DE102008044799A1 - Rolling elements for a rolling bearing and roller bearings - Google Patents
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- F16C27/04—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
Abstract
Ein Wälzkörper (2) für ein Wälzlager umfasst eine Hohlrolle (4) mit einer entlang einer Rotationsachse (A) der Hohlrolle (4) verlaufenden Durchgangsbohrung (8) sowie einen Innenkörper (6), der in der Durchgangsbohrung (8) angeordnet ist. Der Innenkörper (6) dient als Stützkörper bei Radialbelastungen der Hohlrolle (4). Der Innenkörper (6) weist einen zylindrischen Rumpf (18) auf, der mit einer radialen Spielpassung koaxial in der Durchgangsbohrung (8) liegt. Zur Verbesserung der Kinematik des Innenkörpers (6) ist vorgesehen, dass die Hohlrolle (4) und der Innenkörper (6) für einen Formschluss in Axialrichtung ausgebildet sind.A roller body (2) for a roller bearing comprises a hollow roller (4) with a through bore (8) running along a rotation axis (A) of the hollow roller (4) and an inner body (6) arranged in the through hole (8). The inner body (6) serves as a support body in radial loads of the hollow roller (4). The inner body (6) has a cylindrical body (18) which lies with a radial clearance fit coaxially in the through hole (8). To improve the kinematics of the inner body (6), it is provided that the hollow roller (4) and the inner body (6) are designed for positive locking in the axial direction.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Wälzkörper für ein Wälzlager, umfassend eine Hohlrolle mit einer entlang einer Rotationsachse der Hohlrolle verlaufenden Durchgangsbohrung sowie einen zylindrischen Innenkörper, der mit einer radialen Spielpassung koaxial in der Durchgangsbohrung angeordnet ist.The The invention relates to a rolling element for a Rolling bearing comprising a hollow roller with a along a Rotation axis of the hollow roller extending through hole as well a cylindrical inner body having a radial Clearance is arranged coaxially in the through hole.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Wälzkörper, die eine entlang ihrer Rotationsachse verlaufende Durchgangsbohrung aufweisen, kommen z. B. dann in Wälzlagern zur Verwendung, wenn das Massenträgheitsmoment des Lagersatzes (Wälzkörper und Käfig) reduziert werden soll.rolling elements, the one through its axis of rotation extending through hole have, come z. B. then in bearings for use when the mass moment of inertia of the bearing set (rolling elements and cage) should be reduced.
Eine Hohlrolle oder ein Hohlzylinder als Beispiel eines solchen Wälzkörpers, bestehend aus einem offenen Kreiszylinder mit zentrischer Bohrung, wird auch in gering belasteten Wälzlagern eingesetzt, um die Schlupfgefahr zu verringern. Dabei werden einzelne herkömmliche massive Wälzkörper durch Hohlrollen mit einem geringfügig größeren Außenradius ersetzt. Der Außenradius der Hohlrollen wird dabei so gewählt, dass diese im lastfreien Zustand des Wälzlagers einen ständigen Kontakt mit den Laufbahnen gewährleisten. Die Hohlrollen federn bei zunehmender Belastung des Wälzlagers ein, so dass ab einer bestimmten Belastung die massiven Wälzkörper mittragen.A Hollow roller or a hollow cylinder as an example of such a rolling element, consisting of an open circular cylinder with a central bore, is also used in lightly loaded bearings to the To reduce the risk of slippage. This will be individual conventional massive rolling elements by hollow rollers with a slightly larger outer radius replaced. The outer radius of the hollow rollers is chosen so that these in the load-free state of the bearing a permanent Ensure contact with the raceways. The hollow rollers spring with increasing load of the bearing, so that from a certain load the massive rolling elements endorse.
