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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung; insbesondere für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Lagerträger, einem Lager und einem Axialsicherungsring, wobei der Lagerträger einen Lagersitz und eine von dem Lagersitz ausgehende Lagersitz-Radialnut aufweist, in der der Axialsicherungsring teilweise aufgenommen ist, wobei das Lager durch eine Axialbewegung in den Lagersitz eingesetzt ist und eine Lager-Radialnut aufweist, in der der Axialsicherungsring teilweise aufgenommen ist, so dass das Lager in Bezug auf den Lagerträger axial gesichert ist.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung.
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Zur axialen Sicherung von Wälzlagern, die beispielsweise zur Lagerung einer Welle an einem Gehäuse eines Abschnittes eines Kraftfahrzeugantriebsstranges dienen, wie beispielsweise eines Getriebes, sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt.
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Bei einer derartigen Lösung kann die Welle an ihrem axialen Ende ein Innengewinde aufweisen, wobei in das Innengewinde eine Hohlschraube eingeschraubt wird, um das Wälzlager an der Welle axial zu sichern. Diese Ausführungsform ist vergleichsweise robust und benötigt nur vergleichsweise geringen axialen Bauraum. Diese Lösung ist jedoch vergleichsweise kostenaufwändig.
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Ein weiteres Konzept zur Axialsicherung besteht darin, durch eine Gewindebohrung in einem Gehäusedeckel eine Schraube einzudrehen, die an ihrem Innenabschnitt ein Halteblech gegen den Gehäusedeckel zieht, das an einer Umfangsnut eines Lagerringes des Wälzlagers eingreift.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Axialsicherungsringe zu verwenden, die in der Regel als Standard-Sprengringe in einer koaxialen Sprengringnut aufgenommen sind.
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Bei Axialsicherungsringen gibt es zudem eine Vielzahl unterschiedlicher Bauformen. Die Axialsicherungsringe können zum einen aus einem Blech ausgestanzt sein. Hierbei können unterschiedlichste Formen des Axialsicherungsringes realisiert werden, einschließlich solcher mit Laschen, ohne Laschen, mit Augen zum Ansetzen von Werkzeugen etc. Auch kann die radiale Breite über den Umfang entweder konstant sein oder unterschiedlich sein.
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Auch ist es denkbar, an den Enden eines offenen, beispielsweise gewickelten Axialsicherungsringes Laschen vorzusehen.
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Sprengringe nach DIN-Norm (auch als so genannte "Seegerringe" bezeichnet) weisen radial vorstehende Laschen und eine radiale Breite auf, die im Bereich der Laschen kleiner ist als in dem den Laschen diametral gegenüberliegenden Bereich. Hierdurch kann das Aufbiegeverhalten deutlich verbessert werden. Allerdings ist der notwendige radiale Bauraum aufgrund der großen Nuttiefen relativ groß. Bei Getrieben mit kurzen Achsabständen kann dies zu Bauraumproblemen führen.
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Bei den oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen von Lageranordnungen sind in der Regel eine Vielzahl von Prozessschritten und meistens zusätzliche Werkzeuge notwendig. Bei manchen Lageranordnungen ist zudem eine große Anzahl von Teilen notwendig, mit entsprechenden Kostenauswirkungen auf die Logistik.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Lageranordnung sowie ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung anzugeben, wobei vorzugsweise wenigstens einer der obigen Nachteile vermieden wird.
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Die obige Aufgabe wird bei der eingangs genannten Lageranordnung dadurch gelöst, dass an dem Lager und/oder an einer Einsetzöffnung des Lagersitzes eine Fase ausgebildet ist, so dass der Axialsicherungsring beim Einsetzen des Lagers in den Lagersitz mittels der Fase in die Lagersitz-Radialnut oder in die Lager-Radialnut hinein verformbar ist, insbesondere elastisch verformbar ist, und in einer Axialsicherungsposition des Lagers in einem Zustand springt, insbesondere elastisch springt, bei dem der Axialsicherungsring teilweise in der Lagersitz-Radialnut und teilweise in der Lager-Radialnut aufgenommen ist.
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Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung, insbesondere einer Lageranordnung der erfindungsgemäßen Art, mit den Schritten, einen Lagerträger mit einem Lagersitz bereitzustellen, wobei von dem Lagersitz eine Lagersitz-Radialnut ausgeht, ein Lager bereitzustellen, an dem eine Lager-Radialnut ausgebildet ist, und einen Axialsicherungsring bereitzustellen, der in die Lagersitz-Radialnut oder in die Lager-Radialnut eingesetzt wird, wobei an dem Lager oder an einer Einsetzöffnung des Lagersitzes eine Fase ausgebildet ist, so dass der Axialsicherungsring bei einem axialen Einsetzen des Lagers in den Lagersitz mittels der Fase verformt wird, insbesondere elastisch verformt wird, so dass ein weiteres Einsetzen des Lagers möglich ist, bis die Lagersitz-Radialnut und die Lager-Radialnut axial miteinander ausgerichtet sind, so dass der Axialsicherungsring in eine Position springt, insbesondere elastisch springt, bei der er teilweise in der Lagersitz-Radialnut und teilweise in der Lager-Radialnut aufgenommen ist.
