DE69503562T2 - Lagereinheit für Fahrzeugrad - Google Patents

Lagereinheit für Fahrzeugrad

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerungseinheit für ein Fahrzeugrad, die eine Dreipunkt- oder Vierpunktlagerung mit einem inneren Ring und einem äußeren Ring umfaßt, die jeweils eine Lagerrille aufweisen, die eine Reihe von Wälzlagern enthält, wobei der innere Ring mit einer Einrichtung zum Befestigen der Lagerung an einer Fahrzeugaufhängung versehen ist, wobei ein Flansch, der in Bezug auf den äußeren Ring radial nach außen gerichtet ist, vorhanden ist.
  • Eine solche Lagerungseinheit ist aus der EP-A-568958 bekannt. Diese bekannte Lagerungseinheit weist ein kontinuierliches Doppelreihenlager auf, das einen großen Raumbedarf in der axialen Richtung einnimmt und das auch von einem relativ hohen Gewicht ist. Weiterhin ist diese Lagerungseinheit nur für nicht angetriebene Räder geeignet.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerungseinheit zu schaffen, die weniger Raum erfordert und die eine universellere Anwendbarkeit besitzt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder Ring eine einzelne Lagerrille aufweist und daß der nach außen gerichtete Flansch mit einem Flansch zusammenwirkt und/oder verbunden ist, der in Bezug auf den nach außen gerichteten Flansch radial nach innen gerichtet ist und den inneren Ring in radialer Richtung überdeckt.
  • Die Verwendung eines sowohl radial nach außen gerichteten Flanschs als auch eines radial nach innen gerichteten Flanschs verleiht der Lagerungseinheit gemäß der Erfindung mehr Flexibilität in Bezug auf die erwünschten, potentiellen Anwendungen, wie dies nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele erläutert werden wird.
  • Zum Beispiel kann der radial nach innen gerichtete Flansch mit Einrichtungen zum Befestigen einer Antriebswelle oder eines Wellenendes darin versehen werden. Dieser radial nach innen gerichtete Flansch kann eine Öffnung aufweisen, die durch eine Buchse begrenzt wird, wobei die Buchse mit dem Wellenende eines Gleichlaufgelenks in Wechselwirkung treten kann.
  • Falls sich die Buchse soweit erstreckt, daß sie sich innerhalb des inneren Rings befindet, wird ein raumsparendes Design erhalten.
  • In Verbindung mit der Drehmomentübertragung kann die Buchse mit axialen Nuten an der Innenseite versehen werden, allerdings kann die Buchse alternativ auch einen dreieckigen Querschnitt an der Innenseite haben.
  • Der nach innen gerichtete Flansch kann auch eine Buchse an einer Seite und ein Radzentrierteil an der anderen Seite tragen. Gemäß der Erfindung kann der radial nach innen gerichtete Flansch integral mit dem radial nach außen gerichteten Flansch ausgebildet sein. Der radial nach innen gerichtete Flansch kann auch integral mit einem Radzentrierteil ausgebildet sein.
  • In diesem Design kann der radial nach innen gerichtete Flansch Radschrauben tragen. In diesem Fall kann der Schraubenkopf jeder Radschraube zwischen dem nach außen gerichteten Flansch und dem nach innen gerichteten Flansch angeordnet sein.
  • Gemäß einer alternativen Radbefestigung können Mutterteile in die Radschrauben eingeschraubt werden, die zwischen dem nach außen gerichteten Flansch und dem nach innen gerichteten Flansch vorgesehen sind.
  • Der innere Ring des Lagers, der in der Lagereinheit gemäß der Erfindung verwendet ist, kann aus zwei inneren Ringhälften bestehen, die axial nebeneinander liegen. In Verbindung hiermit kann ein ringförmiger Träger für den inneren Ring vorgesehen werden, wobei auf diesem Träger die inneren Ringhälften gegeneinander gehalten werden.
  • Der Träger kann einen erhabenen Rand auf der Außenseite an seinem axial am weitesten außenliegenden Ende und eine Umfangsnut, die mit einem Klemmring versehen ist, an seinem anderen Ende haben. Falls der Träger und eine der Ringhälften von einem integralen Design sind, kann die andere, lose, innere Ringhälfte an dem Träger mittels Schweißen unter Verwendung einer Energiequelle, wie beispielsweise einer Laserquelle, befestigt werden.
  • Allerdings kann gemäß einer alternativen Form der Träger ein geflanschtes Ende bzw. einen Rand aufweisen, der sich in der axialen Richtung soweit erstreckt, daß er über die lose, innere Ringhälfte hinausreicht, wobei das geflanschte Ende umgebogen wird, nachdem die lose, innere Ringhälfte auf den Träger geschoben worden ist, um die innere Ringhälfte zu befestigen.
