DE102020212889A1 - Wet-running multi-plate clutch and motor vehicle transmission - Google Patents
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Abstract
Nasslaufende Lamellenkupplung (AK, AK1, AK2, B) für ein Kraftfahrzeug-Getriebe (G), wobei an einer ersten Seite der Lamellenkupplung (AK, AK1, AK2, B) ein Kolben (K) vorgesehen ist, mittels dem eine in axialer Richtung wirkende Kraft auf die Lamellen (IL, AL) aufbringbar ist um die Lamellenkupplung (AK, AK1, AK2, B) zu schließen, wobei die Lamellenkupplung (AK, AK1, AK2, B) über einen Druckteller (DT) an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite an einem Abstützelement (GG) abgestützt ist, wobei zwischen dem Druckteller (DT) und dem Abstützelement (GG) eine Feder (SF) angeordnet ist, deren Federkraft gegen die Schließrichtung der Lamellenkupplung (AK, AK1, AK2, B) wirkt, wobei der Druckteller (DT) an einer ersten Fläche (F1) des Abstützelements (GG), und die Feder (SF) an einer zweiten Fläche (F2) des Abstützelement abgestützt sind, wobei die erste und zweite Fläche (F1, F2) axial voneinander beabstandet sind, sowie Getriebe (G) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einer solchen Lamellenkupplung (AK, AK1, AK2, B).Wet-running multi-plate clutch (AK, AK1, AK2, B) for a motor vehicle transmission (G), a piston (K) being provided on a first side of the multi-plate clutch (AK, AK1, AK2, B), by means of which a force acting on the disks (IL, AL) can be applied to close the disk clutch (AK, AK1, AK2, B), the disk clutch (AK, AK1, AK2, B) having a pressure plate (DT) on one of the first sides is supported on the opposite second side on a support element (GG), with a spring (SF) being arranged between the pressure plate (DT) and the support element (GG), the spring force of which acts against the closing direction of the multi-plate clutch (AK, AK1, AK2, B). , wherein the pressure plate (DT) is supported on a first surface (F1) of the support element (GG), and the spring (SF) on a second surface (F2) of the support element, the first and second surfaces (F1, F2) being axial are spaced apart, and transmission (G) for a motor vehicle drive train such a multi-plate clutch (AK, AK1, AK2, B).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine nasslaufende Lamellenkupplung für ein Kraftfahrzeug-Getriebe, sowie ein Getriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einer solchen Lamellenkupplung.The present invention relates to a wet multi-plate clutch for a motor vehicle transmission and a transmission for a motor vehicle drive train with such a multi-plate clutch.
Die
Durch eine derartige Lösung wird jedoch die Steuer- oder Regelbarkeit der Kupplung beeinträchtigt. Denn Wellfedern weisen konstruktionsbedingt Unebenheiten auf. Zudem weisen Wellfedern an zumindest einer Stelle eine Schweißnaht auf, die zu einer zusätzlichen Unebenheit der Wellfeder führt. Wird die Wellfeder im geschlossenen Zustand der Kupplung zusammengepresst, so können die Unebenheiten zu einer schiefen Abstützung der Lamellen führen. Eine derartige schiefe Abstützung kann zum Ruckeln in der Kraftübertragung führen. Dies ist unerwünscht.However, such a solution impairs the ability to control or regulate the clutch. Because corrugated springs have bumps due to their construction. In addition, corrugated springs have a weld seam at at least one point, which leads to an additional unevenness of the corrugated spring. If the corrugated spring is pressed together when the clutch is closed, the unevenness can lead to the plates being supported at an angle. Such a crooked support can lead to jerking in the power transmission. This is undesirable.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Lamellenkupplung bereitzustellen, welche sich durch eine gute Steuer- oder Regelbarkeit auszeichnet und dennoch im geöffneten Zustand nur geringe Schleppverluste verursacht.It is therefore the object of the invention to provide a multi-disk clutch which is characterized by good controllability or regulation and yet only causes low drag losses in the open state.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung, sowie aus den Figuren.The object is achieved by the features of patent claim 1. Advantageous refinements result from the dependent patent claims, the description and the figures.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine nasslaufende Lamellenkupplung für ein Kraftfahrzeug-Getriebe vorgeschlagen. Die Lamellenkupplung weist einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger auf. Mit dem Innenlamellenträger sind über eine Verzahnung Innenlamellen verbunden. Mit dem Außenlamellenträger sind über eine Verzahnung Außenlamellen verbunden. Innenlamellen und Außenlamellen sind alternierend angeordnet.To solve the problem, a wet-running multi-plate clutch for a motor vehicle transmission is proposed. The multi-plate clutch has an inner plate carrier and an outer plate carrier. Inner discs are connected to the inner disc carrier via a tooth system. External disks are connected to the external disk carrier via teeth. Inner discs and outer discs are arranged alternately.