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Die erfindungsgemäße Lageranordnung basiert auf dem Grundgedanken, eine Axialsicherung eines Lagers an einem Lagerträger über einen Axialsicherungsring zu erzielen, der zum Teil in eine Lagersitz-Radialnut und zum Teil in eine Lager-Radialnut eingreift. In diesem Sicherungszustand befindet sich der Axialsicherungsring entweder in einem entspannten Zustand, oder er liegt in dieser Ausgangsposition unter einer Grundspannung an einem Boden der Lagersitz-Radialnut oder der Lager-Radialnut an. Der Axialsicherungsring lässt sich vorzugsweise elastisch so verformen, dass er im Wesentlichen vollständig in der ihm zugeordneten anderen Radialnut aufgenommen ist, so dass der Lagersitz freigegeben wird, um das Lager zu montieren. In der Axialsicherungsposition schnappt der Axialsicherungsring dann wieder in seine Ausgangsposition zurück, wobei durch den teilweisen Eingriff in sowohl die Lagersitz-Radialnut als auch in die Lager-Radialnut die Axialsicherungsfunktion realisiert wird.
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Dieses Grundprinzip einer Axialsicherung eines Lagers an einem Lagerträger ist in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2014 101 645.9 offenbart, die im Namen der vorliegenden Anmelderin am 11. Februar 2014 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht worden ist. Der Offenbarungsgehalt dieser älteren Anmeldung soll vorliegend durch Bezugnahme enthalten sein.
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Bei der Lageranordnung, wie sie in dieser älteren Anmeldung beschrieben ist, wird ein Axialsicherungsring mittels eines Werkzeuges radial aufgeweitet, um ein Lager in den Lagersitz einzusetzen, und zwar bis hin zu einer Axialsicherungsposition, bei der Werkzeug dann abgesetzt werden kann, um den Axialsicherungsring in die Lager-Radialnut zurückspringen zu lassen.
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Durch die Maßnahme, an dem Lager und/oder an einer Einsetzöffnung des Lagersitzes eine Fase auszubilden, die es ermöglicht, den Axialsicherungsring während des Einsetzens des Lagers in den Lagersitz aufzuweiten, ohne ein Werkzeug benutzen zu müssen, wird das Verfahren zum Herstellen der Lageranordnung deutlich vereinfacht. Zum einen ist kein separates Werkzeug vorzusehen. Zum anderen kann die Lageranordnung mit wenigen Bauteilen hergestellt werden. Insbesondere sind weitere Teile, wie Schrauben, Dichtdeckel, Bleche etc. nicht erforderlich.
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Generell ist es bevorzugt, wenn der Axialsicherungsring vor dem Einsetzen des Lagers in dem Lagersitz in die Lagersitz-Radialnut eingesetzt wird. In diesem Fall ist die Fase an dem Lager ausgebildet. Andererseits ist es auch möglich, die Lageranordnung herzustellen, indem der Axialsicherungsring zunächst in die Lager-Radialnut eingesetzt wird. In diesem Fall ist eine Fase an einer Einsetzöffnung des Lagersitzes vorzusehen, die dann den Axialsicherungsring beim Einsetzen des Lagers in den Lagersitz radial elastisch in die Lager-Radialnut hinein verformt.
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Ferner ist es möglich, dass der Lagersitz durch eine Außenumfangsfläche definiert ist, auf die beispielsweise ein Innenring eines Wälzlagers axial aufschiebbar ist. Gleichermaßen kann der Lagersitz jedoch als zylindrische Innenumfangsfläche gebildet sein, in die ein Außenring eines Wälzlagers axial eingesetzt bzw. eingepresst wird.
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Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Bevorzugt ist es, wenn der Axialsicherungsring zwei gegenüberliegende Axialseiten und einen Innenumfang aufweist, wobei ein Übergang von dem Innenumfang zu wenigstens einer Axialseite abgerundet oder mit einer Abschrägung versehen ist. Diese Ausführung gilt insbesondere für den Fall, dass der Axialsicherungsring mittels der Fase radial aufgeweitet wird, so dass durch die Abrundung bzw. Abschrägung gewährleistet wird, dass der Axialsicherungsring nach dem Erreichen der Axialsicherungsposition sicher wieder in die gegenüberliegende Nut einschnappt.