  • In einer entsprechenden Art und Weise kann die äußere Rille aus zwei äußeren Rillenhälften bestehen, die gegeneinander in der axialen Richtung geklemmt sind. Hierbei kann wiederum die äußere Ringhälfte integral mit dem Träger ausgebildet sein und die andere, lose, äußere Ringhälfte kann in einer Vertiefung angeordnet sein, die in der äußeren Rille vorgesehen ist. In diesem Fall wird die lose, äußere Ringhälfte in der axialen Richtung zwischen dem äußeren Ring und dem radial nach innen gerichteten Flansch geklemmt.
  • Die Erfindung wird in größerem Detail nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Anzahl von beispielhaften Ausführungsformen, die in den Figuren dargestellt sind, erläutert werden.
  • Fig. 1 stellt eine erste, beispielhafte Ausführungsform einer Lagerungseinheit gemäß der Erfindung in einem radialen Schnitt dar.
  • Fig. 2 stellt eine zweite, beispielhafte Ausführungsform dar.
  • Fig. 3 stellt eine dritte, beispielhafte Ausführungsform dar.
  • Fig. 4 stellt eine vierte, beispielhafte Ausführungsform dar.
  • Fig. 5 stellt eine fünfte, beispielhafte Ausführungsform dar.
  • Fig. 6 stellt eine sechste, beispielhafte Ausführungsform dar.
  • Die Lagerungseinheit, die in Fig. 1 dargestellt ist, weist eine Dreipunkt- oder Vierpunktlagerung, bezeichnet in ihrer Gesamtheit mit 1, auf, die einen äußeren Ring 2, der aus einem Stück ist, und zwei innere Ringhälften 3, 4, die zusammen den inneren Ring des Lagers 1 bilden, enthält. Die inneren Ringhälften 3, 4 sind auf einem Träger 5 angeordnet, der mittels Schrauben 6 an der Radaufhängung 7 (nicht in irgendeinem weiteren Detail dargestellt) für ein Vorderrad befestigt ist.
  • Ein Tragring 8 ist auf einer Seite des äußeren Umfangs des Trägers 6 angeordnet, wobei der Tragring gegen einen Klemmring 9 gestützt ist. Die innere Ringhälfte 4 ruht gegen den Tragring 8. Die andere, innere Ringhälfte 3 wird unter einer anfänglichen Spannung in der axialen Richtung gegen die innere Ringhälfte 4 mittels dem mit Flansch versehenen Rand 10 des Trägers 5 gedrückt, mit der Folge, daß das Dreipunkt- oder Vierpunktlager erhalten wird.
  • Das Lager umfaßt auch ein Lagergehäuse 11 und besitzt Dichtungen 12.
  • Wie weiter in Fig. 1 gesehen werden kann, besitzt der äußere Ring 2 des Lagers 1 einen radial nach außen weisenden Flansch 13, in den Radschrauben 14 geschraubt sind, um das Rad 15 zu befestigen. Ein radial nach innen gerichteter Flansch 16 ist mittels Schrauben 17 an dem radial nach außen gerichteten Flansch 13 des Lagers 1 befestigt. Der radial nach innen gerichtete Flansch 16 ist mit einer Buchse 18 versehen, die sich soweit erstreckt, bis sie sich innenseitig des inneren Rings befindet, der durch die inneren Ringhälften 3, 4 und den Träger 5 gebildet ist.
  • Das Wellenende 19 des Gleichlaufgelenks (nicht in irgendeinem weiteren Detail dargestellt) ist in der Buchse mittels Keilnuten fixiert. Diese Befestigung ist mittels einer Mutter 20, die auf das Gewindeende 21 des Wellenendes 19 aufgeschraubt ist, und einer Unterlegscheibe 22 gesichert.
  • Der Flansch 16 besitzt auch einen axial nach außen gerichteten Zentrierring 23, auf dem das Rad 15 zentriert ist. Eine Abdeckkappe 29 ist auf dem Zentrierring vorgesehen.
  • Zusätzlich besitzt der Flansch 16 eine Verzahnung 24, die einen Teil eines Antiblockier- Bremssystems bildet. Ein Sensor 25 ist in dem Träger 5 gegenüberliegend der Verzahnung 24 befestigt. Die Signale, die von dem Sensor 25 kommen, können mittels eines Kabels 26 zu der zentralen Steuereinheit des Antiblockier-Bremssystems zugeführt werden.