Die nasslaufende Lamellenkupplung kann sowohl als Bremse als auch als Kupplung verwendet werden. Bei der Verwendung als Bremse ist einer der beiden Lamellenträger ständig drehfest angeordnet. Bei der Verwendung als Kupplung sind beide Lamellenträger drehbar gelagert.The wet multi-plate clutch can be used both as a brake and as a clutch. When used as a brake, one of the two disc carriers is always non-rotatable. When used as a clutch, both disk carriers are rotatably mounted.
An einer ersten Seite der Lamellenkupplung ist ein Kolben vorgesehen, mittels dem eine in axiale Richtung wirkende Kraft auf die Lamellen aufbringbar ist. Dadurch kommen die Innenlamellen und die Außenlamellen miteinander in Reibkontakt, sodass es zu einer Drehmomentübertragung zwischen Innenlamellenträger und Außenlamellenträger kommt. Der Kolben kann auf verschiedene Weisen betätigt werden, beispielsweise hydraulisch oder elektromechanisch. Die Lamellenkupplung ist über einen Druckteller an einem Abstützelement abgestützt, welches sich auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Lamellenkupplung befindet.A piston is provided on a first side of the disk clutch, by means of which a force acting in the axial direction can be applied to the disks. As a result, the inner disks and the outer disks come into frictional contact with one another, so that torque is transmitted between the inner disk carrier and the outer disk carrier. The piston can be actuated in various ways, for example hydraulically or electromechanically. The multi-plate clutch is supported via a pressure plate on a support element which is located on a second side of the multi-plate clutch opposite the first side.
Zwischen dem Druckteller und dem Abstützelement ist eine Feder angeordnet, deren Federkraft gegen die Schließrichtung der Lamellenkupplung wirkt. Die Feder befindet sich im Kraftfluss zwischen Kolben und Abstützelement.A spring is arranged between the pressure plate and the support element, the spring force of which acts against the closing direction of the multi-plate clutch. The spring is in the power flow between the piston and the support element.
Erfindungsgemäß ist der Druckteller an einer ersten Fläche des Abstützelements, und die Feder an einer zweiten Fläche des Abstützelements abgestützt. Die erste und die zweite Fläche sind axial voneinander beabstandet. Durch die Nutzung von axial getrennten Abstützflächen können Druckteller und Feder parallel zueinander im Kraftfluss zwischen Kolben und Abstützelement angeordnet werden. Dadurch kann eine ebene Abstützfläche des Drucktellers gewährleistet werden, sodass die Drehmomentübertragung der Lamellenkupplung mit einer hohen Präzision steuer- oder regelbar ist. Ist die Lamellenkupplung geöffnet, so wird durch die Feder weiterhin ein Spalt zur Abfuhr von Öl aus der Lamellenkupplung heraus zur Verfügung gestellt. Dadurch können die Schleppverluste der Lamellenkupplung im geöffneten Zustand verringert werden.According to the invention, the pressure plate is supported on a first surface of the support element and the spring is supported on a second surface of the support element. The first and second surfaces are axially spaced from each other. By using axially separate support surfaces, the pressure plate and spring can be arranged parallel to one another in the power flow between the piston and the support element. As a result, a flat support surface of the pressure plate can be ensured, so that the torque transmission of the multi-plate clutch can be controlled or regulated with a high degree of precision. If the multi-plate clutch is open, the spring continues to provide a gap for oil to drain out of the multi-plate clutch. As a result, the drag losses of the multi-plate clutch can be reduced in the open state.