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Bei einem Axialsicherungsring, der zu Montagezwecken radial zusammengebogen wird, kann eine Abschrägung oder Abrundung auch am Außenumfang ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Axialsicherungsring als offener Ring mit einem Ringabschnitt ausgebildet, an dessen Enden jeweils eine radial vorstehende Lasche ausgebildet ist.
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Ein derartiger Axialsicherungsring ermöglicht es, durch Manipulation der Lasche(n) den Axialsicherungsring elastisch so zu verformen, dass auch eine Demontage der Lageranordnung möglich ist, das Lager also wieder aus dem Lagersitz heraus bewegt werden kann. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Laschen zu diesem Zweck in tangentialer Richtung voneinander weg bewegt werden, um auf diese Weise den Axialsicherungsring radial aufzuweiten.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines Axialsicherungsringes beinhaltet vorzugsweise, aus einem Draht- oder Bandmaterial einen offenen Ring mit einem Ringabschnitt zu biegen, an dessen Enden jeweils radial vorstehende Laschen ausgebildet sind, wobei eine radiale Breite des Ringabschnittes über dessen Umfang im Wesentlichen konstant ist, und vorzugsweise mit dem weiteren Schritt, den offenen Ring an seinen axialen Seiten planzuschleifen, und/oder vorzugsweise mit dem weiteren Schritt, die Laschen an ihren freien Enden an eine Kreisform anzupassen, deren Mittelpunkt einem Mittelpunkt des Ringabschnittes entspricht.
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Ein solcher Axialsicherungsring kann zum einen kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere kann der Axialsicherungsring aus einem vergüteten Draht- oder Bandmaterial hergestellt werden, und zwar durch einen Wickelvorgang. Durch Abbiegen der Laschen kann sich ein Aufwurf im Biegeradius ergeben. Durch das anschließende Planschleifen an den axialen Seiten, zumindest in dem Bereich des Biegeradius, ergibt sich jedoch eine exakte axiale Dicke des Axialsicherungsringes, so dass eine höhere Genauigkeit für die Wellenpositionierung erzielbar ist. Zusätzliche Aussparungen am Gehäuse sind nicht notwendig. Ferner ist der Axialsicherungsring gut magazinierbar.
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Durch die radial vorstehenden Laschen ist der Axialsicherungsring zudem prozesssicher und manuell oder maschinell montierbar. Ferner kann eine Verdrehsicherung für den Betrieb realisiert werden. Zudem kann aufgrund der radialen konstanten Breite des Ringabschnittes die Axialsicherung auf radial kleinstem Bauraum umgesetzt werden.
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Das Beschneiden des Axialsicherungsringes im Bereich der freien Enden der Laschen kann beispielsweise durch Stanzen erfolgen.
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Die axiale Dicke des Axialsicherungsringes ist vorzugsweise konstant über den gesamten Umfang. Generell ist es jedoch auch denkbar, den Axialsicherungsring keilförmig auszubilden, um einen axialen Toleranzausgleich zu erzielen.
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Sofern ein Stanzen der Enden der radial vorstehenden Laschen erfolgt, kann in einem solchen Stanzvorgang auch eine beliebige Form der radial vorstehenden Laschen erzeugt werden.
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Der Axialsicherungsring ist zur Sicherung eines Lagers an einer Welle geeignet, kann jedoch auch als Wellensicherungsring oder Bohrungssicherungsring realisiert werden.
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Vorzugsweise stehen die Laschen radial nach außen vor. In diesem Fall wird der Axialsicherungsring vorzugsweise aus einem Grundzustand elastisch aufgebogen, um beispielsweise einen Lagersitz freizugeben. Generell ist es jedoch auch denkbar, einen Axialsicherungsring mit radial nach innen vorstehenden Laschen vorzusehen, in welchem Fall der Axialsicherungsring aus einem Grundzustand vorzugsweise zusammengebogen wird, um eine zylindrische Außenfläche freizugeben.
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Der Lagerträger ist vorzugsweise ein Gehäuse eines Abschnittes eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, wie beispielsweise ein Getriebegehäuse.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lagerträger ein Gehäuse, das an einem axialen Ende einen Gehäusedeckel aufweist, an dessen Innenseite der Lagersitz ausgebildet ist.
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Der Gehäusedeckel ist dabei vorzugsweise einstückig mit einem im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt des Gehäuses ausgebildet, so dass das Gehäuse nach der Art eines Topfgehäuses ausgebildet ist.
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Ein derartiges Topfgehäuse weist an einem gegenüberliegenden axialen Ende eine Öffnung auf, über die der Axialsicherungsring einführbar und in die Lagersitz-Radialnut einsetzbar ist. Ferner kann über eine derartige Gehäuseöffnung das Lager eingeführt werden, das axial in Bezug auf das Gehäuse zu sichern ist.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn der Lagerträger radial benachbart zu der Lagersitz-Radialnut eine Aussparung zur Aufnahme der Laschen aufweist.
