DE2939560C2 - Fixed bearing with a roller bearing, especially for mounting the rotor shaft of a smaller electric motor - Google Patents
Fixed bearing with a roller bearing, especially for mounting the rotor shaft of a smaller electric motorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Festlager gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des PatentanSpruchs 5; ein derartiges Festlager ist aus der DE-AS 15 75 609 bekannt.The invention relates to a fixed bearing according to the preamble of claim 1 or claim 5; Such a fixed bearing is known from DE-AS 15 75 609.
Im bekannten Fall soll die feste Halterung eines Kugellagers im Lagerschild so gestaltet werden, daß keine Verformung der Lagerschildbohrung und damit des Lageraußenlaufringes auftreten kann, die Ursache für Lagejgeräusche und für den Ausfall des Lagers sein kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Lagerkappe im Bereich des Außenlaufringes desIn the known case, the fixed bracket should be a Ball bearings in the end shield are designed so that no deformation of the end shield bore and thus of the bearing outer race can occur, be the cause of positional noises and for the failure of the bearing can. To solve this problem it is provided that the bearing cap in the area of the outer race of the
id Kugellagers elastisch ausgebildet ist, wozu insbesondere in der Lagerkappe im Bereich der Schrauben zur Befestigung der Lagerkappe am Lagerschild zentrisch zur Welle verlaufende Schlitze vorgesehen sind.id ball bearing is designed to be elastic, including in particular in the bearing cap in the area of the screws for fastening the bearing cap centrally on the bearing plate extending to the shaft slots are provided.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von einem Festlager der eingangs genannten Art ohne wesentlichen zusätzlichen Fertigungs- und Montageaufwand eine feste Halterung des Wälzlagers ohne Gefahr einer Verformung der Lagerschildbohrung beim Festziehen der Lagerkappe als auch einen sp-elfreien zentrierten Sitz des Kugellagers in der Lagerschildbohrung zu gewährleisten und dadurch insgesamt die Lagergeräusche merklich mindern zu können.The object of the present invention is, based on a fixed bearing of the type mentioned at the outset, without Significant additional manufacturing and assembly costs a firm mounting of the rolling bearing without danger a deformation of the end shield bore when tightening the bearing cap as well as a gap-free to ensure centered seat of the ball bearing in the end shield bore and thereby overall the To be able to noticeably reduce bearing noise.
Zur Kompensation des radialen Spiels eines durch eine Feder axial vorgespannten Wälzlagers ist bereits vorgeschlagen worden, eine dem Wälzlager stirnseitig vorgelagerte Scheibe mit einem axial angeformten Rand in Form eines zur äußeren Umfangsfläche des Wälzlagers gerichtet-n Keils zu versehen und den Keil durch die axiale Vorspannkraft der Feder in den Spielraum zwischen Wälzlager und Lagerbohrung zu drücken.To compensate for the radial play of a roller bearing that is axially preloaded by a spring is already has been proposed, a front side upstream of the roller bearing disc with an axially molded Edge in the form of a wedge directed towards the outer circumferential surface of the roller bearing and the wedge due to the axial preload force of the spring in the clearance between the roller bearing and the bearing bore to press.
