DE112010005439T5 - Wälzlager umfassend eine Dichtung und ein ringförmiges Schutzschild - Google Patents
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Abstract
Dieses Wälzlager umfasst einen äußeren Ring (4), einen inneren Ring (6), Rollenkörper (10), die zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring angeordnet sind, eine Dichtung (20), die an einem ersten Ring (4) befestigt ist und sich zum zweiten Ring (6) hin dermaßen erstreckt, dass eine Dichtkante (26) der genannten Dichtung mit dem zweiten Ring in gleitendem Kontakt steht. Ein ringförmiges Schutzschild (50) ist am zweiten Ring (62) befestigt und erstreckt sich radial zum ersten Ring (4) hin. Diesem Schutzschild (50) wird wenigstens eine ringförmige Lippe (58) bereitgestellt, die mit einer Seitenfläche (28) der Dichtung (20) in gleitendem Kontakt steht.
Description
- TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
- Diese Erfindung betrifft ein Wälzlager, unter anderem umfassend eine Dichtung, die am äußeren Ring oder am inneren Ring des Lagers befestigt ist und sich zum inneren Ring oder zum äußeren Ring hin erstreckt, mit welchem diese in gleitendem Kontakt steht.
- STAND DER TECHNIK
- Ein Wälzlager umfasst einen inneren Ring, einen äußeren Ring und mehrere Wälzkörper, die zwischen diesen beiden Ringen installiert sind. Diese Wälzkörper können Kugeln, Rollen oder Nadelns sein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ein Wälzlager z. B. ein Kugellager, ein Rollenlager oder ein Nadellager sein.
- Die
EP-A-1 316 736 offenbart ein Wälzlager umfassend eine Dichtung, die sich zwischen einem inneren Ring und einem äußeren Ring des Lagers erstreckt. Bei diesem Lager wird ein ringförmiges Schutzschild an jeder Seite des Wälzlagers verwendet, um eine Kontaktzone zwischen der Dichtung und dem inneren Ring zu schützen. Ein solches Schutzschild verhindert, dass Steine oder Wasser auf die Dichtung in dieser Kontaktzone auftreffen können. Staub oder Wasser können jedoch trotzdem noch in den Raum eindringen, der zwischen dem Schutzschild und der Dichtung definiert ist, was eine Verschmutzung der Kontaktzone verursachen kann. - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Diese Erfindung zielt daraufhin ab, die bekannten Geräte zu verbessern, um deren Dichtheit zu verbessern, während eine standardmäßige Dichtung verwendet werden kann.
- Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Wälzlager, umfassend einen äußeren Ring, einen inneren Ring, Rollenkörper, die zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring angeordnet sind, wenigstens eine Dichtung, die am ersten Ring zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring befestigt ist und sich dermaßen zum zweiten Ring hin erstreckt, dass eine Dichtkante der Dichtung in Kontakt mit dem zweiten Ring steht, sowie wenigstens ein ringförmiges Schutzschild, das am zweiten Ring befestigt ist und sich radial zum ersten Ring hin erstreckt. Gemäß der Erfindung wird das Schutzschild mit wenigstens einer ringförmigen Lippe bereitgestellt, die mit der Seitenfläche der Dichtung in gleitendem Kontakt steht.
- Dank der Erfindung wird eine Verschmutzung, wie z. B. Flüssigkeiten oder Partikel, daran gehindert, in den Raum zwischen dem Schutzschild und der Dichtung neben der Kontaktzone zwischen der Dichtkante der Dichtung und dem zweiten Ring einzudringen.
- Bei der vorliegenden Beschreibung betreffen die Begriffe ”axial”, ”radial”, ”axial”, ”radial”, ”Zentrifugen...”, ”zentripetal” und ähnliche Begriffe die Rotationsachse des einen Rings des Wälzlagers in Bezug auf den anderen Ring. Eine Richtung ist ”axial”, wenn sie sich parallel zu dieser Achse befindet und ist ”radial”, wenn sie sich senkrecht und sekant zu dieser Achse befindet. Eine Oberfläche ist ”axial”, wenn sie sich senkrecht zu dieser Achse befindet und ist ”radial”, wenn sie diese Achse umgibt und wenn eine Richtung senkrecht zu dieser Oberfläche radial ist.
- Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung, die zwar vorteilhaft jedoch nicht zwingend sind, kann das Wälzlager der Erfindung ein oder mehrere der nachfolgenden Merkmale enthalten:
- – der erste Ring ist der äußere Ring und der zweite Ring ist der innere Ring. Alternativ ist der erste Ring der innere Ring und der zweite Ring der äußere Ring.
- – das Schutzschild kann aus Metall oder aus einem synthetischen Material bestehen, wie z. B. aus einem Polymer oder einem Elastomer.
- – die ringförmige Lippe besteht zusammen mit dem Hauptkörper des Schutzschilds aus einem Stück. Alternativ ist die ringförmige Lippe an einer Seitenfläche eines Hauptkörpers des Schutzschilds befestigt, z. B. durch Kleben, Schweißen, Vulkanisieren oder Begrenzen. Gemäß einem dritten Ansatz kann die ringförmige Lippe auf einen Hauptkörper des Schutzschilds übergeformt werden. In diesem Fall werden dem Hauptkörper vorteilhafterweise mehrere Durchgangsbohrungen bereitgestellt und die ringförmige Lippe ist in diesen Durchgangsbohrungen übergeformt.
- - Die Dichtung weist eine Armatur und ein flexibles Anschlussteil auf, welche die Dichtkante bilden und dieses Anschlussteil hat ein Fenster, das Zugang zu einer Zone dieser Armatur gewährt, welche die ringförmige Lippe in gleitendem Kontakt aufnimmt.
- – Die Dichtung wird mit einer ringförmigen Lippe bereitgestellt, die mit dem Schutzschild in gleitendem Kontakt steht.
- – Das Schutzschild wird mit zwei ringförmigen Lippen bereitgestellt, die mit dem Schutzschild in gleitendem Kontakt stehen. In einem solchen Fall können diese ringförmigen Lippen parallel sein oder auseinanderfallen, wenn sie sich vom Hauptkörper des Schutzschilds entfernen, oder sie können aufeinandertreffen.
- – Die ringförmige Lippe hat eine frustrokonische Gestalt.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung verständlicher, die zusammen mit den beigefügten Figuren und als illustratives Beispiel angegeben wird, ohne das Ziel der Erfindung zu beschränken. Die beigefügten Figuren zeigen:
-
1 ist eine Querschnittsansicht eines Wälzlagers gemäß der Erfindung, -
2 ist eine vergrößerte Ansicht des Details II in1 , -
3 bis10 sind detaillierte Ansichten ähnlich der2 für manche anderen Ausführungsformen der Erfindung, -
11 ist eine schematische Ansicht, die darstellt, wie ein Schutzschild in verschiedenen Konfigurationen verwendet werden kann. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG MANCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 stellt ein Wälzlager2 dar, umfassen einen äußeren Ring4 und einen inneren Ring6 , die dazwischen eine Kammer8 definieren, in der ein einzelner Satz an Kugeln10 installiert ist und durch einen Käfig12 in Position gehalten wird. Der äußere Ring4 steht in rascher Rotation und der innere Ring6 rotiert in Bezug zum äußeren Ring4 um eine Mittelachse X2 des Wälzlagers2 . - Zwei Dichtungen
20 und30 sind am äußeren Ring4 befestigt und erstrecken sich zum inneren Ring6 hin. Genauer gesagt werden dem äußeren Ring4 zwei Rillen42 und44 bereitgestellt, in denen ein Teil der Dichtung20 und30 eingekeilt ist. - Die Dichtung
