DE102022117842A1 - Sensoranordnung und Fahrzeug - Google Patents
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Abstract
Eine Sensoranordnung (20) für ein Fahrzeug (10) weist ein Gehäuse (30), eine Sensorvorrichtung (22), ein Schutzelement (24), eine Schutzelementführungsvorrichtung (42) und eine Verstellvorrichtung (40) auf, welches Schutzelement (24) zumindest in einem ersten Abschnitt (248) eine Krümmung mit einer konvexen Seite (241) und einer entgegengesetzten konkaven Seite (242) aufweist, welche Sensorvorrichtung (22) auf der konkaven Seite (242) des Schutzelements (24) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Wellen (25, 26) durch das Schutzelement (24) hindurch
- zu senden,
- zu empfangen, oder
- zu senden und zu empfangen,
welche Schutzelementführungsvorrichtung (42) dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Bewegung (243, 244) des Schutzelements (24) relativ zum Gehäuse (30) entlang einer Bewegungsbahn zu ermöglichen, und
welche Verstellvorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des Schutzelements (24) entlang der Bewegungsbahn zu erzeugen.
- zu senden,
- zu empfangen, oder
- zu senden und zu empfangen,
welche Schutzelementführungsvorrichtung (42) dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Bewegung (243, 244) des Schutzelements (24) relativ zum Gehäuse (30) entlang einer Bewegungsbahn zu ermöglichen, und
welche Verstellvorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des Schutzelements (24) entlang der Bewegungsbahn zu erzeugen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung und ein Fahrzeug mit einer solchen Sensoranordnung.
- Die
CN 107 901 887 A zeigt eine selbstreinigende Rückfahrkamera für einen Lastkraftwagen, wobei das Reinigungssystem eine Nebeldüse, Abstreifer, Schwamm und Borsten umfasst und die Reinigung durch Rotation erfolgt. - Die
DE 10 2019 130 846 A1 zeigt eine aus transparentem Polymermaterial bestehende Sensor-Abdeckung, welche drehbar gelagert und in der Dachabdeckung montiert ist, wobei eine Abstreifdichtung vorgesehen ist. - Die
US 5,068,770 A zeigt eine Rotation einer Schutzabdeckung eines Scheinwerfers zur Reinigung des Scheinwerfers. - Die
US 9,380,190 B2 - Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Sensoranordnung und ein Fahrzeug mit einer Sensoranordnung bereit zu stellen.
- Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
- Eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug weist ein Gehäuse, eine Sensorvorrichtung, ein Schutzelement, eine Schutzelementführungsvorrichtung und eine Verstellvorrichtung auf, welches Schutzelement zumindest in einem ersten Abschnitt eine Krümmung mit einer konvexen Seite und einer entgegengesetzten konkaven Seite aufweist, welche Sensorvorrichtung auf der konkaven Seite des Schutzelements angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Wellen durch das Schutzelement hindurch
- - zu senden,
- - zu empfangen, oder
- - zu senden und zu empfangen,
- Die gekrümmte Ausbildung des Schutzelements ermöglicht eine kompakte Ausführung mit einem formfesten Schutzelement. Die Sensorvorrichtung kann gut durch das Schutzelement geschützt werden, beispielsweise vor kleinen Steinen. Dabei ist durch die Bewegung des Schutzelements auch bei Vorhandensein von Schmutzwasser oder Schmutz eine Verwendung der Sensorvorrichtung sicher möglich.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sensorvorrichtung mindestens einen ersten Sensor auf aus einer Sensorgruppe bestehend aus:
- - Lidarsensor,
- - Radarsensor, und
- - Kamera.
- Diese Sensoren sind vorteilhaft für autonomes Fahren und können gut durch das Schutzelement geschützt werden.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse eine Gehäuseöffnung auf, und die Sensorvorrichtung ist dazu eingerichtet, die elektromagnetischen Wellen durch die Gehäuseöffnung hindurch
- - zu senden,
- - zu empfangen, oder
- - zu senden und zu empfangen.