In
der
Die
Ausbildung eines Wälzkörpers nach Art einer Hohlrolle
kann jedoch auch zu Problemen führen. So zeigte sich, dass
die bei einer radialen Belastung die Hohlrollen hinsichtlich ihrer
Belastbarkeit und Dauerfestigkeit potenzielle Schwachstellen des Wälzlagers
darstellen. Zur Lösung dieses Problems wird in der Anmeldung
der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen des
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kinematik eines solchen Innenkörpers oder Überlastkörpers im Lagerbetrieb zu verbessern. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager umfassend Wälzkörper mit einem solchen Innenkörper anzugeben.Of the Invention is based on the object, the kinematics of such Inner body or overload body in the Improve warehouse operations. The invention is still the task based, a rolling bearing comprising rolling elements specify with such an inner body.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wälzkörper für ein Wälzlager, umfassend eine Hohlrolle mit einer entlang einer Rotationsachse der Hohlrolle verlaufenden Durchgangsbohrung sowie einen zylindrischen Körper, der mit einer radialen Spielpassung koaxial in der Durchgangsbohrung angeordnet ist, wobei die Hohlrolle und der Innenkörper für einen Formschluss in Radialrichtung ausgebildet sind. Unter einem zylindrischen Rumpf wird nicht nur ein gerader Kreiszylinder verstanden, sondern jeder Rotationssymmetrischer Körper mit zwei parallelen Stirnseiten, wie z. B. ein tonnenförmiger Rumpf.The The first object is achieved according to the invention by a rolling element for a rolling bearing, comprising a hollow roller with one along an axis of rotation the hollow roller extending through hole and a cylindrical Body coaxial with a radial clearance fit the through hole is arranged, wherein the hollow roller and the Inner body for a positive connection in the radial direction are formed. Under a cylindrical hull will not only a straight circular cylinder understood, but each rotationally symmetric Body with two parallel end faces, such. B. a barrel-shaped Hull.
Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass eine Verbesserung der Kinematik des Innenkörpers beim Einsatz des Wälzlagers erreicht wird, indem eine axiale Führung des Innenkörpers in der Durchgangsbohrung durch Formschluss mit der Hohlrolle realisiert ist. Der Formschluss erfolgt durch Passung der Formgebung der Hohlrolle und/oder des Innenkörpers aneinander, derart, dass eine axiale Verschiebung des Innenkörpers in der Durchgangsbohrung über ein vorgegebenes Toleranzmaß hinaus verhindert wird. Dank der axialen Führung des Innenkörpers an der Hohlrolle über Formschluss erfolgt insbesondere keine Abstützung des Innenkörpers am Käfig, so dass eine Reibungsminderung zwischen dem Innenkörper und dem Käfig vorliegt und zusätzliche Käfigbelastungen bei hohen Radialkräften vermieden werden.The Invention is based on the consideration that an improvement the kinematics of the inner body when using the rolling bearing is achieved by an axial guidance of the inner body realized in the through hole by positive engagement with the hollow roller is. The positive connection is made by fitting the shape of the hollow roller and / or the inner body to each other, such that a axial displacement of the inner body in the through hole over a predetermined tolerance level is prevented. thanks the axial guidance of the inner body of the hollow roller over Positive locking takes place in particular no support of the inner body on Cage, allowing a friction reduction between the inner body and the cage and additional cage loads be avoided at high radial forces.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Randbereiche der Hohlrolle und/oder des Innenkörperes zur Ausbildung des Formschlusses ausgestaltet. Hierdurch wird der Einsatz des Innenkörpers als Stützkörper ermöglicht, indem im Inneren der Durchgangsbohrung Platz für eine radiale Spielpassung zwischen dem Innenkörper und der Wand der Durchgangsbohrung vorhanden ist und die Positionierung des Innenkörpers lediglich in den Randbereichen erfolgt. Mit Randbereich wird weiter in der Anmeldung der Bereich in der Nähe der Stirnseiten des Wälzkörpers bezeichnet, in dem die Geometrie des Innenkörpers und/oder der Hohlrolle zur Ausbildung des Formschlusses modifiziert ist.According to one preferred embodiment, the edge regions of the hollow roller and / or the inner body designed to form the positive connection. As a result, the use of the inner body as a support body allows, by inside the through hole space for a radial clearance fit between the inner body and the wall of the through hole is present and the positioning the inner body takes place only in the edge regions. With border area will continue in the registration area in the Near the end faces of the rolling element in which the geometry of the inner body and / or the hollow roller is modified to form the positive connection.
Eine besonders sichere Führung des Innenkörpers wird ermöglicht, indem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Radius der Stirnseite des Innenkörpers größer ist als der Radius der Durchgangsbohrung. Somit wird ein Durchrutschen des Innenkörpers durch die Durchgangsbohrung verhindert, auch wenn zwischen dem Innenkörper und der Hohlrolle entlang der Durchgangsbohrung eine Spielpassung eingestellt ist.A particularly secure guidance of the inner body is made possible by, according to another preferred embodiment, the radius of the end face of the inner body is greater than the radius of the through hole. Thus, slippage of the inner body is prevented by the through hole, even if a clearance fit is set between the inner body and the hollow roller along the through hole.