20 besteht aus einer Metallarmatur22 und einem Elastomer-Anschlussteil24 , welches die Armatur22 umgibt und eine Dichtkante26 bildet, die in gleitendem Kontakt mit der äußeren Seitenfläche62 des inneren Rings6 steht. - Die Dichtung
30 ist mit der Dichtung20 identisch und enthält ebenfalls eine Armatur32 und ein Anschlussteil34 , welches eine Dichtkante36 definiert. - Zwei ringförmige Schutzschilder
50 und70 sind am inneren Ring6 befestigt und derart adaptiert, um Dichtungen20 und30 vor Aufprällen, z. B. durch von draußen kommenden Steinen, vor Feuchtigkeit, insbesondere Wasser, zu schützen. Die Schutzschilder50 und70 schützen insbesondere die Dichtkanten26 und36 sowie die Oberfläche62 , d. h. die gleitendem Kontaktzonen zwischen den Dichtungen20 und30 und dem inneren Ring6 . - Die Schutzschilder
50 und70 sind identisch. - Das Schutzschild
50 weist einen inneren, radial gebogenen Abschnitt52 auf, der derart adaptiert ist, um innerhalb einer inneren peripheren Rille64 des inneren Rings6 blockiert zu werden, um das Schutzschild50 in Bezug auf den inneren Ring6 zu halten. Das Schutzschild50 weist ebenfalls einen äußeren radialen Abschnitt54 auf, der in Bezug auf die Kammer8 nach außen hin konkav und nach innen hin konvex ist. - Zwischen den Abschnitten
52 und54 ist das Schutzschild50 flach und bildet einen Hauptkörper56 , der zusammen mit den Abschnitten52 und54 aus einem Stück besteht. - Die Gestalt des äußeren radialen Abschnitts
54 definiert zusammen mit einer externen Seitenfläche28 der Dichtung20 eine Eintrittszone Z1 zum ringförmigen Volumen, das zwischen den Elementen20 und50 definiert ist. Die Fläche28 ist dabei eine axiale Fläche der Dichtung20 . Die bogenförmige Gestalt des äußeren radialen Abschnitts54 deutet an, dass die axiale Mindestbreite W1 von Zone Z1 im Vergleich zu den anderen Dimensionen des Wälzlagers2 gering ist. Diese geringe Breite W1 von Zone Z1 verhindert den Eintritt der meisten Verschmutzungen in den ringförmigen Raum zwischen den Elementen50 und70 und in die Kontaktzone Z2 zwischen der Kante26 und der Oberfläche62 . Die bogenförmige Gestalt des äußeren Abschnitts54 ermöglicht es ebenfalls dem Schutzschild50 , Verschmutzungen durch einen Zentrifugen- oder „Ventilator”-Effekt aufgrund seiner Rotation um die Achse X2 auszustoßen. - Das Schutzschild
50 wird mit einer ringförmigen Lippe58 bereitgestellt, die frustrokonisch ist und in gleitendem Kontakt zur externen Seitenfläche28 der Dichtung20 steht. Die ringförmige Lippe58 verhindert, dass Verschmutzungen zwischen den Elementen20 und50 über die Eintrittszone Z1 eintreten könnten, um die Kontaktzone Z2 zwischen der Dichtkante26 und der Oberfläche62 zu erreichen. - Somit wird eine unterstützende Dichtfunktion zwischen der Dichtung
20 und dem Schutzschild50 ohne Modifikationen an der Dichtung20 erhalten. Diese Dichtung kann deshalb ein standardmäßiges Produkt sein, das in großen Mengen hergestellt werden kann und kostengünstig ist. - Auf ähnliche Weise wird dem Schutzschild
70 eine ringförmige Dichtlippe78 bereitgestellt, die in gleitendem Kontakt mit der externen, axialen Seitenfläche38 der Dichtung20 steht. - Die Schutzschilder
