die verwendete Terminologie nicht einschränkend zu verstehen ist. Der Fachmann erkennt aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen, dass Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Bereich der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims (9)

  1. Eine Radaufhängung (10) umfassend: – eine Lagerwelle (12) mit einem inneren Ende (14) und einem äußeren Ende (16); – eine Radnabe (18), die auf dem äußeren Ende (16) der Lagerwelle (12) befestigt ist; – ein lösbares Außengelenk (20), das auf dem inneren Ende (14) der Lagerwelle (12) befestigt ist; – ein Radlager (26), das auf der Lagerwelle (12) zwischen dem inneren Ende (14) und dem äußeren Ende (16) befestigt ist; – wobei das innere Ende (14) der Lagerwelle (12) einen Flanschabschnitt (42) aufweist, der eine Abstützung ausbildet, um das Radlager (26) auf der Lagerwelle (12) in Position zu halten und eine Vorspannung auf das Radlager (26) auszuüben, dergestalt dass die Vorspannung im Radlager (26) erhalten bleibt, wenn das Außengelenk (20) von der Radaufhängung (10) entfernt wird; und – eine Stützbuchse (54), die zwischen dem lösbaren Außengelenk (20) und der Lagerwelle (12) angeordnet ist und diese miteinander verbindet, wobei die Stützbuchse (54) einen in die Lagerwelle (12) eingreifenden Wellenabschnitt (56) und einen Eingriffsabschnitt (58) aufweist, der in Axialrichtung von dem Wellenabschnitt (56) vorspringt.
  2. Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei das Radlager (26) weiterhin umfasst: – einen Achslenkerflansch (28), der dazu vorgesehen ist, die Radaufhängung (10) mit einem Fahrzeug zu verbinden, wobei der Achslenkerflansch (28) einen Innenumfang aufweist, der eine innere Außenlauffläche (32) und eine äußere Außenlauffläche (34) ausbildet, – eine innere Innenlauffläche (36) und eine äußere Innenlauffläche (38), die von der Lagerwelle (12) getragen werden; und – eine Vielzahl von Lagerelementen (40), wobei ein erster Teil der Lagerelemente (40) zwischen der inneren Außenlauffläche (32) und der inneren Innenlauffläche (36) angeordnet ist und ein zweiter Teil der Lagerelemente (40) zwischen der äußeren Außenlauffläche (34) und der äußeren Innenlauffläche (38) angeordnet ist; – wobei der Flanschabschnitt (42) der Lagerwelle (12) an der inneren Innenlauffläche (36) angreift, um das Radlager (26) abzustützen und eine Vorspannung im Radlager (26) zu induzieren.
  3. Die Radaufhängung (10) nach Anspruch 1, wobei die Radnabe (18) einen Bremsrotor (44) mit einem Reibring (46) aufweist, wobei der Reibring (46) und der Bremsrotor (44) miteinander zusammenhängend ausgebildet sind.
  4. Die Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei die Radnabe (18) und die Lagerwelle (12) einstückig miteinander ausgebildet sind.
  5. Die Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei das Außengelenk (20) ein glockenförmiges Gehäuse umfasst und das glockenförmiges Gehäuse (66) einen verjüngten Halsabschnitt (68) aufweist, der eine innere Oberfläche (70) des glockenförmigen Gehäuses (66) ausbildet, die eine polygonale Form aufweist, wobei der Eingriffsabschnitt (58) der Stützbuchse (54) eine äußere Oberfläche mit einer polygonalen Form umfasst, die der polygonalen Form der inneren Oberfläche (70) des glockenförmigen Gehäuses (66) entspricht, so dass das glockenförmige Gehäuse (66) in den Eingriffsabschnitt (58) der Stützbuchse (54) eingreifen kann und dabei das glockenförmige Gehäuses (66) und die Stützbuchse (54) drehfest miteinander verbindet.
  6. Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei der Wellenabschnitt (56) der Stützbuchse (54) eine keilverzahnte äußere Oberfläche (62) aufweist, die in eine innere Oberfläche der Lagerwelle (12) eingreift, um die Stützbuchse (54) drehfest mit der Lagerwelle (12) zu verbinden.
  7. Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei der Wellenabschnitt (56) der Stützbuchse (54) eine äußere Oberfläche (62) mit nach außen abragenden Zähnen aufweist und die Lagerwelle (12) eine innere Oberfläche mit nach innen vorspringenden Zähnen aufweist, in die die nach außen abragenden Zähne der Stützbuchse (54) eingreifen, um die Stützbuchse (54) drehfest mit der Lagerwelle (12) zu verbinden.
  8. Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei der Wellenabschnitt (56) der Stützbuchse (54) eine polygonal geformte äußere Oberfläche (62) aufweist und die Lagerwelle (12) eine polygonal geformte innere Oberfläche entsprechend der polygonal geformten äußeren Oberfläche (62) der Stützbuchse (54) aufweist, so dass die Stützbuchse (54) drehfest mit der Lagerwelle (12) verbunden ist.
  9. Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei der Wellenabschnitt (56) der Stützbuchse (54) eine Bohrung (60) mit einem Innengewinde aufweist und die Radaufhängung (10) einen Gewindebolzen (52) umfasst, der in die Bohrung (60) mit dem Innengewinde der Stützbuchse (54) eingreift, um die Stützbuchse (54) auf der Lagerwelle (12) zu sichern.
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