Die Lösung der vorgenannten Aufgabe wird nunmehr erfindungsgemäß bei einem Festlager der eingangs genannten Art durch die kennzeichnende Lehre desThe solution to the aforementioned object is now according to the invention in a fixed bearing of the initially mentioned type by the characteristic teaching of the
j-, Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5 gelöst; vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.j-, claim 1 or claim 5 solved; Advantageous embodiments of this invention are each the subject of the subclaims.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Festbger wird einerseits die Elastizität der Lagerkappe bzw. des Zwischenteils zwischen dem Rand \ir<i der Lagerkappe dazu benutzt, das Wälzlager in der Lagerschildbohrung ohne Beachtung besonderer Toleranzvorschriften für die Tiefe der Lagerschildbohrung und dabei ohne Gefahr einer Verformung dieser Bohrung fest zu haltern und andererseits das Wälzlager über den an dem Außenlaufring unter Druck anliegenden Keil des angeformten Randes bei der Montage spielfrei zu zentrieren. Bei dem erfindungsgemäßen Festlager liegt das Wälzlager an seinem dem Keil gegenüberliegendenIn the inventive design Festbger the elasticity of the bearing cap or of the intermediate part between the border \ ir <i of the bearing cap on the one hand used to the rolling bearing in the bearing plate bore without taking special tolerance requirements for the depth of the bearing plate bore and thereby without risk of deformation of the bore firmly to hold and on the other hand to center the roller bearing free of play during assembly via the wedge of the molded edge which is in contact with the outer race under pressure. In the case of the fixed bearing according to the invention, the roller bearing lies on its opposite side to the wedge
>o axialen Ende mittel- und unmittelbar gegen eine Schulter der Lagerschildbohrung an. Insbesondere bei kleineren Elektromotoren wird daher sowohl die Zentrierung als auch die betriebsmäßige Halterung des gesamten Wälzlagers von dem an den Außenlaufring des Wälzlagers angedrückten und diesen teilweise übergreifenden, in der Form eines Keils ausgebildeten an die Lagerkappe angeformten Rand bewerkstelligt. In vorteilhafter Weise kann entweder die Lagerkappe selbst elastisch ausgebildet oder der Rand über ein> o axial end directly and indirectly against one Shoulder of the end shield bore. In particular in the case of smaller electric motors, both the Centering as well as the operational support of the entire rolling bearing from the to the outer race of the rolling bearing pressed and these partially overlapping, formed in the form of a wedge accomplished on the bearing cap molded edge. In an advantageous manner, either the bearing cap itself elastic or the edge over a
ho elastisches Zwischenteil mit der Lagerkappe verbunden sein.ho elastic intermediate part connected to the bearing cap be.
Bei einem Festlager mit einem in eine Lagerschildbohrung einzupassenden Wälzlager mit einem radialen Spieiraum zwischen dem Außenlaufring des WälzlagersIn the case of a fixed bearing with a roller bearing to be fitted into a bearing shield bore with a radial one Clearance space between the outer race of the rolling bearing
in und der Lagerbohrung kann in vorteilhafter Weise vorgesehen werden, daß der Keil in den Spielraum zwischen dem Außenlaufring des Wälzlagers und der Lagerschildbohrung im Sinne eines Ausgleichs desin and the bearing bore can advantageously be provided that the wedge in the clearance between the outer race of the roller bearing and the End shield bore in the sense of a compensation of the
jeweiligen radialen Spiels gedrückt ist Vorzugsweise ist in diesem Fall der Keil mit einem asymmetrischen Querschnitt versehen, derart, daß die äußere Keilfläche pare .1 zur Lagerbohrung und die innere Keilfläche in schrägem Anstellwinkel zum Außeniaufring verläuftrespective radial play is pressed. In this case, the wedge is preferably asymmetrical Cross-section provided in such a way that the outer wedge surface pare .1 to the bearing bore and the inner wedge surface in inclined angle of attack to the outer ring