50 und70 bestehen aus Metall. Alternativ können die Schutzschilder50 und70 aus einem synthetischen Material hergestellt werden, z. B. aus Kunststoffen, wie z. B. einem Polymer, z. B. PA 4,6 oder PA 6,6, welches mit Glasfasern oder PEEK verstärkt sein kann, oder nicht. Es kann ebenfalls ein Elastomer verwendet werden, um die Schutzschilder zu bauen. Dies trifft auf alle Ausführungsformen zu. - Die ringförmigen Lippen
58 und78 bestehen zusammen mit den Hauptkörpern56 und76 der Schutzschilder50 und70 aus einem Stück. - Bei den zweiten bis neunten Ausführungsformen der in
3 bis10 dargestellten Erfindung weisen die Elemente, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, dieselben Referenznummern auf. Nachstehend werden hauptsächlich die Unterschiede zwischen den zweiten bis neunten Ausführungsformen und der ersten Ausführungsform beschrieben. Falls nicht anderweitig angegeben, funktionieren die zweiten bis neunten Ausführungsformen wie die erste Ausführungsform. - Bei der zweiten Ausführungsform ist das Schutzschild
50 identisch mit der ersten Ausführungsform und das Anschlussteil24 der Dichtung20 definiert ein Fenster25 , das einen direkten Kontakt zwischen der freien Kante582 der ringförmigen Lippe58 und der Armatur22 erlaubt. Dieser Metall-auf-Metall-Kontakt verhindert Schäden am Anschlussteil24 . - Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung ist das Schutzschild
50 identisch mit der ersten Ausführungsform und das Anschlussteil24 der Dichtung20 wird wie bei der zweiten Ausführungsform mit einem Fenster25 bereitgestellt. Das Anschlussteil24 bildet ebenfalls eine ringförmige Lippe27 , die gegen die interne, axiale Seitenfläche57 des Schutzschilds50 in gleitendem Kontakt steht, sodass ein doppelter Dichtkontakt jeweils zwischen der ringförmigen Lippe58 und der Armatur22 sowie zwischen der ringförmigen Lippe27 und dem Hauptkörper56 des Schutzschilds50 erhalten wird. Diese Ausführungsform erfordert, dass die Dichtung20 spezifisch für diese Funktion designiert ist, was bei den meisten der anderen Ausführungsformen nicht der Fall ist. - Bei der Ausführungsform von
5 wird die ringförmige Lippe58 durch Überformen einer ringförmigen Elastomerlippe58 über den Hauptkörper56 des Schutzschilds50 erhalten. In diesem Fall ist die Dichtung20 identisch mit derjenigen der ersten Ausführungsform. In der Tat werden regelmäßig Durchgangsbohrungen562 durch den Hauptkörper56 um die Mittelachse des Schutzschilds50 herum gefertigt und diese dienen als Verankerungsmittel für die ringförmige Lippe58 . Diese Konstruktion erlaubt die Herstellung des Kontakts zwischen dem Schutzschild50 und der Dichtung20 zwischen zwei Elastomerteilen, nämlich der ringförmigen Lippe58 und dem Anschlussteil24 . - Bei der Ausführungsform von
6 werden dem Schutzschild50 zwei Dichtlippen58 ,58' bereitgestellt, die parallel sind und in gleitenden Kontakt mit derselben axialen Seitenfläche28 der Dichtung20 in Kontakt kommen, wobei diese Seitenfläche durch das Elastomer-Anschlussteil24 gebildet ist. Diese beiden ringförmigen Lippen58 und58' werden durch das Überformen von etwas vom Elastomer in die Durchgangsbohrungen562 ,562' des Hauptkörpers56 des Schutzschilds50 hergestellt, wie in der Ausführungsform von5 . - Bei der Ausführungsform von