Damit der Innenkörper in die Durchgangsbohrung eingeführt werden kann, auch wenn der Radius seiner Stirnseite größer ist als der Radius der Durchgangsbohrung, ist am Rumpf zumindest an einer Seite im Randbereich bevorzugt ein Randstück angeordnet, durch welches der Radius des Innenkörpers in Richtung zur Stirnseite ansteigt und somit einen hochgezogenen Rand bildet. Das Randstück stellt hierbei ein separat vom Rumpf angefertigtes Teil dar, welches später fest mit dem Rumpf verbunden wird, um den Innenkörper auszubilden. Beim Zusammenbauen des Wälzkörpers wird der Rumpf in die Durchgangsbohrung eingeführt und anschließend wird das Randstück zum Ausbilden des kompletten Innenkörpers mit dem Rumpf fest verbunden. Die Verbindung zwischen dem Rumpf und dem Randstück kann kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig sein, wobei keine relative Bewegung zwischen dem Rumpf und dem Randstück stattfindet. Im ein fachsten Fall stellt das Randstück einen Kegelstumpf mit einer stetigen Mantelfläche dar. Möglich ist jedoch auch, an der Mantelfläche des Randstücks Kerben oder Ausnehmungen für weitere Elemente, wie z. B. Dichtungen, vorzusehen. Das Randstück kann aus dem gleichen Material ausgebildet sein wie der Innenkörper. Bei einer Ausgestaltung mit zwei solchen Randstücken, die beidseitig des Rumpfes angeordneten ist, sind diese insbesondere aus einem anderen Material als der Rumpf ausgebildet, ohne dass dadurch die Stabilität des Innenkörpers beeinträchtigt wird.In order to the inner body inserted into the through hole can be, even if the radius of his face bigger is considered the radius of the through hole, is at the fuselage at least on one side in the edge region preferably arranged an edge piece, by which the radius of the inner body in the direction of Front side rises and thus forms a raised edge. The Edge piece here represents a part made separately from the hull which is later firmly connected to the fuselage, to form the inner body. When assembling the Rolling is the hull in the through hole introduced and then the edge piece for forming the complete inner body with the fuselage firmly connected. The connection between the hull and the edge piece can be non-positive, positive or cohesive be, with no relative movement between the hull and the edge piece takes place. In the simplest case, the edge piece sets one Truncated cone with a continuous lateral surface is possible. Possible but also, on the lateral surface of the edge piece notches or recesses for other elements, such as. B. seals, provided. The edge piece can be made of the same material be formed as the inner body. In one embodiment with two such edge pieces, which are arranged on both sides of the fuselage In particular, these are made of a different material than the one used Hull formed, without affecting the stability of the Inner body is impaired.
Damit der Innenkörper in die Durchgangsbohrung positioniert werden kann ist mindestens ein Randstück erforderlich, welches randseitig mit dem in der Durchgangsbohrung eingeführten Rumpf verbunden wird und somit ein Durchrutschen des Rumpfes durch die Durchgangsbohrung verhindert. Im Falle, dass nur ein Randstück zur Ausbildung des Innenkörpers vorgesehen ist, ist vorzugsweise der Rumpf im anderen Randbereich des Innenkörpers profiliert ausgebildet, so dass der Radius des Innenkörpers in Richtung zur Stirnseite ansteigt und einen hochgezogenen Rand bildet. Der profilierte Randbereich des Innenkörpers weist hierbei insbesondere eine identische Struktur zu der des Randstücks auf. Zudem ist das Randstück insbesondere aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet wie der Rumpf des Innenkörpers, so dass in seinem zusammengebauten Zustand der Innenkörper einen symmetrischen Aufbau aufweist und an beiden Seiten im Randbereich gleich schwer ist.In order to the inner body can be positioned in the through hole can at least one edge piece is required, which at the edge with the introduced in the through hole Hull is connected and thus slipping through the hull prevents the through-hole. In case of only one margin piece is provided for forming the inner body is preferably the hull is profiled in the other edge region of the inner body, so that the radius of the inner body towards the front rises and forms a raised edge. The profiled edge area of the inner body in this case has an identical in particular Structure to that of the edge piece. In addition, the edge piece in particular made of the same material as the hull of the inner body, so that in its assembled state the inner body has a symmetrical structure and is equally hard on both sides in the edge area.