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Diese Aussparung kann exzentrisch zur Längsachse ausgebildet sein und erstreckt sich vorzugsweise über einen Umfangsabschnitt, der so bemessen ist, dass eine Relativbewegung der Laschen für die Montage/Demontage möglich ist. Mit anderen Worten ist die Aussparung in Umfangsrichtung begrenzt, beispielsweise auf einen Winkelbereich kleiner 45°, insbesondere kleiner 30°. Die Aussparung kann folglich auch eine Verdrehsicherung zu dem Axialsicherungsring darstellen.
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Folglich ist es vorteilhaft, wenn die Aussparung so zugänglich ist, dass ein Zugriff auf die Laschen möglich ist, um den Axialsicherungsring zum Zwecke der Demontage elastisch in die Lagersitz-Radialnut oder in die Lager-Radialnut hinein zu verformen.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Aussparung axial offen ist, so dass die Laschen bei der Montage des Axialsicherungsringes und/oder bei der Montage und Demontage des Lagers axial in die Aussparung hinein bzw. axial aus der Aussparung hinaus bewegbar sind.
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Die Aussparung ist dabei vorzugsweise axial so tief, dass sie bis zur Lagersitz-Radialnut geht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Lagersitz eine Sitzachse auf, wobei die Lagersitz-Radialnut eine Radialnutachse aufweist und wobei die Radialnutachse gegenüber der Sitzachse exzentrisch versetzt ist.
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Der exzentrische Versatz der Sitzachse und der Radialnutachse kann dabei so realisiert sein, dass die radiale Tiefe der Lagersitz-Radialnut über den Umfang im Wesentlichen konstant ist. Der exzentrische Versatz kann jedoch auch dadurch eingerichtet werden, dass die radiale Tiefe der Lagersitz-Radialnut über den Umfang veränderlich ist.
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Demzufolge ist es gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass eine radiale Breite eines Ringabschnittes des Axialsicherungsringes über den Umfang im Wesentlichen konstant ist, wobei eine radiale Tiefe der Lagersitz-Radialnut über den Umfang so gewählt ist, dass der Axialsicherungsring bei seiner Verformung zum Zwecke der Montage oder Demontage des Wälzlagers vollständig in der Lagersitz-Radialnut aufgenommen werden kann, um den Lagersitz freizugeben, und/oder an einem Boden der Lagersitz-Radialnut anschlägt, um die radiale Verformung des Axialsicherungsringes zu begrenzen.
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Die Lagersitz-Radialnut weist dabei vorzugsweise in jenem Bereich, der den Laschen des Axialringes diametral gegenüberliegt, die geringste radiale Tiefe auf, wobei diese radiale Tiefe der radialen Breite des Axialsicherungsringes entspricht. Über den Umfang hin zu den Laschen des Axialsicherungsringes nimmt die Tiefe der Lagersitz-Radialnut vorzugsweise kontinuierlich zu, so dass ein elastisches Verformen des Axialsicherungsringes möglich ist, um den Lagersitz freizugeben. Die Tiefe der Radialnut ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass der Axialsicherungsring nicht überdehnt werden kann.
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Insgesamt ist es bevorzugt, wenn die Fase so ausgebildet ist, dass sie den Axialsicherungsring unabhängig von dessen radialer Lage in Bezug auf den Lagerträger sicher ergreifen bzw. anschnäbeln kann, um zu gewährleisten, dass bei einem axialen Einsetzen des Lagers in den Lagersitz der Axialsicherungsring das Einsetzen nicht blockiert, sondern über die Fase elastisch radial verformt wird.
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Die Fase kann eine Konus-Fase sein und unter einem Winkel im Bereich zwischen 10° und 70° in Bezug auf eine Längsachse der Lageranordnung ausgerichtet sein.
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Gemäß einer insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist die Fase eine solche Kontur auf, dass eine beim elastischen Verformen des Axialsicherungsringes aufzubringende Kraft während des Einsetzens des Lagers in den Lagersitz im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.
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Hierbei kann die Fase eine von einer exakten Konusform abweichende Form besitzen, beispielsweise in Form einer Rundung, einer Funktion mit veränderlichem Winkel oder dergleichen.
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Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung ist vorzugsweise wenigstens einer der folgenden Vorteile realisierbar. Zum einen ist ein Überdehnen des Axialsicherungsringes nicht möglich. Spezielle Aussparungen bzw. Ausfräsungen am Gehäuse ermöglichen ein Eintauchen der Laschen in Umfangsrichtung und damit eine maximale Öffnung des Axialsicherungsringes. Durch eine exzentrische bzw. außermittige Lagersitz-Radialnut wird ein weitestgehend kreisrundes Aufdehnen trotz der über den Umfang im Wesentlichen konstanten radialen Breite des Axialsicherungsringes möglich, wobei dennoch ein extrem kleiner Bauraum möglich ist.