7 werden zwei Lippen58 und58' aus Kunststoffmaterial auf den Hauptkörper56 des Schutzschilds50 geklebt, welches ebenfalls aus Kunststoff besteht. Die Lippen58 und58' kommen in gleitenden Kontakt mit der axialen Seitenfläche28 der Dichtung20 . Alternativ könnten die ringförmigen Lippen58 und58' auf den Körper56 vulkanisiert oder geschweißt werden. Alternativ können diese Lippen ebenfalls mit dem Hauptkörper als einzelne Lippe58 der ersten Ausführungsform integriert sein. - Bei den ersten sechs Ausführungsformen der Erfindung erstreckt sich die oder erstrecken sich die vom Schutzschild
50 getragene(n) Lippe(n)58 und58' zum Ring4 hin, wenn sich diese von der internen Fläche57 des Schutzschilds50 entfernen. - Bei der Ausführungsform von
8 erstrecken sich die beiden ringförmigen Lippen58 und58' , die mit dem Hauptkörper56 des Schutzschilds50 integriert sind, zum inneren Ring6 hin, wenn sich diese von der internen axialen Seitenfläche57 des Hauptkörpers56 entfernen. - Bei den Ausführungsformen von
6 ,7 und8 sind die Dichtlippen58 und58' parallel. - Bei der Ausführungsform von
9 fallen die ringförmigen Lippen58 und58' auseinander, wenn sich diese von der internen axialen Seitenfläche57 des Schutzschilds50 entfernen. Insbesondere ist die ringförmige Lippe58 , die sich näher zum inneren Ring6 befindet, zu diesem Ring hin orientiert, während die ringförmige Lippe58' , die sich näher zum äußeren Ring4 befindet, zu diesem Ring hin orientiert ist. - Bei der Ausführungsform von
10 treffen die ringförmigen Lippen58 und58' aufeinander, wenn sich diese von der internen Fläche57 des Schutzschilds50 entfernen. Mit anderen Worten ist die ringförmige Lippe58 , diese sich näher zum inneren Ring6 befindet, zum äußeren Ring4 hin orientiert, während die ringförmige Lippe58' , die sich näher zum äußeren Ring4 befindet, zum inneren Ring6 hin orientiert ist. - Wie in
11 gezeigt, kann dasselbe Schutzschild50 an drei inneren Ringen6 ,6' und6'' der Wälzlager befestigt werden, die jeweils verschiedene radiale Dicken aufweisen, sodass die Lippe58 dieses Schutzschilds mit den Dichtungen20 ,20' und20'' , die an äußeren Ringen4 ,4' und4'' befestigt sind, zusammenwirken können. Die in11 gezeigten Dichtungen20 ,20' und20'' weisen verschiedene Größen auf und die Dichtlippe58 des Schutzschilds50 kann mit diesen verschiedenen Dichtungen an verschiedenen Stellen auf den Seitenflächen28 ,28' und28'' der Dichtungen kooperieren. Die entsprechenden Konfigurationen von11 sind mit dem Schutzschild von5 dargestellt. Diese können mit den Schutzschildern der anderen Ausführungsformen erhalten werden. - Gemäß alternativer Ausführungsformen der Erfindung können die Dichtungen
20 und30 am inneren Ring6 des Wälzlagers2 befestigt und durch deren Kanten26 oder36 mit dem äußeren Ring4 in gleitenden Kontakt gebracht werden. In solch einem Fall werden die Schutzschilder50 und70 am äußeren Ring4 befestigt. Gemäß der Erfindung werden diesen ringförmige Lippen bereitgestellt, die gegen den externen, axialen Seitenflächen28 und38 der Dichtung in gleitendem Kontakt stehen. - Bei den Ausführungsformen von
2 bis10 weist das Schutzschild einen bogenförmigen, radialen äußeren Abschnitt ähnlich zur Position54 der ersten Ausführungsform auf. - Die technischen Merkmale der Ausführungsformen könnten unter Berücksichtigung des oben genannten kombiniert werden.