- Die Gehäuseöffnung führt somit nicht zu einer Schwächung der elektromagnetischen Wellen, und eine Reinigung durch die Bewegung des Schutzelements führt zu einem sauberen Sensorfeld.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sensoranordnung eine Dichtvorrichtung auf, welche Dichtvorrichtung dazu eingerichtet ist, eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Schutzelement zu bewirken, um ein Eindringen von Schmutz oder schmutziger Flüssigkeit in das Gehäuse über die Gehäuseöffnung zu verhindern oder zumindest zu verringern.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sensoranordnung im Gehäuse eine Reinigungsvorrichtung auf, welche Reinigungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, das Schutzelement zu reinigen. Die Reinigung im Inneren des Gehäuses ist vorteilhaft, da weniger Schmutz vorhanden ist. Zudem kann im Gehäuseinneren eine Heizung vorgesehen sein, um das Schutzelement zu trocknen und die Reinigung bei niedrigen Temperaturen zu erleichtern.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Reinigungsvorrichtung eine Düse auf, welche Düse dazu eingerichtet ist, eine Zufuhr einer Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung des Schutzelements zu ermöglichen. Insbesondere eingetrocknete Verschmutzung kann durch eine Reinigungsflüssigkeit gut entfernt werden.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schutzelement zumindest im ersten Abschnitt hohlzylindersegmentförmig ausgebildet, und die Schutzelementführungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, eine Drehbewegung des Schutzelements um eine Achse des hohlzylindersegmentförmigen ersten Abschnitts zu ermöglichen. Die hohlzylindersegmentförmige Ausbildung ermöglicht eine vorteilhafte Führung des Schutzelements auf einer Kreisbahn.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schutzelement hohlzylinderförmig ausgebildet. Die hohlzylinderförmige Ausbildung ermöglicht eine Bewegung in nur eine Richtung, da der jeweilige Abschnitt in das Gehäuse hinein gelangt und auf der anderen Seite wieder heraus kommt. Zudem ist die Stabilität erhöht.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verstellvorrichtung dazu ausgebildet, eine Bewegung des Schutzelements entlang der Bewegungsbahn entweder in zwei unterschiedliche Richtungen oder ausschließlich in eine einzige Richtung zu ermöglichen. Die unterschiedlichen Richtung ermöglichen eine kompakte Ausführung, und die Bewegung in eine Richtung erleichtert die Reinigung.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Schutzelement zumindest im ersten Abschnitt einen Kunststoff oder Glas auf. Diese Werkstoffe können stabil ausgeführt werden und ermöglichen eine Transmission geeigneter Wellenlängenbereiche.
- Ein Fahrzeug weist eine solche Sensoranordnung auf. Die Sicherheit des Fahrzeugs kann durch die erhöhte Sicherheit der Sensoranordnung erhöht werden, insbesondere bei autonomen Fahren.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrzeug ein Dach auf, und die Sensoranordnung ist am Dach vorgesehen, wobei die Sensoranordnung bevorzugt nach vorne ausgerichtet ist. Ein solches Fahrzeug ermöglicht ein sehr sicheres autonomes Fahren.
- Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die voranstehend 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. Es zeigt:
-
1 in einer geschnittenen Draufsicht eine Sensoranordnung, -
2 in einer Seitenansicht von vorne die Sensoranordnung von1 , -
3 in schematischer Draufsicht unterschiedliche Stellungen einer ersten Ausführungsform eines Schutzelements, -
4 in schematischer Draufsicht eine zweite Ausführungsform eines Schutzelements, und -
5 ein Fahrzeug mit der Sensoranordnung von1 . - Im Folgenden sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden üblicherweise nur einmal beschrieben. Die Beschreibung ist figurenübergreifend aufeinander aufbauend, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.
-
1 zeigt in einer geschnittenen Draufsicht eine Sensoranordnung 20 mit einem Gehäuse 30, einer Sensorvorrichtung 22, einem Schutzelement 24, einer Schutzelementführungsvorrichtung 42 und einer Verstellvorrichtung 40. - Das Gehäuse 30 hat eine Außenseite 201 und eine Innenseite 202.
- Das Schutzelement 24 weist zumindest abschnittsweise eine Krümmung mit einer konvexen Seite 241 und einer entgegengesetzten konkaven Seite 242 auf. Bevorzugt ist das Schutzelement 24 flächig ausgebildet.
- Die konkave Seite 242 des Schutzelements 24 ist der Sensorvorrichtung 22 zugewandt. Die konvexe Seite 241 ist der Außenseite 201 der Sensoranordnung 20 zugewandt.