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Die Montage der Lageranordnung ist auf einfache Weise realisierbar, indem zunächst der Axialsicherungsring in eine Radialnut eingesetzt wird und indem anschließend das Lager in axialer Richtung in den Lagersitz eingesetzt wird, wobei die Fase dafür sorgt, dass der Axialsicherungsring deformiert wird, bis die Axialsicherungsposition erreicht ist, in der er dann wieder elastisch in eine Position zurückspringt, in der er die Axialsicherungsposition erfüllt.
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Es sind sowohl eine manuelle Montage als auch eine automatisierte Montage möglich. Es lässt sich eine axiale Anlagefläche an der Radialnut des Lagerträgers erzielen, die hinsichtlich der Flächenpressung akzeptabel ist. Durch kreisförmiges Beschneiden der Enden der Laschen ist eine manuelle oder maschinelle Abfrage bzw. Erfassung, ob ein sicheres Einrasten erfolgt ist oder nicht, unabhängig von der Verdrehposition möglich. Denn im entspannten Zustand (im eingerasteten Zustand) sind die zwei Laschen in Umfangsrichtung innerhalb der Aussparung vorzugsweise zumindest begrenzt beweglich.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische axiale Draufsicht auf einen Axialsicherungsring gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1;
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3 eine schematische Längsschnittansicht durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung;
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4 eine schematische axiale Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung mit einem Axialsicherungsring im montierten Zustand;
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5 eine der 4 vergleichbare Ansicht mit einem Axialsicherungsring im aufgeweiteten Zustand;
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6 eine schematische Längsschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung;
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7 eine schematische Längsschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung;
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8 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung;
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9 eine perspektivische Schnittansicht entlang der Linie IX-IX der 8; und
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10 eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX der 8.
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In den 1 und 2 ist in schematischer Form eine Ausführungsform eines Axialsicherungsringes 10 gezeigt. Der Axialsicherungsring 10 ist als offener Ring mit einem Ringabschnitt 12 ausgebildet, der sich über wenigstens 300° erstreckt. An den freien Enden des Ringabschnittes 12 sind Laschen 14 ausgebildet, die radial nach außen vorstehen. Der Ringabschnitt 12 weist über den Umfang eine konstante radiale Breite 16 und über den Umfang eine vorzugsweise konstante axiale Dicke 17 auf. Eine Ringachse bzw. ein Mittelpunkt des Axialsicherungsringes 10 ist bei 18 gezeigt. Der Außenumfang des Ringabschnittes 12 ist mit 20 bezeichnet. Der Innenumfang des Ringabschnittes 12 ist mit 22 bezeichnet. Die axialen Seiten sind mit 24 bezeichnet.
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Der Axialsicherungsring ist aus einem vergüteten Bandmaterial durch Wickeln hergestellt, wobei die Laschen 14 durch Biegen gegenüber der Kreisform des Ringabschnittes 12 hergestellt sind. Der Axialsicherungsring 10 ist an seinen axialen Seiten 24 plangeschliffen.
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Am Innenumfang 22 ist der Axialsicherungsring 10 mit Abschrägungen 26 versehen. Anstelle von Abschrägungen 26 kann auch eine Abrundung vorgesehen sein. Das Bandmaterial, aus dem der Axialsicherungsring hergestellt ist, ist bereits mit diesen Abschrägungen bzw. dieser Abrundung versehen.
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Die freien Enden 28 der Laschen 14 sind so beschnitten, dass sie auf einer Kreisform 30 liegen, wenn der Axialsicherungsring 10 entspannt ist, also nicht elastisch deformiert ist, wie in 1 dargestellt.
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Der Abstand zwischen der Kreisform 30 und dem Innenumfang 22 ist bei 32 dargestellt. Der Biegeradius der Laschen 14 ist bei 34 dargestellt.
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In 1 ist ferner der Innendurchmesser 36 des Axialsicherungsringes 10 im entspannten Zustand dargestellt. Bei 38 ist der Innendurchmesser im aufgeweiteten Zustand dargestellt.
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Beim elastischen Aufbiegen des Axialsicherungsringes 10 weicht die Form des Innendurchmessers von einer Kreisform ab. Die genannten Durchmesser 36, 38 beziehen sich auf eine Mittellinie des Axialsicherungsringes 10, die senkrecht zu einer Mittelachse des Axialsicherungsringes 10 hindurchgeht, die durch die Laschen 14 definiert ist.
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Der Biegeradius 34 liegt vorzugsweise im Bereich von 2 mm bis 4 mm. Die radiale Breite 16 liegt vorzugsweise im Bereich von 2 mm bis 5 mm. Die axiale Dicke 17 liegt vorzugsweise im Bereich von 1 mm bis 3 mm, vorzugsweise im Bereich von 1,5 mm bis 2 mm.