Vorzugsweise ist die erste Fläche näher zu den Lamellen angeordnet als die zweite Fläche. Durch eine solche Konstruktion wird eine direkte Abstützung ohne Zwischenelemente ermöglicht.Preferably, the first surface is closer to the fins than the second surface. Such a construction enables direct support without intermediate elements.
Vorzugsweise ist die Feder derart ausgestaltet, dass durch die Kraft der Feder ein axialer Spalt zwischen Druckteller und Abstützelement gebildet wird, wenn sich die Lamellenkupplung im geöffneten Zustand befindet. Wird die Lamellenkupplung jedoch zur Drehmomentübertragung geschlossen, so wird dieser axiale Spalt verschlossen. Das Verschließen geschieht nicht durch Plattdrücken der Feder, sondern durch Anlage des Drucktellers an der ersten Fläche des Abstützelements.The spring is preferably designed in such a way that the force of the spring forms an axial gap between the pressure plate and the support element when the multi-plate clutch is in the open state. However, if the multi-plate clutch is closed for torque transmission, then this axial gap closed. Closing does not take place by flattening the spring, but rather by the pressure plate resting against the first surface of the support element.
Vorzugsweise ist der Druckteller derart angeordnet, dass Öl radial außen um den Druckteller herum in Richtung des axialen Spalts zwischen Druckteller und der ersten Fläche am Abstützelement strömen kann. Dadurch wird ein einfacher Strömungsweg des Öls ermöglicht, wenn sich die Lamellenkupplung im geöffneten Zustand befindet.The pressure plate is preferably arranged in such a way that oil can flow radially outwards around the pressure plate in the direction of the axial gap between the pressure plate and the first surface on the support element. This allows for a simple oil flow path when the multi-plate clutch is in the open state.
Vorzugsweise ist die erste Fläche des Abstützelements radial innerhalb der zweiten Fläche des Abstützelements angeordnet. In anderen Worten befindet sich die Feder radial außerhalb jener Fläche, an der sich der Druckteller am Abstützelements abstützt. Eine solche Lösung ist einfach zu fertigen und zu montieren.Preferably, the first surface of the support member is disposed radially inward of the second surface of the support member. In other words, the spring is located radially outside that surface on which the pressure plate is supported on the support element. Such a solution is easy to manufacture and assemble.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Fläche ringförmig. Ringförmige Flächen können durch spanende Bearbeitung auf einfache Weise mit der erforderlichen Ebenheit gefertigt werden.Preferably, the first and second surfaces are annular. Ring-shaped surfaces can easily be manufactured with the required flatness by machining.
Vorzugsweise ist die Lamellenkupplung als Bremse mit drehfestem Außenlamellenträger ausgeführt, da auf diese Weise ein widerstands-armer Fluidpfad zur Abfuhr von Kühlöl aus dem nicht-rotierendem Außenlamellenträger gebildet wird. Damit kann das Schleppmoment besonders wirksam reduziert werden. Bei Einsatz der Lamellenkupplung als Bremse kann der Außenlamellenträger mit dem Abstützelement fest verbunden sein.The multi-plate clutch is preferably designed as a brake with a non-rotatable outer plate carrier, since in this way a low-resistance fluid path is formed for removing cooling oil from the non-rotating outer plate carrier. The drag torque can thus be reduced particularly effectively. When using the multi-plate clutch as a brake, the outer plate carrier can be firmly connected to the support element.