- Die Sensorvorrichtung 22 ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Wellen 25, 26 durch das Schutzelement 24 hindurch
- - zu senden,
- - zu empfangen, oder
- - zu senden und zu empfangen,
- Das Schutzelement 24 weist bevorzugt zumindest abschnittsweise einen Kunststoff oder Glas auf. Diese Werkstoffe sind gut geeignet, eine Transmission elektromagnetischer Wellen in geeigneten Wellenlängenbereichen zu ermöglichen.
- Der Werkstoff ist danach auszuwählen, für welchen Wellenlängenbereich eine Transmission ohne zu große Absorptionen möglich ist, und dieser Wellenbereich ist für den jeweils verwendeten Sensor 23 festzulegen.
- Die Schutzelementführungsvorrichtung 42 ist dazu eingerichtet, eine vorgegebene Bewegung des Schutzelements 24 entlang einer Bewegungsbahn zu ermöglichen. Die Bewegungsbahn ist bevorzugt rund, sie kann aber auch von einer runden Form abweichen und ggf. komplizierter ausgestaltet sein. Im Ausführungsbeispiel weist die Schutzelementführungsvorrichtung Rollen auf, sie kann aber beispielsweise alternativ oder zusätzlich Schienen aufweisen.
- Die Verstellvorrichtung 40 ist dazu eingerichtet, eine gesteuerte Bewegung des Schutzelements 24 entlang der Bewegungsbahn zu erzeugen. Die Verstellvorrichtung 40 ist bspw. als Elektromotor oder als pneumatische Verstellvorrichtung ausgebildet, und sie treibt das Schutzelement gesteuert 24 an. Im Ausführungsbeispiel ist durch die Verstellvorrichtung 40 eine Bewegung des Schutzelements 24 in eine erste Richtung 243 und in eine entgegengesetzte zweite Richtung 244 entlang der Bewegungsbahn möglich. Im Ausführungsbeispiel ist die Bewegungsbahn kreisförmig durch die Schutzelementführungsvorrichtung 42 vorgegeben.
- Bevorzugt weist die Sensorvorrichtung 22 mindestens einen ersten Sensor 23 auf aus einer Sensorgruppe bestehend aus:
- - Lidarsensor,
- - Radarsensor, und
- - Kamera.
- Diese Sensoren 23 arbeiten mit elektromagnetischen Wellen, insbesondere im Radarbereich und/oder im sichtbaren Bereich.
- Das Gehäuse 30 weist eine Gehäuseöffnung 32 auf, und die Sensorvorrichtung 22 ist dazu eingerichtet, die elektromagnetischen Wellen 25, 26 durch die Gehäuseöffnung 32 hindurch
- - zu senden,
- - zu empfangen, oder
- - zu senden und zu empfangen.
- Die Sensoranordnung 20 weist eine Dichtvorrichtung 34 auf, welche dazu eingerichtet ist, eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 30 und dem Schutzelement 24 zu bewirken, um ein Eindringen von Schmutz oder schmutziger Flüssigkeit in das Gehäuse 30 über die Gehäuseöffnung 32 zu verhindern oder zumindest zu verringern. Die Dichtvorrichtung 34 kann bspw. Dichtlippen aufweisen, welche bei einer Bewegung des Schutzelements 24 Schmutz bzw. schmutzige Flüssigkeiten von dem an der Dichtvorrichtung 34 vorbeibewegten Schutzelement 24 entfernen bzw. wegschieben.
- Im Gehäuse 30 ist bevorzugt eine Reinigungsvorrichtung 36 vorgesehen, welche Reinigungsvorrichtung 36 dazu eingerichtet ist, das Schutzelement 24 im Gehäuse 30 zu reinigen. Die Reinigungsvorrichtung 36 kann bspw. einen feuchten Schwamm aufweisen, und bevorzugt weist sie eine Düse 38 auf, welche Düse 38 dazu eingerichtet ist, eine Zufuhr einer Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung des Schutzelements 24 zu ermöglichen. Die Reinigungsvorrichtung 36 kann auch eine Bürste aufweisen. Die Reinigungsflüssigkeit kann bspw. vom Behälter für die Scheibenwischflüssigkeit zugeführt werden.