Bei der Montage der erfindungsgemäßen Lagerkappe wird unter Mitausnutzung der axialen Druckkraft aufgrund der Elastizität der Lagerkappe selbst oder des elastischen Zwischenteils die Keilspitze dem jeweils gegebenen radialen Spiel entsprechend tief axial in den Spielraum gedrückt Der keilförmige Rand paßt sich dabei gegebenenfalls unter Einwirkung der axialen Druckkraft, die sich an der Keilschräge in eine axiale und eine radiale Kraftkomponente aufteilt dem veränderlichen radialen Spiel zwischen Wälzlageraußenlaufring und Innenfläche der Lagerschildbohrung an. Dadurch werden nicht nur durch Bearbeitungstoleranzen gegebene Passungsspiele aufgehoben, sondern auch ein passungsspielfreier Lagersitz während des Betriebes gewährleistet wenn sich die Größe des Lagerspiels z. B. durch Erwärmung bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Lagerbohrung einerseits 'cnd Lager andererseits betriebsmäßig verändert Durch die unsymmetrische zuvor beschriebene Ausführung der Keilfläche ergibt sich in vorteilhafter Weise einerseits eine gut geführte Anlage der Keilscheibe in der Lagerschildbohrung, in die das Wälzlager einzupassen ist, und andererseits eine sicher gewährleistete Wirksamkeit der Keilschräge zur Vermeidung eines unerwünschten radialen Spiels. In fertigungs- und montagetechnisch günstiger Weise ist bei einem gesonderten elastischen Zwischenteil zwischen Lagerkappe und Rand die Lagerkappe zusammen mit dem Rand und dem Zwischenteil einstückig, insbesondere als Kunststoffteil, ausgebildet.When assembling the bearing cap according to the invention, the wedge tip is pushed axially deep into the clearance in accordance with the given radial play, taking advantage of the axial compressive force due to the elasticity of the bearing cap itself or the elastic intermediate part The variable radial play between the roller bearing outer race and the inner surface of the end shield bore is divided on the wedge slope into an axial and a radial force component. As a result, not only are fitting play given by machining tolerances abolished, but also a bearing seat free of fit play guaranteed during operation if the size of the bearing play z. For example, by heating at different expansion coefficients of the bearing bore on the one hand 'c nd bearing on the other hand operatively changed by the unbalanced above-described embodiment, the wedge surface results in an advantageous manner, on the one hand a well-managed system, the wedge disc in the bearing plate bore, in which the rolling bearing is to be fitted, and on the other hand a sure guaranteed effectiveness of the wedge slope to avoid undesired radial play. In a manner that is advantageous in terms of production and assembly, in the case of a separate elastic intermediate part between the bearing cap and the edge, the bearing cap is formed in one piece together with the edge and the intermediate part, in particular as a plastic part.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtThe invention is described below with reference to exemplary embodiments shown schematically in the drawing explained in more detail. In it shows
Fig. 1 in einem Teilschnitt ein Festlager mit einer Lagerkappe 'ind mit einem über einen angeformten j Faltenbalg mittelbar verbundenen Rand mit Keilprofil.Fig. 1 in a partial section a fixed bearing with a bearing cap 'ind with a molded over a j Bellows indirectly connected edge with wedge profile.
Fig.2 in einem Teilschnitt ein Festlager mit einer durch konzentrische Ringe elastisch ausgebildeten Lagerkappe mit unmittelbar angeformten Rand mit Keilprofil, 4Fig.2 in a partial section a fixed bearing with a by concentric rings elastically formed bearing cap with directly molded edge with Spline, 4
Fig.3 in einem Teilschnitt ein F:;stlager mit axial beidseitig am Außeniaufring des Wälzlagers jeweils anliegendem Rand mit Keilprofil.3 in a partial section a F:; stlager with axial on both sides of the outer ring of the roller bearing, each adjacent edge with a wedge profile.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Festlager mit einem Wälzlager 3, das mit seinem Innenlaufring 32 auf einer : Welle 6 fixiert ist und mit seinem Außeniaufring 31 am axial rechten Ende unmittelbar (F i g. 1 und F i g. 2) bzw. mittelbar (F i g. 3) an einer Schulter 44 einer Lagerbohrung 41 bzw. 42 bzw. 43 im Lagerschild 4 anliegt. Zur weiteren Festlegung und Fixierung des Wälzlagers 3 ist -, am Lagerschild 4 über Schrauben 5 eine Lagerkappe 2 befestigt, die mit einem axial angeformten Rand 21 mit einem zum Außeniaufring 31 des Wälzlagers 3 gerichteten und diesen übergreifenden Keilprofil versehen ist, das bei der Befestigung der Lagerkappe 2 b am Lägerschild 4 mit seiner radial inneren, schrägen Keilfläche 211 elastisch gegen den Außeniaufring 31 des Wälzlagers 3 gedrückt ist.1 to 3 show a fixed bearing with a roller bearing 3, which is fixed with its inner race 32 on a: shaft 6 and with its outer ring 31 at the axially right end directly (FIG. 1 and FIG. 2) or rests indirectly (FIG. 3) on a shoulder 44 of a bearing bore 41 or 42 or 43 in the end shield 4. To further define and fix the roller bearing 3, a bearing cap 2 is attached to the end shield 4 via screws 5, which is provided with an axially molded edge 21 with a wedge profile directed towards the outer ring 31 of the roller bearing 3 and overlapping it, which is provided when the Bearing cap 2 b on the bearing plate 4 is pressed elastically against the outer ring 31 of the roller bearing 3 with its radially inner, inclined wedge surface 211.