- 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
-
- EP 1316736 A [0003]
Claims (16)
- Wälzlager (
2 ), umfassend: – einen äußeren Ring (4 ), – einen inneren Ring (6 ), – Rollenkörper (10 ), die zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring angeordnet sind, – wenigstens eine Dichtung (20 ,30 ), die an einem ersten Ring (4 ) zwischen dem genannten äußeren Ring und dem genannten inneren Ring befestigt ist und sich zum zweiten Ring (6 ) hin zwischen dem genannten äußeren Ring und dem genannten inneren Ring dermaßen erstreckt, dass eine Dichtkante (26 ,36 ) der genannten Dichtung mit dem zweiten Ring in gleitendem Kontakt steht, – wenigstens ein ringförmiges Schutzschild (50 ,70 ), das am genannten zweiten Ring befestigt ist und sich radial zum ersten Ring hin erstreckt, wobei das genannte Schutzschild (50 ,70 ) mit wenigstens einer ringförmigen Lippe (58 ,58' ,78 ) bereitgestellt ist, die mit einer Seitenfläche (28 ,38 ) der genannten Dichtung (20 ,30 ) in gleitendem Kontakt steht. - Wälzlager nach Anspruch 1, wobei der genannte erste Ring der genannte äußere Ring (
4 ) ist und der genannte zweite Ring der genannte innere Ring (6 ) ist. - Wälzlager nach Anspruch 1, wobei der genannte erste Ring der genannte innere Ring (
6 ) ist und der genannte zweite Ring der genannte äußere Ring (4 ) ist. - Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das genannte Schutzschild (
50 ,70 ) aus Metall besteht. - Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das genannte Schutzschild (
50 ,70 ) aus einem synthetischen Material hergestellt ist, wie z. B. einem Polymer oder einem Elastomer. - Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte ringförmige Lippe (
58 ,58' ,78 ) mit einem Hauptkörper (56 ,76 ) des genannten Schutzschilds (50 ,70 ) integriert ist. - Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die genannte ringförmige Lippe (
58 ,58' ,78 ) an einer Seitenfläche (57 ) eines Hauptkörpers (56 ,76 ) des genannten Schutzschilds befestigt ist, insbesondere durch Kleben, Schweißen, Vulkanisieren oder Begrenzen. - Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die genannte ringförmige Lippe (
58 ,58' ,78 ) auf einem Hauptkörper (56 ,76 ) des genannten Schutzschilds (50 ,70 ) übergeformt ist. - Wälzlager nach Anspruch 8, wobei dem genannten Hauptkörper (
56 ,76 ) mehrere Durchgangsbohrungen (562 ,562' ) bereitgestellt sind und die genannte ringförmige Lippe (58 ,58' ,78 ) in diesen Durchgangsbohrungen übergeformt ist. - Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte Dichtung (
20 ,30 ) eine Armatur (22 ;32 ) und ein flexibles Anschlussteil (24 ,34 ) aufweist, das die genannte Dichtkante (26 ,36 ) bildet und wobei das genannte Anschlussteil ein Fenster (25 ) aufweist, das Zugang zu einer Zone der genannten Armatur gewährt, welche die genannte ringförmige Lippe (58 ,58' ,78 ) in gleitendem Kontakt aufnimmt. - Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Dichtung (
20 ,30 ) eine ringförmige Lippe (27 ) bereitgestellt ist, die mit dem genannten Schutzschild (50 ,70 ) in gleitendem Kontakt steht. - Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei dem genannten Schutzschild (
50 ,70 ) zwei ringförmige Lippen (58 ,58' ) bereitgestellt sind, die mit der genannten Dichtung (20 ,30 ) in gleitendem Kontakt stehen. - Wälzlager nach Anspruch 12, wobei die genannten ringförmigen Lippen (
58 ,58' ) parallel sind. - Wälzlager nach Anspruch 12, wobei die genannten ringförmigen Lippen (
58 ,58' ) auseinanderfallen, wenn sich diese von einem Hauptkörper (56 ) des genannten Schutzschilds entfernen. - Wälzlager nach Anspruch 12, wobei die genannten ringförmigen Lippen (
58 ,58' ) konvergieren, wenn sich diese von einem Hauptkörper (56 ) des genannten Schutzschilds entfernen. - Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte ringförmige Lippe (
58 ,58' ,78 ) eine frustrokonische Gestalt aufweist.
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