- Im Ausführungsbeispiel ist das Schutzelement 24 hohlzylindersegmentförmig ausgebildet, und die Schutzelementführungsvorrichtung 42 ist dazu eingerichtet, eine Drehbewegung des Schutzelements 24 um die schematisch angedeutete Achse 245 des hohlzylindersegmentförmigen ersten Abschnitts zu ermöglichen. Bei der Achse 245 muss es sich nicht um eine gegenständliche Achse handeln, sondern es ist die Symmetrieachse der Hohlzylinderform, die dem hohlzylindersegmentförmigen Schutzelements 24 zugrunde liegt.
- Im Ausführungsbeispiel ist durch einen Pfeil 19 eine bevorzugte Fahrtrichtung eines Fahrzeugs angedeutet, die zu einer Verschmutzung des Bereichs der Gehäuseöffnung 32 führen kann.
-
2 zeigt die Sensoranordnung 20 von1 in einer Seitenansicht von vorne. Das Gehäuse 30 weist die Gehäuseöffnung 32 auf, und am Rand der Gehäuseöffnung 32 ist die Dichtvorrichtung 34 sichtbar. Im Inneren der Gehäuseöffnung 32 ist das Schutzelement 24 sichtbar, und das Schutzelement 24 schützt bevorzugt vor einem Eindringen von Flüssigkeit in größerem Maß, vor Steinschlägen und vor einem direkten Luftaustausch in diesem Bereich. Die Erstreckung des Schutzelements 24 im Inneren des Gehäuses 30 ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet. -
3 zeigt in schematischer Draufsicht das Schutzelement 24 in einer Grundposition, mit dem Bezugszeichen 24L bezeichnet in einer linken Position und mit dem Bezugszeichen 24R bezeichnet in einer rechten Position. In der Darstellung sind die drei Positionen etwas zueinander versetzt dargestellt, um eine Unterscheidung im mittleren Bereich zu ermöglichen. In der Grundposition ist ein erster Abschnitt 248 eingezeichnet, in dem das Schutzelement 24 eine konkave und eine entgegengesetzte konvexe Seite aufweist. Im Ausführungsbeispiel sind an den Enden beispielhaft Anschläge 247 vorgesehen. -
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schutzelements 24 in einer Draufsicht. Das Schutzelement 24 ist in diesem Ausführungsbeispiel hohlzylinderförmig ausgebildet, in der Draufsicht hat es also eine ringförmige Kontur. Dies hat den Vorteil, dass das Schutzelement 24 zur Reinigung in nur eine Richtung gedreht werden kann, und hierdurch wird die Ausbildung der Reinigungsvorrichtung 36 erleichtert. Alternativ kann das Schutzelement 24 auch in zwei Richtungen drehbar sein. Beim Ausführungsbeispiel von1 ist ebenfalls eine Drehbarkeit in nur eine Richtung durch die Verstellvorrichtung 40 möglich, wobei bei anhaltender Verschmutzung nur begrenzt eine Reinigung möglich ist. -
5 zeigt in schematischer Darstellung ein Fahrzeug 10 von vorne. Das Fahrzeug 10 hat eine Frontscheibe 14, und schematisch sind die Bewegungsbahnen 15, 16 von Scheibenwischern dargestellt. Die Sensoranordnung 20 ist im Bereich eines Dachs 12 des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel ist die Sensoranordnung 20 mittig bezüglich der Fahrzeugseiten angeordnet, und der Sensor 23 ermöglicht eine Erkennung nach vorne. Gerade in dieser Position kann das Problem auftreten, dass das von den Scheibenwischern weggewischte schmutzige Wasser zur Sensoranordnung 20 gelangt und diese verschmutzt. Dies kann auch als Sekundärverschmutzung bezeichnet werden. Die Möglichkeit der Sensoranordnung 20 zur Reinigung des Schutzelements 24 im vorderen Bereich und damit die Verfügbarkeit der Sensoranordnung 20 ist aus Sicherheitsgründen vorteilhaft, und dies ist insbesondere beim autonomen Fahren wichtig. - Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.