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Der Innendurchmesser 36 liegt vorzugsweise im Bereich von 45 mm bis 60 mm. Das Verhältnis von Innendurchmesser 38 im aufgeweiteten Zustand zum Innendurchmesser 36 im entspannten Zustand liegt vorzugsweise im Bereich von 1,05 bis 1,2, insbesondere im Bereich von 1,09 bis 1,4. Der Innendurchmesser 38 im aufgeweiteten Zustand ist vorzugsweise der maximale Aufweitungsdurchmesser.
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In 3 ist in schematischer Form ein Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes 40 gezeigt, das eine Lageranordnung 50 aufweist.
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Die Lageranordnung 50 beinhaltet ein Gehäuse 52 als Lagerträger, wobei das Gehäuse 52 ein Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes 40 sein kann. Ferner beinhaltet die Lageranordnung 50 eine Welle 54, die drehbar in Bezug auf das Gehäuse 52 gelagert ist. Eine Wellenachse der Welle 54 ist mit 56 bezeichnet.
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Das Gehäuse 52 weist eine Gehäusebasis 58 auf, die sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt. Ferner beinhaltet das Gehäuse 52 einen Gehäusedeckel 60, der einstückig mit der Gehäusebasis 58 ausgestaltet sein kann, jedoch auch als separates Bauteil ausgebildet sein kann, das mit der Gehäusebasis 58 verbunden ist.
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Der Gehäusedeckel 60 ist an einem axialen Ende des Gehäuses 52 ausgebildet. Am gegenüberliegenden axialen Ende weist die Gehäusebasis 58 eine Gehäuseöffnung 61 auf, über die Komponenten des Kraftfahrzeuggetriebes 40 in dem Gehäuse 52 montiert werden können.
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An einer Innenseite des Gehäusedeckels 60 oder benachbart hierzu ist ein Lagersitz 62 ausgebildet. Der Lagersitz 62 dient zur Aufnahme eines Außenringes eines Wälzlagers 64, das zum Lagern der Welle 54 ausgebildet ist.
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Das Wälzlager 64 weist den Außenring 66 auf, der vorzugsweise in den Lagersitz 62 eingepresst wird, sowie einen Innenring 68, der über eine Axialfixierung 70 an der Welle 54 festgelegt ist.
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Der Lagersitz 62 definiert einen Axialanschlag 72 für den Außenring 66. Im Bereich eines Umfangsabschnittes des Lagersitzes 62 ist eine Lagersitz-Radialnut 74 ausgebildet. Ferner beinhaltet der Außenring 66 an seinem Außenumfang eine Lager-Radialnut 76.
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Die Lagersitz-Radialnut 74 weist eine Mittelachse 78 auf, die exzentrisch gegenüber der Wellenachse 56 ausgebildet ist, wobei die Wellenachse 56 konzentrisch zu einer Sitzachse des Lagersitzes 62 ausgebildet ist.
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In dem Gehäusedeckel 60 ist, exzentrisch zu der Wellenachse 56, eine Montageöffnung 80 ausgebildet. Die Montageöffnung 80 ist über einen Deckel 82 verschließbar.
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Zur Montage der Lageranordnung 50 wird zunächst über die Gehäuseöffnung 61 ein Axialsicherungsring 10 in die Lagersitz-Radialnut 74 eingesetzt. Der Axialsicherungsring 10 kann ein Axialsicherungsring sein, wie er in den 1 und 2 gezeigt ist.
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Anschließend wird die Welle 54 mit dem daran mittels der Axialfixierung 70 befestigten Wälzlager 64 über die Gehäuseöffnung 61 in das Gehäuse 52 eingeschoben. Um ein Einsetzen des Außenringes 66 des Wälzlagers 64 in den Lagersitz 62 zu gestatten, wird der Deckel 82 der Montageöffnung 80 abgenommen, und der zuvor in die Lagersitz-Radialnut 74 eingesetzte Axialsicherungsring 10 wird mittels eines Werkzeuges, das über die Montageöffnung 80 eingeführt wird, radial aufgeweitet, so dass der Axialsicherungsring 10 den Lagersitz 62 freigibt. Anschließend kann der Außenring 66 in den Lagersitz 62 axial eingeschoben bzw. eingepresst werden. Schließlich wird der Axialsicherungsring 10 wieder freigegeben, so dass er sich elastisch entspannt und in die Lager-Radialnut 76 eingreift. Die radiale Tiefe der Lager-Radialnut 76 ist so gewählt, dass der Innenumfang 22 vorzugsweise über den gesamten Umfang an dem Boden der Lager-Radialnut 76 anliegt.