Vorzugsweise wird der Druckteller durch ein eigenständiges Bauteil gebildet, also nicht durch eine der Endlamellen oder eine der Außenlamellen. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Abstützung des Lamellenpakets erreicht werden, sodass Schiefstellungen vermieden werden.The pressure plate is preferably formed by an independent component, ie not by one of the end disks or one of the outer disks. As a result, a particularly uniform support of the disk pack can be achieved, so that misalignments are avoided.
Vorzugsweise weisen zumindest einige Zähne der Verzahnung zwischen den Außenlamellen und dem Außenlamellenträger im Bereich des Zahnkopfs eine Vertiefung auf. Durch die Vertiefungen wird auf einfache Weise ein Fluidpfad zum Druckteller und in weiterer Folge in Richtung des axialen Spalts zwischen Druckteller und Abstützelement gebildet.At least some of the teeth of the toothing between the outer disks and the outer disk carrier preferably have a recess in the area of the tooth tip. A fluid path to the pressure plate and subsequently in the direction of the axial gap between the pressure plate and the support element is formed in a simple manner by the depressions.
Vorzugsweise ist in einem axialen Spalt zwischen zwei benachbarten Außenlamellen je ein Federelement angeordnet, welche beispielsweise als ringförmige Wellfedern ausgebildet sind. Durch die Federelemente werden die Außenlamellen in axialer Richtung auseinander gedrückt, sodass ein Anhaften zwischen Außenlamellen und Innenlamellen im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung vermieden wird. Die Federkraft der Federelemente ist dabei so gewählt, dass sie zumindest annähernd der Federkraft der Feder zwischen dem Druckteller und dem Abstützelement entspricht. Dadurch wird auf einfache Weise ein definierter, schwimmender Zustand des Verbunds aus Außenlamellen und Innenlamellen zwischen dem Kolben und dem Abstützelement erzielt. Dadurch ist eine definierte Spaltbreite zwischen Druckteller und Abstützelement im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung erreichbar.Preferably, one spring element each is arranged in an axial gap between two adjacent outer disks, which spring element is designed, for example, as an annular corrugated spring. The spring elements push the outer disks apart in the axial direction, so that sticking between the outer disks and the inner disks when the multi-plate clutch is open is avoided. The spring force of the spring elements is chosen so that it corresponds at least approximately to the spring force of the spring between the pressure plate and the support element. As a result, a defined, floating state of the combination of outer disks and inner disks between the piston and the support element is achieved in a simple manner. As a result, a defined gap width between the pressure plate and the support element can be achieved when the multi-plate clutch is in the open state.
Die Lamellenkupplung ist vorzugsweise ein Bestandteil eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Automatikgetriebe oder ein automatisiertes Getriebe. Durch Einsatz der Lamellenkupplung im Getriebe kann das Schleppmoment des Getriebes verringert werden. Besonders bevorzugt ist die Anwendung der Lamellenkupplung als Bremse mit drehfestem Außenlamellenträger. Der Außenlamellenträger und/oder das Abstützelement kann durch das Gehäuse des Getriebes gebildet sein.The multi-plate clutch is preferably a component of a transmission for a motor vehicle, for example an automatic transmission or an automated transmission. The drag torque of the transmission can be reduced by using the multi-plate clutch in the transmission. The use of the multi-plate clutch as a brake with a non-rotatable outer plate carrier is particularly preferred. The outer disk carrier and/or the support element can be formed by the housing of the transmission.
Vorzugsweise ist in axialer unmittelbarer Nähe zu dem axialen Spalt zwischen Druckteller und Abstützelement der Lamellenkupplung eine drehbare Welle des Getriebes angeordnet. Durch die Rotation der Welle kann unter Nutzung des Venturi-Effekts eine Saugwirkung von aus dem axialen Spalt austretendem Fluid erzielt werden. Eine solche Lösung ist besonders für eine als Bremse ausgebildete Lamellenkupplung von Vorteil, da durch die Saugwirkung das Kühlfluid aus dem stehenden Lamellenträger herausgesaugt werden kann.A rotatable shaft of the transmission is preferably arranged in the axial immediate vicinity of the axial gap between the pressure plate and the support element of the multi-plate clutch. By rotating the shaft, using the Venturi effect, a suction effect can be achieved for fluid emerging from the axial gap. Such a solution is particularly advantageous for a disk clutch designed as a brake, since the cooling fluid can be sucked out of the stationary disk carrier by the suction effect.
