DE102009059844A1 - Wheel nub for use in wheel bearing unit for tensioning against joint cap in automotive engineering, has axial toothing in engagement in counter toothing of joint cap, and axial screw catch arranged with respect to axial flange surface - Google Patents

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    • F16C35/063Fixing them on the shaft

Abstract

The hub (1) has an axial screw catch (14) for a screw (12), and a wheel flange (8) and an axial toothing (11) provided in engagement in a counter toothing of a joint cap (9). The axial screw catch is arranged with respect to a drive sided oriented, axial flange surface (17) of the wheel flange. An axial pretensioning distance (V) from the axial screw catch of the wheel hub to an axial center of the axial toothing is five times larger than axial flange thickness (F). The hub forms an inner cone (18), which partially and radially comprises a wheel-sided path or an inner ring.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Radnabe zur Verspannung gegenüber einer Gelenkglocke mittels einer zentrisch zur Rotationsachse der Radnabe anordenbaren Schraube, wobei die Radnabe einen axialen Schraubenanschlag für die Schraube, einen Radflansch und einer zum Eingriff in einer Gegenverzahnung der Gelenkglocke vorgesehene Axialverzahnung aufweist. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Radlagereinheit mit einer derartigen Radnabe.The The invention relates to a wheel hub for bracing a joint bell by means of a centric to the axis of rotation of Wheel hub locatable screw, the wheel hub an axial screw stop for the screw, a wheel flange and one for engagement provided in a counter-toothing of the joint bell axial teeth having. Furthermore, the invention relates to a wheel bearing unit with such a hub.

Stand der TechnikState of the art

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine derartige Radnabe kommt in Radlagereinheiten, wie man sie aus der Automobiltechnik kennt, zum Einsatz. Radlagereinheiten werden wegen ihrer im Vergleich zu üblichen Radlagern verbesserten Installationseigenschaften heute vielfach vorgezogen, um eine verkürzte Produktionszeit bei der Automobilherstellung zu erzielen.A Such hub comes in wheel bearing units, as you get from the Automotive technology knows, for use. Wheel bearing units are due to their improved compared to conventional wheel bearings installation properties today often preferred to a shorter production time to achieve in automobile manufacturing.

Aus der DE 36 36 243 C2 ist eine Radlagereinheit mit einer antreibbaren Radnabe mit stirnseitigen Zähnen bekannt, die der sogenannten zweiten Generation angehört, d. h. einen Radflansch aufweist und deren Außenring in den Radträger eingepresst werden muss. An diesem zweireihigen Schrägkugellager wird ein Wälznietbund geformt, der sowohl den Innenring des Radlagers vorspannt, als auch die Axialverzahnung – auch Stirnverzahnung genannt – ausbildet. Die Schraube ragt durch den gesamten Lagerinnenraum, wobei deren Schraubenkopf vom Radflansch radial umfasst wird.From the DE 36 36 243 C2 is a wheel bearing unit with a drivable hub with front teeth known that belongs to the so-called second generation, ie has a wheel flange and the outer ring must be pressed into the wheel. At this double-row angular contact ball bearing a Wälznietbund is formed which biases both the inner ring of the wheel bearing, and the axial toothing - also called spur toothing - forms. The screw protrudes through the entire bearing interior, wherein the screw head is radially encompassed by the wheel flange.

Daran ist nachteilig, dass die Vorspannungskraft durch die gesamte Länge der Schraube, durch die Radnabe und durch die Axialverzahnung in die Gelenkglocke geleitet wird, womit der Kreis zur Schraube geschlossen wird. Somit wird die Vorspannung zweifach über eine beachtliche axiale Strecke geleitet, womit aufgrund er aufgenommenen Torsionsmomente eine optimale Steifigkeit nicht für jede Anwendung gewährleistet ist.it is disadvantageous that the biasing force through the entire length the bolt, through the wheel hub and through the splines in the joint bell is passed, thus closing the circle to the screw becomes. Thus, the bias twice over a considerable passed axial distance, which due to he recorded torsional moments optimal rigidity is not guaranteed for every application is.