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Das Einführen des Axialsicherungsringes 10 in die Lager-Radialnut 76 wird durch die Abschrägungen 26 erleichtert. Verkantungen können hierdurch vermieden werden.
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Die Laschen 14 des Axialsicherungsringes 10 liegen beide so, dass sie in axialer Projektion im Bereich der Montageöffnung 80 liegen. Dies ermöglicht es, den Axialsicherungsring 10 über die Montageöffnung 80 elastisch aufzuweiten. Ferner wird hierdurch ermöglicht, dass nach dem Freigeben des Axialsicherungsringes 10 über die Lage der Laschen 14 geprüft werden kann, ob dieser sicher in die Lager-Radialnut 76 eingerastet ist.
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Der Außenring 66 des Wälzlagers 64 weist eine Fase 83 auf, deren Funktion in Bezug auf 6 erläutert wird.
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In 4 ist die in 3 gezeigte Ansicht schematisch in einer Axialansicht bzw. Querschnittsansicht gezeigt.
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Es ist zu erkennen, dass die Montageöffnung 80 sich tangential mit der Lagersitz-Radialnut 74 überschneidet. Ferner ist in 4 zu sehen, dass in einem Bereich etwas radial außerhalb der Lagersitz-Radialnut 74 und benachbart zu der Montageöffnung 80 eine Aussparung 84 für die Laschen 14 ausgebildet ist. Die Aussparung 84 erstreckt sich über einen Umfangsabschnitt 86, der ein Aufweiten des Axialsicherungsringes 10 ermöglicht, indem die Laschen 14 in Umfangsrichtung voneinander weg bewegt werden, beispielsweise mittels eines geeigneten Werkzeuges. Der Umfangsabschnitt, über den sich die Aussparung 84 erstreckt, ist in 4 mit 86 bezeichnet. Der Umfangsabschnitt 86 kann sich beispielsweise über einen Winkelbereich von 45° bis 90° erstrecken, vorzugsweise über einen Winkelbereich von 50° bis 70°.
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In 4 ist der Axialsicherungsring 10 schematisch so dargestellt, dass er in die Lagersitz-Radialnut 74 eingreift. Ferner greift der Axialsicherungsring 10 in die Lagersitz-Radialnut 74 ein, was aufgrund der Darstellung der 4 jedoch nicht zu sehen ist, da 4 auch das Wälzlager 64 in einer axialen Draufsicht zeigt. Der Eingriff des Axialsicherungsringes 10 in die Lager-Radialnut 76 ist in 4 lediglich schematisch gestrichelt angedeutet.
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5 zeigt eine der 4 vergleichbare Ansicht, wobei der Axialsicherungsring 10 im aufgeweiteten Zustand gezeigt ist. Es ist zu erkennen, dass der Axialsicherungsring 10 in diesem Zustand den Innenumfang des Lagersitzes 62 vollkommen freigibt, so dass ein axiales Einschieben des Außenringes 66 des Wälzlagers 64 möglich ist. Die Laschen 14 befinden sich dabei an den in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden der Aussparung 84.
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In 5 ist ferner zu erkennen, dass die radiale Tiefe der Lagersitz-Radialnut 74 über den Umfang nicht durchgehend einheitlich ist. Stattdessen ist die radiale Tiefe der Lagersitz-Radialnut 74 an einem den Laschen 14 diametral gegenüberliegenden Ende am kleinsten, wie es in 5 bei 90 dargestellt ist. Die radiale Tiefe 90 nimmt über den Umfang zu den beiden Laschen hin jeweils kontinuierlich zu und hat ihre größte radiale Tiefe in einem Bereich mittig zwischen den Umfangsenden der Aussparung 84, wie es in 5 bei 92 dargestellt ist. Da die Montageöffnung 80 die Lagersitz-Radialnut 74 in diesem Bereich schneidet, ist dort keine Lagersitz-Radialnut 74 mehr vorhanden. Die Darstellung der 5 dient insoweit lediglich der Verdeutlichung, dass die radiale Tiefe von dem Punkt 90 bis hin zu dem diametral gegenüberliegenden Punkt 92 kontinuierlich zunimmt.
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Hierdurch ist es möglich, bei einem Axialsicherungsring mit konstanter radialer Breite 16 eine Aufweitung zu realisieren, die zum einen den Lagersitz 62 vollständig freigibt. Zum anderen wird durch die Aussparungen 84 und/oder durch den Boden der Lagersitz-Radialnut 74 gewährleistet, dass der Axialsicherungsring 10 nur bis zu seiner maximalen Aufweitung aufgedehnt werden kann, die in 1 mit 38 bezeichnet ist.