- Bevorzugt weist das Sensorgehäuse 30 im unteren Bereich eine Öffnung auf, um ein Abfließen einer Flüssigkeit aus dem Sensorgehäuse 30 zu ermöglichen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- CN 107901887 A [0002]
- DE 102019130846 A1 [0003]
- US 5068770 A [0004]
- US 9380190 B2 [0005]
Claims (12)
- Sensoranordnung (20) für ein Fahrzeug (10), welche ein Gehäuse (30), eine Sensorvorrichtung (22), ein Schutzelement (24), eine Schutzelementführungsvorrichtung (42) und eine Verstellvorrichtung (40) aufweist, welches Schutzelement (24) zumindest in einem ersten Abschnitt (248) eine Krümmung mit einer konvexen Seite (241) und einer entgegengesetzten konkaven Seite (242) aufweist, welche Sensorvorrichtung (22) auf der konkaven Seite (242) des Schutzelements (24) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Wellen (25, 26) durch das Schutzelement (24) hindurch - zu senden, - zu empfangen, oder - zu senden und zu empfangen, welche Schutzelementführungsvorrichtung (42) dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Bewegung (243, 244) des Schutzelements (24) relativ zum Gehäuse (30) entlang einer Bewegungsbahn zu ermöglichen, und welche Verstellvorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des Schutzelements (24) entlang der Bewegungsbahn zu erzeugen.
- Sensoranordnung (20) nach
Anspruch 1 , bei welcher die Sensorvorrichtung (22) mindestens einen ersten Sensor (23) aufweist aus einer Sensorgruppe bestehend aus: - Lidarsensor, - Radarsensor, und - Kamera. - Sensoranordnung (20) nach
Anspruch 1 oder2 , bei welcher das Gehäuse (30) eine Gehäuseöffnung (32) aufweist, und bei welcher die Sensorvorrichtung (22) dazu eingerichtet ist, die elektromagnetischen Wellen (25, 26) durch die Gehäuseöffnung (32) hindurch - zu senden, - zu empfangen, oder - zu senden und zu empfangen. - Sensoranordnung (20) nach
Anspruch 3 , welche eine Dichtvorrichtung (34) aufweist, welche Dichtvorrichtung (34) dazu eingerichtet ist, eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse (30) und dem Schutzelement (24) zu bewirken, um ein Eindringen von Schmutz oder schmutziger Flüssigkeit in das Gehäuse (30) über die Gehäuseöffnung (32) zu verhindern oder zumindest zu verringern. - Sensoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche im Gehäuse (30) eine Reinigungsvorrichtung (36) aufweist, welche Reinigungsvorrichtung (36) dazu eingerichtet ist, das Schutzelement (24) zu reinigen.
- Sensoranordnung (20) nach
Anspruch 5 , bei welcher die Reinigungsvorrichtung (36) eine Düse (38) aufweist, welche Düse (38) dazu eingerichtet ist, eine Zufuhr einer Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung des Schutzelements (24) zu ermöglichen. - Sensoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Schutzelement (24) zumindest im ersten Abschnitt (248) hohlzylindersegmentförmig ausgebildet ist, und bei welcher die Schutzelementführungsvorrichtung (42) dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung des Schutzelements (24) um eine Achse (245) des hohlzylindersegmentförmigen ersten Abschnitts zu ermöglichen.
- Sensoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Schutzelement (24) hohlzylinderförmig ausgebildet ist.
- Sensoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Verstellvorrichtung (40) dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des Schutzelements (24) entlang der Bewegungsbahn in zwei unterschiedliche Richtungen (243, 244) oder in eine einzige Richtung (243; 244) zu ermöglichen.
- Sensoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Schutzelement (24) zumindest im ersten Abschnitt (248) einen Kunststoff oder Glas aufweist.
- Fahrzeug (10), welches eine Sensoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
- Fahrzeug (10) nach
Anspruch 11 , welches ein Dach (12) aufweist, und bei welchem die Sensoranordnung (20) am Dach (12) vorgesehen ist, wobei die Sensoranordnung (20) bevorzugt nach vorne ausgerichtet ist.
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DE102022117842.0A DE102022117842A1 (de) | 2022-07-18 | 2022-07-18 | Sensoranordnung und Fahrzeug |
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CN107901887A (zh) | 2017-10-26 | 2018-04-13 | 郑州搜趣信息技术有限公司 | 一种具有自动清理的大货车倒车摄像头 |
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- 2022-07-18 DE DE102022117842.0A patent/DE102022117842A1/de active Pending
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