Zur Erzielung dieses elastischen Andruckes ist nach der Ausführung gemäß Fig. 1 der Rand 21 über einen -, angeformten Faltenbalg 22 mit der Lagerkappe 2 verbunden. Bei eier Ausführung nach F i g. 2 ist der Rand 21 unmittelbar an die Lagerkappe 2 angeformt und die Lagerkappe 2 selbst elastisch ausgebildet; zu einer derartigen elastischen Ausbildung der Lagerkappe 2 selbst ist diese in der Nähe des Außenlaufrings 31 des Wälzlagers 3 mit konzentrisch zur Läuferwelle 6 verlaufenden Schlitzen 23 versehen. Eine derartige elastische Lagerkappenausführung für ein Festlager ist in der DE-AS 15 75 609 näher beschrieben.To achieve this elastic pressure, according to the embodiment according to FIG. 1, the edge 21 has a -, molded bellows 22 are connected to the bearing cap 2. In the case of an embodiment according to FIG. 2 is the edge 21 molded directly to the bearing cap 2 and the Bearing cap 2 itself is elastic; for such an elastic design of the bearing cap 2 This is itself in the vicinity of the outer race 31 of the roller bearing 3 with concentric to the rotor shaft 6 extending slots 23 are provided. Such an elastic bearing cap design for a fixed bearing is in DE-AS 15 75 609 described in more detail.
Die Tiefe der Lagerbohrung 41 bzw. 42 bzw. 43 kann ohne besondere Toleranzvorschriften gefertigt werden, da zum Befestigen des Außenlaufringes 31 und damit des Wälzlagers 3 eine elastisch ausgebildete Lagerkappe 2 oder ein elastisches Zwischenteil, z. B. in Form des Faltenbalges 22, vorgesehen ist Durch die derartige elastische Ausbildung werden beim Anziehen der Befestigungsschrauben 5 der am Lagerschild 4 anzubringenden Lagerkappe 2 Biegespannungen vermieden, die die Lagerbohrung elliptisch verformen könnten, wenn die Lagerkappe 2 bei deren Anschrauben an das Lagerschild 4 immer weiter gegen den Außeniaufring 31 des Festlagers gedruckt wird.The depth of the bearing bore 41 or 42 or 43 can be manufactured without special tolerance regulations, there is an elastic bearing cap for fastening the outer race 31 and thus the roller bearing 3 2 or an elastic intermediate part, e.g. B. in the form of the bellows 22 is provided by such elastic training are to be attached to the end shield 4 when tightening the fastening screws 5 Bearing cap 2 avoids bending stresses that could elliptically deform the bearing bore, if the bearing cap 2, as it is screwed onto the bearing plate 4, continues to move against the outer ring 31 of the fixed bearing is printed.
Gleichzeitig kann auf die Beactitung besonderer Toleranzvorschriften in der radialen Weite der Lagerschildbohrung verzichtet werden, da durch den angeformten Rand 21 mit Keilprofil, wie z.B. aus Fig.2 ersichtlich, eine sichere Lageraufnahme des Wälzlagers 3 durch Anlage des Außenlaufrings 31 an der schrägen Keilfläche 211 des Rands 21 sichergestellt ist. In Fig.2 ist das angenommene »Freimaß« der radialen Weite zwischen äußerer Umfangsfläche des Außenlaufringes 31 und der Innenfläche der Lagerbohrung 2 mit a bezeichnet.At the same time, special attention can be paid to the act Tolerance regulations in the radial width of the end shield bore are dispensed with, as the molded Edge 21 with a wedge profile, e.g. from Fig. 2 can be seen, a secure bearing reception of the roller bearing 3 by the contact of the outer race 31 on the inclined Wedge surface 211 of the edge 21 is ensured. In Fig.2 is the assumed "free dimension" of the radial width between the outer circumferential surface of the outer race 31 and the inner surface of the bearing bore 2 denoted by a.