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6 zeigt eine der 3 vergleichbare Darstellung einer Lageranordnung 50', wobei ein Wälzlager 64 an einem Außenring eine Fase 83 aufweist, die unter einem Fasenwinkel 94 ausgerichtet ist, der beispielsweise im Bereich von 10° bis 70° liegen kann. Ferner ist gezeigt, dass das Lager 64 durch eine Axialbewegung 96 in den Lagersitz 62 eingeschoben bzw. eingesetzt werden kann. Der Axialsicherungsring 10 wird bei dieser Axialbewegung 96 mittels der Fase 83 radial deformiert, wie es in 6 bei 98 angedeutet ist, bis der Axialsicherungsring 10 vollständig in der Lagersitz-Radialnut 74 aufgenommen ist. Hierdurch kann das Lager 64 axial weiter in den Lagersitz 62 hinein bewegt werden, bis eine Axialsicherungsposition erreicht ist, bei der der Axialsicherungsring 10 in die Lager-Radialnut 76 einschnappt, um die Axialsicherungsfunktion zu realisieren.
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6 zeigt ferner, dass es alternativ auch möglich ist, einen Axialsicherungsring 10A an dem Lager 64 vorzumontieren, und zwar an der Lager-Radialnut 76. In diesem Fall ist es möglich, an einer Einführöffnung des Lagersitzes 62 eine Fase 83A vorzusehen, durch die der Axialsicherungsring 10A radial deformiert und in die Lager-Radialnut 76 hinein gedrückt wird, wenn das Lager 64 in den Lagersitz 62 hinein bewegt wird. Bei dieser Variante wird der Axialsicherungsring 10A in der Axialsicherungsposition schließlich in die Lagersitz-Radialnut 74 zurückschnappen.
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7 ist eine der 6 vergleichbare Darstellung, wobei eine Lageranordnung 50'' gezeigt ist, bei der ein Gehäuse 52'' einen Lagersitz 62'' aufweist, der durch eine Außenumfangsfläche definiert ist. In diesem Fall wird der Axialsicherungsring 10'' in eine Lagersitz-Radialnut 74'' eingesetzt und beim Einsetzen des Lagers 64'' in den Lagersitz 62'' mittels der Fase 83'' radial nach innen deformiert, wie es bei 98'' gezeigt ist. In der Axialsicherungsposition schnappt der Axialsicherungsring 10'' dann radial nach außen in die Lager-Radialnut 76, die in diesem Fall am Innenring des Wälzlager 64'' ausgebildet ist. Auch die Fase 83'' ist bei dieser Axialsicherungsfunktion am Innenring 68'' ausgebildet, wohingegen die Fase 83 bei der Axialsicherungsfunktion der 3 und 6 am Außenring eines Wälzlagers 64 ausgebildet ist.
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7 zeigt in gleicher Weise, dass auch bei dieser Variante ein Axialsicherungsring 10A'' vorab in die Lager-Radialnut 76 eingesetzt werden kann, und dann mittels einer Fase 83A'' an einer Einführöffnung des Lagersitzes 62'' radial deformiert wird, bis die Axialsicherungsposition erreicht ist.
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In den 8 bis 10 ist eine weitere Ausführungsform einer Lageranordnung 50''' gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Lageranordnung 50 der 3 und der 6 entspricht. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
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An dem Gehäuse 52 der Lageranordnung 50''' ist ein Axialvorsprung 100 vorgesehen, und zwar auf einer axialen Seite des Lagerträgers 52 bzw. Gehäuses 52, die dem Axialanschlag 72 des Lagersitzes 62 gegenüberliegt. In diesem Bereich ist auch die Lagersitz-Radialnut 74 ausgebildet. Der Axialvorsprung 100 weist ferner eine Aussparung 84''' auf, in die die Laschen 14 des Axialsicherungsringes 10 in axialer Richtung eingeschoben werden, um den Axialsicherungsring 10 in der Lagersitz-Radialnut 74 vorzumontieren. Anschließend wird das Lager 64 axial eingeschoben, wobei die Fase 83 den Axialsicherungsring 10 radial aufweitet, und zwar in die Lagersitz-Radialnut 74 hinein. Schließlich gelangt das Lager 64 in die Axialsicherungsposition, bei der der Axialsicherungsring 10 in die Lager-Radialnut 76 einschnappt, um die Axialsicherungsfunktion zu realisieren, bei der der Axialsicherungsring 10 in radialer Richtung gesehen teilweise in der Lagersitz-Radialnut 74 und teilweise in der Lager-Radialnut 76 aufgenommen ist.
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Die Axialsicherungsfunktion wird folglich werkzeugfrei bei der Montage des Lagers 64 in dem Lagersitz 62 realisiert. Lediglich zur Demontage ist es möglich, den Axialsicherungsring 10 über die Laschen 14 in der Aussparung 84''' radial aufzuspreizen, um das Lager 64 aus dem Lagersitz 62 herausziehen zu können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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