Ferner entsteht in der Radnabe ein großer Freiraum, der nicht genutzt werden kann und nachteiliger weise auch noch ggf. abgedichtet werden muss. Nichtsdestoweniger wird, z. B. in Form der Schraube viel Material aufgewendet.Further In the wheel hub, there is a large free space that does not can be used and disadvantageously also sealed if necessary must become. Nonetheless, e.g. B. in the form of the screw a lot Material spent.

Aufgabenstellungtask

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist daher eine gewichtsreduzierte und steifere Radlagereinheit mit Axialverzahnung anzugeben, die kosteneffizient herstellbar ist.The The object of the invention is therefore a weight-reduced and stiffer Specify wheel bearing unit with axial toothing, the cost-effective can be produced.

Die Aufgabe wird durch eine Radnabe bzw. Radlagereinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der axiale Schraubenanschlag in Bezug zu einer getriebeseitig orientierten, axialen Flanschfläche des Radflansches getriebeseitig angeordnet ist.The Task is by a wheel hub or wheel bearing unit of the beginning mentioned type solved in that the axial screw stop with respect to a transmission side oriented axial flange surface of the wheel flange is arranged on the transmission side.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen den Schraubenkopf axial innerhalb der Radnabe anzuordnen, indem der Schraubenanschlag der Radnabe getriebeseitig in Bezug zum Radflansch angeordnet wird. Damit wird die Schraube in Axialrichtung verkürzt und ein kleinerer Anteil der Radnabe nimmt an der Befestigungsvorspannung teil. Der Schraubenanschlag weist im Wesentlichen eine Scheibenform auf, die zur Anlage an die Unterseite des Schraubenkopfes vorgesehen ist. Je näher der Schraubenanschlag an die Axialverzahnung – und damit zur Gelenkglocke hin – verlagert werden kann, umso kleiner kann die Schraube ausgelegt werden und auch die Radnabe kann im Bereich des Schraubenkopfes einen größeren Innenradius aufweisen, womit ebenfalls Material eingespart wird.According to the invention provided to arrange the screw head axially within the wheel hub, by the screw stop of the hub on the transmission side with respect is arranged to the wheel flange. This turns the screw in the axial direction shortened and a smaller portion of the wheel hub participates in the Fastening prestressing in part. The screw stop essentially points a disc shape, which abuts against the underside of the screw head is provided. The closer the screw stop to the axial toothing - and so that the joint bell can be relocated, all the more smaller the screw can be designed and also the wheel hub can in the area of the screw head a larger Have inner radius, which also saves material.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der axiale Schraubenanschlag in Bezug zu einer radseitigen Außenlaufbahn einer radseitigen Wälzkörperreihe getriebeseitig angeordnet oder zu einem radseitigen Innenring getriebeseitig angeordnet, wobei der radseitige Innenring die Außenlaufbahn der radseitigen Wälzkörperreihe ausbildet. Damit wird der Schraubenkopf derart weit axial in die Radnabe verlegt, dass dieser von außen sehr gut gegen Verrostung geschützt ist. Gleichzeitig kann der den Schraubenanschlag ausbildende Teil der Radnabe noch zur radialen Kraftübertragung vom oben befindlichen Teil eines Innenrings zum untenbefindlichen Teil des Innenrings übertragen und trägt damit zur Lastaufnahme bei. Damit ist es möglich auf sogenannte Dehnungsschrauben zu verzichten, die typischerweise ein Verhältnis Durchmesser zu Länge von ca. 1/5 aufweisen und Dehnungsbelastungen abfangen sollen. Die Schrauben für eine erfindungsgemäße Radnabe können ein größeres Verhältnis aufweisen, da sie deutlich kürzer ausgelegt sind. Dehnungsschrauben sind folglich nicht mehr notwendig.at An advantageous embodiment is the axial screw stop in relation to a wheel-side outer race of a wheel-side Rolling element row arranged on the transmission side or arranged on the transmission side to a wheel-side inner ring, wherein the wheel-side inner ring the outer race of the wheel-side Wälzkörperreihe trains. This will be the screw head moved so far axially into the wheel hub that this from the outside very well protected against rusting. At the same time the screw stop forming part of the hub still to Radial transmission from the top of a part Inner ring transmitted to below befindern part of the inner ring and thus contributes to load absorption. This is possible to dispense with so-called expansion screws, which typically a ratio of diameter to length of about 1/5 have and intercept strain loads. The screws for a hub according to the invention can have a larger ratio, since they are designed significantly shorter. Expansion screws are therefore no longer necessary.