F i g. 1 zeigt ein Festlager mit einem in eine Lagerbohrung 41 einzupassenden Wälzlager und mit entsprechend kleinerem Abstand b zwischen dem Außenumfang des Außenlaufringes 31 und der Innenfläche der Lagerbohrung 41. Ein derartiges Radialspiel ist unerwünscht, da es als Ursache für eine zusätzliche Geräuschbildung erkannt wurde. In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, daß die Lagerkappe 2 einen axial angeformten umlaufenden Rand 21 mit einem den Außrnlaufring 31 übergreifenden Keilprofil aufweist sowie der Rand 21 mit seiner radial inneren schrägen Keilfläche 211 elastisch gegen den Außenlaufring 31 gedruckt ist und im Sinne eines Ausgleichs des jeweiligen Radialspiels b zwischen dem Außeniaufring 31 und der Lagerbohrung 41 mit seiner äußeren Keilfläche 212 an der Lagerbohrung anliegt, wobei zweckmäßigerweise der Rand 21 mit einem asymmetrischen Querschnitt versehen ist, derart daß die äußere Keilfläche 212 parallel zur Lagerbohrung 41 und die innere Keilfläche 211 in schrägem Anstellwinkel zum Außeniaufring verläuft; damit sich der axial angeformte Rand 21 mit seinem den Außeniaufring 31 des Wälzlagers 3 übergreifenden Keilprofil nach Maß des auszugleichenden radialen Spiels den unterschiedlichen radialen Maßen des jeweiligen Anlagepunktes an der äußeren Umfangsfläche des Außenlaufrings 31 anzupassen vermag, ist eine gewisse elastische Nachgiebigkeit des Materials, insbesondere bei in sich geschlossenem umlaufenden keilförmigen Rand zweckmäßig: zur gezielteren Veränderung bzw. Festlegung der Ferierrate des Randes und zur optimalen Abstimmung zwischen dem Materia! der Scheibe und der axial andrückenden Kraft aufgrund der elastischen Lagerkappe oder des elastischen Zwischenteils kawn in zweckmäßiger Weise vorgesehen werden, daß der Rand 21 mit an seinem Umfang verteilt angeordneten axialen schlitzförmigen AusnchmiinEcn versehen ist.F i g. 1 shows a fixed bearing with a roller bearing to be fitted into a bearing bore 41 and with a correspondingly smaller distance b between the outer circumference of the outer race 31 and the inner surface of the bearing bore 41. Such a radial play is undesirable because it has been recognized as the cause of additional noise generation. Advantageously, it is provided that the bearing cap 2 has an axially molded circumferential edge 21 with a wedge profile extending over the outer ring 31 and that the edge 21 with its radially inner inclined wedge surface 211 is elastically pressed against the outer ring 31 and in the sense of compensating for the respective radial play b between the outer ring 31 and the bearing bore 41 with its outer wedge surface 212 rests against the bearing bore, the edge 21 being expediently provided with an asymmetrical cross-section so that the outer wedge surface 212 is parallel to the bearing bore 41 and the inner wedge surface 211 at an inclined angle to the Outer ring runs; so that the axially molded edge 21 with its wedge profile that extends over the outer ring 31 of the roller bearing 3 can adapt to the different radial dimensions of the respective contact point on the outer circumferential surface of the outer race 31 according to the amount of radial play to be compensated, there is a certain elastic resilience of the material, especially in in a closed, circumferential wedge-shaped edge useful: for a more targeted change or definition of the vacation rate of the edge and for optimal coordination between the materia! of the disk and the axially pressing force due to the elastic bearing cap or the elastic intermediate part kawn can be provided in an expedient manner that the edge 21 is provided with axial slot-shaped cutouts distributed around its circumference.