Eine besonders gute Anpassung der Form des Innenkörpers an die Form der Hohlrolle in den Randbereichen liegt vor, indem bevorzugt die Hohlrolle zur Durchgangsbohrung hin abgerundete Ränder aufweist und die Randbereiche des Innenkörpers von außen betrachtet konkav ausgebildet sind, wobei ein Krümmungsradius der konkaven Randbereiche einem Rundungsradius der abgerundeten Ränder entspricht. Betrachtet von der Durchgangsbohrung aus sind somit die abgerundeten Ränder der Hohlrolle konvex ausgebildet und korrespondieren mit den konkaven Randbereichen. Es erfolgt dabei eine besonders gute randseitige Anschmiegung des Innenkörpers an die Hohlrolle.A particularly good adaptation of the shape of the inner body to the Form of the hollow roller in the edge regions is present, preferably the hollow roller to the through hole rounded edges and the edge regions of the inner body from the outside considered concave, wherein a radius of curvature the concave edge areas a rounding radius of the rounded Corresponds to margins. Considered from the through hole Thus, the rounded edges of the hollow roller are convex formed and correspond with the concave edge areas. There is a particularly good marginal Anschmiegung of Inner body to the hollow roller.
Alternativ sind die Randbereiche des Innenkörpers von außen gesehen auch konvex ausgebildet und kontaktieren die abgerundeten konvexen Ränder der Hohlrolle. Die Durchgangsbohrung ist somit betrachtet in einem Längsschnitt seitlich durch zwei konvexe Flächen (abgerundeter Rand der Hohlrolle und Randbereich des Innenkörpers) begrenzt, die sich berühren. Es erfolgt hierbei ein linienförmiger Kontakt zwischen dem Innenkörper und der Hohlrolle um den Umfang der Durchbohrung, so dass ein Verschieben des Innenkörpers in Bezug auf die Hohlrolle verhindert wird.alternative are the edge regions of the inner body from the outside Seen also convex and contact the rounded convex edges of the hollow roller. The through hole is thus viewed in a longitudinal section laterally through two convex surfaces (rounded edge of the hollow roller and edge area of the inner body) which touch each other. There is a linear contact between the inner body and the hollow roller around the circumference of the perforation, allowing a displacement of the inner body with respect to the Hollow roller is prevented.
Die Randbereiche des Innenkörpers können auch mittelbar die abgerundeten Ränder der Hohlrolle berühren, z. B. über ein Dichtungselement, welches eine Dichtefunktion erfüllt. Daher ist vorzugsweise am Innenkörper eine Aufnahme für ein Dichtungselement zwischen dem Innenkörper und der Hohlrolle vorgesehen. Die Aufnahme ist beispielsweise nach Art einer umlaufenden Nut ausgebildet, in welche ein O-Ring eingesteckt wird. Das Dichtungselement sorgen außerdem für eine Reservierung von Öl und für eine zusätzliche Dämpfung radialer Stöße.The Edge regions of the inner body can also indirectly touching the rounded edges of the hollow roller, z. B. via a sealing element, which has a density function Fulfills. Therefore, it is preferably on the inner body a receptacle for a sealing element between the inner body and the hollow roller provided. The recording is for example after Formed a kind of circumferential groove, in which an O-ring inserted becomes. The sealing element also provide for a reservation of oil and for an extra Damping of radial shocks.
Zweckdienlicherweise liegt der Kontaktpunkt zwischen dem Dichtungselement und der Hohlrolle im Randbereich der Hohlrolle. Dies bedeutet, dass von der Rotationsachse des Wälzkörpers aus gesehen der Kontaktpunkt der Dichtung auf einem größeren Radius liegt als der Radius der Durchgangsbohrung.Conveniently, is the contact point between the sealing element and the hollow roller in Edge region of the hollow roller. This means that from the axis of rotation of the rolling body from the point of contact Seal is located on a larger radius than the Radius of the through hole.