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird der axiale Schraubenanschlag zumindest von einem getriebeseitigen oder radseitigen Laufbahn ausbildenden Innenring radial umfasst. Wenn die Last von einem oder beiden Innenringen getragen wird, so entsteht mehr Gestaltungsspielraum innerhalb der Radnabe, womit z. B. Material nochmals eingespart werden kann.at An advantageous embodiment of the axial screw stop form at least from a transmission-side or wheel-side career Inner ring comprises radially. When the load of one or both inner rings is worn, it creates more room for maneuver within the wheel hub, with z. B. material can be saved again.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der axiale Vorspannungsabstand vom axialen Schraubenanschlag der Radnabe zur axialen Mitte der Axialverzahnung mindestens so groß, wie die axiale Flanschdicke und maximal so groß, wie die fünffache axiale Flanschdicke. Der Vorspannungsabstand gibt an, über welche axiale Länge innerhalb der Radnabe die Vorspannung zur Befestigung der Radnabe an der Gelenkglocke verläuft. Je kleiner dieser Vorspannungsabstand ist, desto steifer ist die Radlagereinheit ausgelegt.at An advantageous embodiment is the axial preload distance from the axial screw stop of the wheel hub to the axial center of the Axial teeth at least as large as the axial flange thickness and at most as large as five times the axial Flange thickness. The bias distance indicates over which axial length within the wheel hub the bias to Attachment of the wheel hub runs on the joint bell. ever The smaller the preload distance, the stiffer the wheel bearing unit designed.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform bildet die Radnabe einen Innenkonus aus, der vom Radflansch, von der radseitigen Laufbahn oder von einem Innenring zumindest teilweise radial umfasst wird. Ein Innenkonus mit einem radseitig orientieren Öffnungswinkel trägt zur radialen Steifigkeit bei und spart dennoch insbesondere in der Nähe des Radflansches Material ein.at an advantageous embodiment forms the wheel hub an inner cone, that of the wheel flange, of the wheel-side raceway or at least partially radially encompassed by an inner ring. An inner cone with a wheel-side opening angle contributes to the radial stiffness and still saves in particular material near the wheel flange.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Radnabe mehrteilig ausgebildet und die Axialverzahnung wird von einem ersten Nabenteil und der axiale Schraubenanschlag von einem zweiten Nabenteil gebildet. Die Nabenteile sind miteinander verbunden und drehen sich gemeinsam, wobei beide Nabenteil zueinander vorgespannt sind. Das zweite Nabenteil bildet beispielsweise auch den Radflansch aus und das erste Nabenteil kann ein Innenring oder ein anderer Lagerring, wie z. B. ein Kraftübertragungsring sein, wie man ihn von zuschaltbaren Radnaben für Allrad-Anwendungen kennt. Dabei besteht wegen der Drehmomentübertragung zwischen den Nabenteilen eine formschlüssige Verbindung.at In an advantageous embodiment, the wheel hub is in several parts formed and the axial toothing of a first hub part and the axial screw stopper is formed by a second hub part. The hub parts are connected and rotate together, wherein both hub part are biased to each other. The second hub part For example, it also forms the wheel flange and the first hub part can an inner ring or other bearing ring, such. B. a power transmission ring be like switching it from selectable hubs to four wheel drive applications knows. It exists because of the torque transmission between the hub parts a positive connection.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention are the figure description and / or the dependent claims remove.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Figur dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.in the The invention will be described below with reference to the figures Embodiments described and explained in detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Radlagereinheit dritter Generation im Längsschnitt mit verkürzter Schraube. 1 a wheel bearing unit of the third generation in longitudinal section with shortened screw.