Fig. 3 zeigt ein Festlager, bei dem in vorteilhafter Weise auch an dem der Lagerkappe 2 axial abgewandten Ende der Lagerbohrung 43 ein Rand 7 mit den Außenlaufring 31 übergreifendem Keilprofil vorgesehen und der Rand 7 mit seiner inneren schrägen Keilfläche 71 gegen den AuQenlaufring 31 gedrückt ist. Zwischen der Außenumfangsfläche des AußenlaufringsFig. 3 shows a fixed bearing in which in advantageous Way also at the end of the bearing bore 43 facing away axially from the bearing cap 2, an edge 7 with the Outer race 31 provided overlapping wedge profile and the edge 7 with its inner sloping Wedge surface 71 is pressed against the outer race 31. Between the outer peripheral surface of the outer race
31 und der Innenumfangsfläche der Lagerbohrung 43 ist ein »Freimaß« c vorgesehen. Durch die beidseitigc Anlage des Außenlaufringes 3! an einer Keilfläche 211 des Rands 21 einerseits bzw. an einer Keilfläche 71 des Rands 7 andererseits wird beim Befestigen der elastischen Lagerkappe 2 am Lagerschild 4 durch die Anstellmöglichkeit des Außenlaufrings 31 am keilförmigen Rand der Außenlaufring auf eine dem Innenlaufring31 and the inner circumferential surface of the bearing bore 43 a "clearance" c is provided. The double-sided c Installation of the outer race 3! on a wedge surface 211 of the edge 21 on the one hand or on a wedge surface 71 of the edge 7 on the other hand, when attaching the elastic bearing cap 2 on the bearing plate 4 through the adjustment possibility of the outer race 31 on the wedge-shaped Edge of the outer race on one of the inner race
32 angepaßte Abrollbahn gedrückt; dadurch werden ein Teil der Fcrtigungstolcranzen, mit denen das Kugellager 3 selbst behaftet ist, wirkungslos und entsprechende ansonsten auftreienue Lagcigeiäusche vermieden.32 adjusted roller conveyor pressed; this becomes part of the manufacturing collar with which the ball bearing 3 itself is afflicted, ineffective and corresponding otherwise open Lagcigeiäusche avoided.
Der im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 an der rechten Seite des Außenlaufrings 31 anliegende umlaufende, gegebenenfalls durch axiale, am Umfang verteilte schlitzförmige Öffnungen unterbrochene Rand 71 kann als Einzelteil in Form einer entsprechenden Scheibe bei der Montage zwischen Schulter 44 und Wälzlager 3 /.wischengelegt werden; in fertigungs- und montagetechnisch besonders günstiger Weise ist vorgesehen, d;iß der Rand 71 in die Lagerbohrung 43 bzw. die Schulter 44 eingespritzt ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the one resting against the right side of the outer race 31 circumferential edge, optionally interrupted by axial slot-shaped openings distributed around the circumference 71 can be installed as a single part in the form of a corresponding disk between shoulder 44 and Rolling bearings 3 /. Are interposed; in manufacturing and In terms of assembly technology, it is provided that the edge 71 is inserted into the bearing bore 43 or the Shoulder 44 is injected.
Während zweckmäßigerweise bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2, bei dem der Rand 21 nicht innen an der Lagerbohrung 42 anliegt, eine Außenzcntrierung der Lagerkappe 2 am Lagerschild 4, beispielsweise durch angegossene Nocken an der Stirnseite des Lagerschildes und entsprechende Vertiefungen am gcgenliegendcn Teil der Lagerkappe vorgesehen wird, ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 der Rand 7 vorteilhafterweise zentrisch zu einem Zentrierrand des Lagerschiides einzuspritzen und dann auf eine Außen-While expediently in the embodiment according to FIG. 2, in which the edge 21 does not bear against the inside of the bearing bore 42, an external centering the bearing cap 2 on the bearing plate 4, for example by cast-on cams on the face of the Bearing shield and corresponding recesses on the opposite part of the bearing cap is provided, In the embodiment of FIG. 3, the edge 7 is advantageously centered on a centering edge of the Inject bearing shields and then on an external
Lagerkappe angeformten Rands mit Keilprofil zu verzichten.To do without bearing cap molded edge with wedge profile.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (9)
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