Vorzugsweise wirkt die Lamellenkupplung des Getriebes als Anfahrelement des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs. Durch das Anfahrelement wird beim Anfahren die Drehmomentübertragung zwischen der zunächst stillstehenden Abtriebsseite und der rotierenden Antriebsseite ermöglicht. Für eine derartige Anwendung ist eine besonders präzise Steuer- oder Regelbarkeit erforderlich, sodass sich die vorgeschlagene Lamellenkupplung dafür besonders eignet.The multiple-disc clutch of the transmission preferably acts as a starting element of the motor vehicle drive train. When starting, the starting element enables the torque to be transmitted between the output side, which is initially stationary, and the rotating input side. A particularly precise control or regulation capability is required for such an application, so that the proposed multi-plate clutch is particularly suitable for this.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
-
1a bis1c schematisch je einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug; -
2 bis4 je eine Detail-Schnittansicht eines Getriebes; sowie -
5 eine Frontansicht einer Außenlamelle.
-
1a until1c each schematically a drive train for a motor vehicle; -
2 until4 each a detailed sectional view of a transmission; such as -
5 a front view of an outer blade.
Um ein gleichmäßiges und ruckfreies Anfahren des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten, muss die Drehmomentübertragung der Anfahrelemente AK, AK1, AK2, B gut steuer- oder regelbar sein. Für eine derartige Anwendung sind nasslaufende Lamellenkupplungen gut geeignet. Allerdings weisen derartige nasslaufende Lamellenkupplungen im geöffneten Zustand Schleppverluste auf, welche die mechanische Effizienz des Antriebsstrangs verringern. Um die Schleppverluste zu verringern ist es vorteilhaft, wenn Öl auf einfachem Wege aus der Lamellenkupplung heraus abfließen kann, wenn die Lamellenkupplung geöffnet ist. Wird die Lamellenkupplung jedoch in einem Schlupfzustand betrieben, so soll die Lamellenkupplung mit Kühlöl durchströmt werden, um ein Überhitzen der Lamellenkupplung zu vermeiden. Ein einfaches Abfließen von Kühlöl aus der Lamellenkupplung kann die Kühlwirkung negativ beeinträchtigen.In order to ensure that the motor vehicle starts off smoothly and without jerks, the torque transmission of the starting elements AK, AK1, AK2, B must be easy to control or regulate. Wet-running multi-plate clutches are well suited for such an application. However, wet multi-plate clutches of this type exhibit drag losses in the open state, which reduce the mechanical efficiency of the drive train. In order to reduce the drag losses, it is advantageous if oil can easily flow out of the multi-plate clutch when the multi-plate clutch is open. However, if the multi-plate clutch is operated in a state of slippage, cooling oil should flow through the multi-plate clutch in order to prevent the multi-plate clutch from overheating. A simple flow of cooling oil from the multi-plate clutch can negatively affect the cooling effect.
Zwischen benachbarten Außenlamellen AL ist je ein Federelement SF2 angeordnet. Die Federelemente SF2 sind als ringförmige Wellfedern ausgebildet. Durch die Federelemente SF2 werden die Außenlamellen AL in axialer Richtung auseinander gedrückt, sodass ein Anhaften zwischen Außenlamellen AL und Innenlamellen IL im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung B vermieden wird.A spring element SF2 is arranged between adjacent outer disks AL. The spring elements SF2 are designed as ring-shaped corrugated springs. The spring elements SF2 push the outer disks AL apart in the axial direction, so that sticking between the outer disks AL and the inner disks IL when the multi-disk clutch B is open is avoided.