Bevorzugt ist das Randstück um den Umfang des Innenkörpers ringförmig angeordnet. Dies stellt eine besonders materialsparende Ausgestaltung dar, bei der das ringförmige Randstück klein dimensioniert werden kann. Bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere vorgesehen, dass der Rumpf an seinem Ende Aussparungen zur Aufnahme des Randstückes aufweist.Prefers is the edge piece around the circumference of the inner body arranged in a ring. This represents a particularly material-saving Embodiment in which the annular edge piece can be sized small. In this embodiment is in particular provided that the hull at its end recesses for receiving having the edge piece.
Alternativ ist das Randstück stirnseitig am Rumpf befestigt. Hierdurch erfolgt eine großflächige Verbindung zwischen dem Innenkörper und dem Randstück, welche sich insbesondere über die gesamte Stirnseite des Rumpfes erstreckt.Alternatively, the edge piece is attached to the front side of the fuselage. This results in a large-area connection between the inner body and the Edge piece, which extends in particular over the entire front side of the fuselage.
Vorteilhafterweise ist das Randstück aus einem anderen Material als der Rumpf ausgebildet. Hierbei sind insbesondere zwei Randstücke vorgesehen, welche symmetrisch an beiden Seiten des Rumpfes angeordnet sind. Insbesondere bei einer Ausgestaltung, bei der das Randstück unmittelbar die Hohlrolle berührt, ist das Randstück bevorzugt aus einem elastischeren Material als der Innenkörper ausgebildet, damit das Randstück gut am Randbereich der Hohlrolle anliegen kann.advantageously, is the edge piece of a different material than the hull educated. Here are in particular two edge pieces provided, which are arranged symmetrically on both sides of the fuselage are. In particular, in an embodiment in which the edge piece immediately touches the hollow roller, the edge piece preferably formed of a more elastic material than the inner body, so that the edge piece abut well on the edge region of the hollow roller can.
Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wälzlager, umfassend eine Vielzahl von Wälzkörpern, wobei mindestens einer der Wälzkörper ein Wälzkörper nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen ist. Ein derartiges Wälzlager kann z. B. eingesetzt werden, um das Massenträgheitsmoment zu verringern. Dabei werden vorzugsweise mehrere, insbesondere sämtliche Wälzkörper nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen ausgebildet.The second object is achieved according to the invention by a rolling bearing comprising a plurality of rolling elements, wherein at least one of the rolling elements is a rolling element according to one of the preceding embodiments. Such a rolling bearing can z. B. used to the moment of inertia to reduce. In this case, preferably several, in particular all rolling elements formed according to one of the preceding embodiments.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen schematisch:embodiments The invention will be described below with reference to a drawing explained. Herein schematically show:
In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures are the same acting parts with the same reference numerals Mistake.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing
In
Die
Hohlrolle
Bei
der Positionierung des Stützt- oder Innenkörpers
Dank
ihrer Form sind die Hohlrolle
Wie
insbesondere aus der Vergrößerung in
Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß
Alternativ
ist es auch möglich, nur in einem der Randbereiche
Die
Ausgestaltung des Wälzkörpers
Beim
Ausführungsbeispiel gemäß
Die
Randstücke
- 22
- Wälzkörperrolling elements
- 44
- Hohlrollehollow roller
- 66
- Innenkörperinner body
- 88th
- DurchgangsbohrungThrough Hole
- 1010
- Randbereichborder area
- 1212
- abgerundeter Randrounded edge
- 1414
- Stirnseitefront
- 1515
- Käfigtaschecage pocket
- 1616
- Randstückmargin copy
- 1818
- Rumpfhull
- 2020
- Dichtungpoetry
- 2222
- Aufnahmeadmission
- AA
- Rotationsachseaxis of rotation
- KK
- Kontaktpunkt zw. Dichtungselement und abgerundetem Randcontact point between sealing element and rounded edge
- RD R D
- Radius d. Durchgangsbohrungradius d. Through Hole
- RI R I
- Radius d. Innenkörpersradius d. inner body
- RK R K
- Radius d. Kontaktpunkts zw. Dichtung und abgerundetem Randradius d. Contact point between seal and rounded edge
- SS
- Spaltgap
- ΔxAx
- axiales Spielaxial game
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 102007062391 [0005] - DE 102007062391 [0005]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120823 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120823 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140213 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140213 |
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R012 | Request for examination validly filed |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150126 |
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