Ausführungsbeispielembodiment

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

1 zeigt eine Radlagereinheit dritter Generation im Längsschnitt mit verkürzter Schraube 12. 1 shows a wheel bearing unit third generation in longitudinal section with shortened screw 12 ,

Es handelt sich um eine zweireihige Radlagereinheit mit einem einteiligen Außenring 2. Die Radnabe der Radlagereinheit bildet einen Radflansch 1 mit einer radseitig orientieren, axialen Flanschfläche 16 und einer getriebeseitig orientierten, axialen Flanschfläche 17. Der Radflansch 1 umfasst einen Innenkonus 18 radial und wird in radialer Richtung durch diesen, trotz des geringen Materialaufwandes gestützt.It is a double-row wheel bearing unit with a one-piece outer ring 2 , The wheel hub of the wheel bearing unit forms a wheel flange 1 with a wheel-side orientated, axial flange surface 16 and a transmission side oriented axial flange surface 17 , The wheel flange 1 includes an inner cone 18 radially and is supported in the radial direction by this, despite the low cost of materials.

Am getriebeseitigen Ende des Innenkonus 18 ist der Kopf 13 der Schraube 12 angeordnet, wobei die Auflagefläche 14 des Kopfes 13 gegenüber des Axialanschlages 15 der Radnabe 1 zum Anliegen kommt und die Kraft der Vorspannung zur Befestigung der Radnabe an der Gelenkglocke 9 in axialer Richtung aufnimmt. Zur Erhöhung der Vorspannung kann die Schraube um die Rotationsachse R der Radnabe gedreht werden.At the transmission end of the inner cone 18 is the head 13 the screw 12 arranged, with the support surface 14 Of the head 13 opposite the axial stop 15 the wheel hub 1 comes to the concern and the force of the bias to attach the hub to the joint bell 9 receives in the axial direction. To increase the bias, the screw can be rotated about the axis of rotation R of the hub.

Die radseitige Außenlaufbahn der Radnabe 1 wird von der Wälzkörperreihe 3 beansprucht, wobei der Schraubenkopf 13 von der Wälzkörperreihe 3 radial umfasst wird. Folglich ist der Axialanschlag 15 von der genannten Außenlaufbahn axial getriebeseitig angeordnet.The wheel-side outer raceway of the wheel hub 1 is from the row of rolling elements 3 claimed, wherein the screw head 13 from the row of rolling elements 3 is included radially. Consequently, the axial stop 15 axially arranged on the transmission side of said outer raceway.

In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Vorspannungsabstand V etwa die dreifache Flanschdicke F, d. h. V = 3·F. In this embodiment, the bias distance V is about three times the flange thickness F, ie V = 3 · F.

Erfindungsgemäße Vorteile stellen sich in Abhängigkeit der Position jedoch auch in einem Intervall von F < V < 5Fein. Dabei ist der Vorspannungsabstand V als der axiale Abstand definiert, der vom axialen Schraubenanschlag der Radnabe bis zur axialen Mitte der Axialverzahnung reicht. Axial liegt die Mitte der Axialverzahnung innerhalb eines Intervalls, welches zwischen einer Zahnspitze und einem in Umfangsrichtung zwischen den Zähnen liegendem Tal angeordnet ist.Advantages of the invention, however, are also dependent on the position at an interval of F <V <5F one. In this case, the bias distance V is defined as the axial distance which extends from the axial screw stop of the wheel hub to the axial center of the axial toothing. Axially, the center of the axial toothing lies within an interval which is arranged between a tooth tip and a valley lying in the circumferential direction between the teeth.