An einer ersten Seite der Lamellenkupplung B ist ein Kolben K angeordnet. Der Kolben K wird mittels einer Rückstellfeder RF in Öffnungsrichtung der Lamellenkupplung B belastet. Zwischen dem Kolben K und einem mit dem Gehäuse GG verbundenen Gehäuseschild GS ist ein Druckraum vorgesehen. Wird der Druckraum mit Hydraulikdruck beaufschlagt, so wird der Kolben K gegen die Kraft der Rückstellfeder RF in Schließrichtung betätigt.A piston K is arranged on a first side of the multi-plate clutch B. The piston K is loaded in the opening direction of the multi-plate clutch B by means of a return spring RF. A pressure chamber is provided between the piston K and a housing shield GS connected to the housing GG. If hydraulic pressure is applied to the pressure chamber, the piston K is actuated in the closing direction against the force of the return spring RF.
An einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite ist die Lamellenkupplung B über einen Druckteller DT an einem Abstützelement abgestützt. Im gegebenen Ausführungsbeispiel wird das Abstützelement durch das Gehäuse GG gebildet. Der Druckteller DT gewährleistet eine besonders gleichmäßige Abstützung, sodass eine Schiefstellung des Lamellenpakets vermieden wird. Zwischen dem Druckteller DT und dem Gehäuse GG ist eine Feder SF angeordnet, welche beispielsweise als Wellfeder ausgebildet ist.On a second side opposite the first side, the multi-plate clutch B is supported on a support element via a pressure plate DT. In the given embodiment, the support element is formed by the housing GG. The DT pressure plate ensures particularly even support, so that the disc pack is prevented from being skewed. Between the pressure plate DT and the housing GG is a Arranged spring SF, which is designed for example as a corrugated spring.
In der Darstellung gemäß
In axial unmittelbarer Nähe zum Spalt zwischen der Fläche F1 und dem Druckteller DT ist eine Welle T angeordnet, welche mit einem Planetenträger PT verbunden ist. Durch die Rotation der Welle T wird eine Saugwirkung erzeugt, welcher das Abfließen von Öl aus dem Spalt zwischen der Fläche F1 und dem Druckteller DT verbessert.A shaft T, which is connected to a planet carrier PT, is arranged axially in the immediate vicinity of the gap between the surface F1 and the pressure plate DT. The rotation of the shaft T creates a suction effect, which improves the draining of oil from the gap between the surface F1 and the pressure plate DT.
BezugszeichenlisteReference List
- VMVM
- Verbrennungsmotorcombustion engine
- GG
- Getriebetransmission
- AKAK
- Anfahrelementstarting element
- AK1AK1
- Anfahrelementstarting element
- AK2AK2
- Anfahrelementstarting element
- RSRS
- Radsatzwheelset
- AGInc
- Differentialgetriebedifferential gear
- DWDW
- Antriebsraddrive wheel
- GGGG
- Gehäuse; AbstützelementHousing; support element
- BB
- Lamellenkupplung; Anfahrelementmulti-plate clutch; starting element
- SFSF
- FederFeather
- SF2SF2
- Federelementspring element
- DTDT
- Drucktellerpressure plate
- F1F1
- Erste FlächeFirst face
- F2F2
- Zweite Flächesecond face
- GSGS
- Gehäuseschildhousing shield
- KK
- KolbenPistons
- RFRF
- Rückstellfederreturn spring
- ALTOLD
- Außenlamellenträgerouter disc carrier
- ALAL
- Außenlamellenouter slats
- ZKCC
- Zahnkopftooth head
- ZKTZKT
- Vertiefungdeepening
- ALZALZ
- Verzahnunggearing
- ILTILT
- Innenlamellenträgerinner disc carrier
- ILIL
- Innenlamelleninner slats
- ILZILZ
- Verzahnunggearing
- TT
- WelleWave
- HOHO
- Hohlradring gear
- PTpt
- Planetenträgerplanet carrier
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 0822350 A2 [0002]EP 0822350 A2 [0002]
- DE 102010002934 A1 [0002]DE 102010002934 A1 [0002]
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2020
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R163 | Identified publications notified |