Vorteilhafterweise sind die Zähne der Axialverzahnung 11 am Wälznietbund 10 ausgebildet, womit die axiale Breite der Radlagereinheit reduziert wird.Advantageously, the teeth of the axial toothing 11 at the Wälznietbund 10 formed, whereby the axial width of the wheel bearing unit is reduced.

Vorteilhafterweise kann der Axialanschlag auch innerhalb des getriebeseitigen Innenrings 7 oder der Dichtungsanordnung 5 angeordnet sein, womit mehr Material einzusparen ist, jedoch die Lastaufnahme ggf. reduziert ist. Ein Kompromiss könnte die Anordnung des Axialanschlages 15 innerhalb der radseitigen Dichtungsanordnung 6 sein.Advantageously, the axial stop also within the transmission-side inner ring 7 or the seal assembly 5 be arranged, which is to save more material, but the load is possibly reduced. A compromise could be the arrangement of the axial stop 15 within the wheel-side seal assembly 6 be.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Radnabe bzw. eine Radlagereinheit zur Verspannung gegenüber einer Gelenkglocke mittels einer zentrisch zur Rotationsachse der Radnabe anordenbaren Schraube, wobei die Radnabe einen axialen Schraubenanschlag für die Schraube, einen Radflansch und einer zum Eingriff in einer Gegenverzahnung der Gelenkglocke vorgesehene Axialverzahnung aufweist. Es wird eine Gewichtsreduzierung und eine höhere Steifigkeit der Radlagereinheit angestrebt. Dazu wird die Schraube verkürzt, indem der axiale Schraubenanschlag in Bezug zu einer radseitig orientierten, axialen Flanschfläche des Radflansches getriebeseitig angeordnet wird. Damit muss im Vergleich zu bekannten Radlagereinheiten an der Vorspannung der Radnabe gegenüber der Gelenkglocke nur ein kleiner Teil der Radnabe verspannt werden. Schraube und Radnabe können mit deutlich weniger Material ausgebildet werden.In summary, the invention relates to a wheel hub or a wheel bearing unit for Verspan tion with respect to a joint bell by means of a centrally arranged to the axis of rotation of the wheel hub screw, wherein the wheel hub has an axial screw stop for the screw, a wheel flange and provided for engagement in a counter-toothing of the joint bell axial teeth. It is desired to reduce weight and higher stiffness of the wheel bearing unit. For this purpose, the screw is shortened by the axial screw stop is arranged on the transmission side with respect to a wheel-side oriented axial flange surface of the wheel flange. Thus, in comparison to known wheel bearing units on the bias of the wheel hub relative to the joint bell only a small part of the hub must be braced. Screw and hub can be formed with significantly less material.

11
Radnabewheel hub
22
Außenringouter ring
33
getriebeseitige Wälzkörperreihetransmission side rolling body row
44
getriebeseitige Wälzkörperreihetransmission side rolling body row
55
radseitige Dichtungsanordnungwheel-side sealing arrangement
66
radseitige Dichtungsanordnungwheel-side sealing arrangement
77
getriebeseitiger Innenringtransmission-side inner ring
88th
Radflanschwheel flange
99
Gelenkglockejoint bell
1010
Wälznietbundrolling rivet
1111
Stirnverzahnungspur gearing
1212
Schraubescrew
1313
Schraubenkopfscrew head
1414
Axialanschlagaxial stop
1515
Auflageflächebearing surface
1616
radseitige, axiale Flanschflächewheel side, axial flange surface
1717
getriebeseitige, axiale Flanschflächetransmission side, axial flange surface
1818
Innenkonusinner cone
RR
Rotationsachse der Radnabeaxis of rotation the wheel hub

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 3636243 C2 [0003] - DE 3636243 C2 [0003]

Claims (8)

Radnabe (1) zur Verspannung gegenüber einer Gelenkglocke (9) mittels einer zentrisch zur Rotationsachse (R) der Radnabe (1) anordenbaren Schraube (12), wobei die Radnabe (1) einen axialen Schraubenanschlag (14) für die Schraube (12), einen Radflansch (8) und einer zum Eingriff in einer Gegenverzahnung der Gelenkglocke (9) vorgesehene Axialverzahnung (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Schraubenanschlag (14) in Bezug zu einer getriebeseitig orientierten, axialen Flanschfläche (17) des Radflansches (8) getriebeseitig angeordnet ist.Wheel hub ( 1 ) for clamping against a joint bell ( 9 ) by means of a centric to the axis of rotation (R) of the wheel hub ( 1 ) mountable screw ( 12 ), whereby the wheel hub ( 1 ) an axial screw stop ( 14 ) for the screw ( 12 ), a wheel flange ( 8th ) and one for engagement in a counter-toothing of the joint bell ( 9 ) provided axial toothing ( 11 ), characterized in that the axial screw stop ( 14 ) with respect to a transmission side oriented, axial Flanschfläche ( 17 ) of the wheel flange ( 8th ) is arranged on the transmission side. Radnabe (1) nach Anspruch 1, wobei der axiale Schraubenanschlag (14) in Bezug zu einer radseitigen Außenlaufbahn einer radseitigen Wälzkörperreihe (3) getriebeseitig angeordnet ist oder zu einem radseitigen Innenring getriebeseitig angeordnet ist, wobei der radseitige Innenring die Außenlaufbahn der radseitigen Wälzkörperreihe (3) ausbildet.Wheel hub ( 1 ) according to claim 1, wherein the axial screw stop ( 14 ) with respect to a wheel-side outer raceway of a wheel-side row of rolling elements ( 3 ) is arranged on the transmission side or is arranged on the transmission side to a wheel-side inner ring, wherein the wheel-side inner ring, the outer race of the wheel-side rolling element row ( 3 ) trains. Radnabe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der axiale Schraubenanschlag (14) zumindest von einem getriebeseitigen oder radseitigen (7) Laufbahn ausbildenden Innenring radial umfasst wird.Wheel hub ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the axial screw stop ( 14 ) at least from a transmission-side or wheel-side ( 7 ) Runner-forming inner ring is radially encompassed. Radnabe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der axiale Vorspannungsabstand (V) vom axialen Schraubenanschlag (14) der Rad nabe (1) zur axialen Mitte der Axialverzahnung (11) mindestens so groß ist, wie die axiale Flanschdicke (F) und maximal so groß ist, wie die fünffache axiale Flanschdicke (F).Wheel hub ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the axial preload distance (V) from the axial screw stop ( 14 ) the wheel hub ( 1 ) to the axial center of the axial toothing ( 11 ) is at least as large as the axial flange thickness (F) and at most as large as five times the axial flange thickness (F). Radnabe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Radnabe (1) einen Innenkonus (18) ausbildet, der vom Radflansch (8), von der radseitigen Laufbahn oder von einem Innenring zumindest teilweise radial umfasst wird.Wheel hub ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the wheel hub ( 1 ) an inner cone ( 18 ) formed by the wheel flange ( 8th ), is at least partially radially encompassed by the wheel-side raceway or by an inner ring. Radlagereinheit mit einer Radnabe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Wheel bearing unit with a wheel hub ( 1 ) according to any one of the preceding claims. Radlagereinheit nach Anspruch 6, wobei die Radnabe (1) mehrteilig ausgebildet ist und die Axialverzahnung (11) von einem ersten Nabenteil und der axiale Schraubenanschlag von einem zweiten Nabenteil gebildet wird.Wheel bearing unit according to claim 6, wherein the wheel hub ( 1 ) is formed in several parts and the axial toothing ( 11 ) is formed by a first hub part and the axial screw stop by a second hub part. Radlagereinheit nach Anspruch 7, wobei das erste Nabenteil ein Innenring oder ein anderer Lagerring ist.Wheel bearing unit according to claim 7, wherein the first Hub part is an inner ring or another bearing ring.
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