  • Die Bremsscheibe 27 kann auch mittels der Schrauben 17 an der axial am weitesten außenliegenden Seite des Flanschs 16 befestigt werden.
  • In der beispielhaften Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, wird ein Lager 31, das einen äußeren Ring 32 besitzt, verwendet. Der innere Ring besteht aus inneren Ringhälften 33, 34. Die innere Ringhälfte 34 wirkt auch als ein Träger für die andere Ringhälfte 33 in diesem Fall. Die innere Ringhälfte mit dem Träger 34 besitzt auf ihrem axial am weitesten außenliegenden Ende einen mit Flansch versehenen Rand 35, mittels dem die innere Ringhälfte 33, gepreßt unter einer anfänglichen Spannung, gegen die innere Ringhälfte 34 gehalten wird.
  • Beide Ringe besitzen eine Nut bzw. Rille, in der eine Reihe von Kugeln 36 aufgenommen ist. Die Kugeln werden unter einem Abstand voneinander mittels eines Gehäuses 37 gehalten, und dort sind auch Dichtungen 38 vorhanden. Die äußere Rille 32 besitzt einen nach außen gerichteten Flansch 39, in dem mit Gewinde versehene Enden 40 befestigt sind, auf denen Radmuttern mit Gewindeenden aufgeschraubt werden können.
  • Ein nach innen gerichteter Flansch 41 ist an dem nach außen gerichteten Flansch 39 mittels Schrauben 42 befestigt. Der nach innen gerichtete Flansch 41 ist aus einem Blech integral mit einer Buchse 43 hergestellt, die sich in einer axialen Richtung erstreckt, bis sie innerhalb des Trägers mit der inneren Ringhälfte 34 liegt, wobei die Buchse einen dreieckigen Querschnitt, der per se bekannt ist, besitzt. Das Wellenende 44 des Gleichlaufgelenks, das in seiner Gesamtheit mit 45 bezeichnet ist, besitzt einen entsprechenden Querschnitt in einer solchen Art und Weise, daß ein Antriebsdrehmoment auf die Buchse 43, und demzufolge auch auf den Flansch 41 und den Flansch 39, übertragen werden kann.
  • Dabei ist ein loser Zentrierring 46 vorhanden, der ein zentrales Loch besitzt, in das hinein die Schraube 47 eingesetzt wird. Die letztere ruht mit ihrem Kopf 48 auf der Außenseite des Zentrierrings 46 und ist mit ihrem Schaft 49 in ein Mutterteil 50 hinein eingeschraubt, das mittels eines flexiblen Rings 51 in der Innenseite des Wellenendes 44 ruht. Die erforderliche, anfängliche Spannung kann zwischen dem Gleichlaufgelenk und dem Flansch 41 auf diese Art und Weise beibehalten werden.
  • Der Träger mit der inneren Ringhälfte 34 ist mittels Schrauben 52 an der Vorderradaufhängung 53 (nicht in irgendeinem weiteren Detail dargestellt) befestigt.
  • Die Bremsscheibe 54 kann auch an Flanschen 41 und 39 mittels der Schrauben 42 befestigt werden.
  • In dem Fall der beispielhaften Ausführungsform, die in Fig. 3 dargestellt ist, wird ein Lager, das in seiner Gesamtheit mit 61 bezeichnet ist, verwendet, wobei dieses Lager einen inneren Ring 62 besitzt, der aus einem Blech hergestellt ist, und einen radial nach außen gerichteten Flansch 63 besitzt. Der Flansch 63 ist mittels Schrauben 64 und Muttern 65 an der Vorderradaufhängung 66 (nicht in irgendeinem weiteren Detail dargestellt) befestigt.
  • Das Lager 61 besitzt auch äußere Ringhälften 67 und 68. Die äußere Ringhälfte 68 liegt in der Form eines Trägers für die innere Ringhälfte 67 vor. An der Position der Verschweißung 69, die über eine Öffnung 70 in dem Flansch 63 mittels eines Energiestrahls gebildet werden kann, wie beispielsweise eines Laserstrahl soder eines Elektronenstrahls, werden die äußeren Ringhälften 67 und 68 aneinander unter einer anfänglichen Spannung in der axialen Richtung befestigt.
  • Das Lager 61 besitzt auch Kugeln 71, einen Käfig bzw. ein Gehäuse 72 und Dichtungen 73.
  • Die andere Ringhälfte 68 besitzt einen nach außen gerichteten Flansch 74, in den hinein die Radschrauben 75, mittels denen das Rad 76 befestigt wird, geschraubt werden. Ein radial nach innen gerichteter Flansch 77 ist integral an dem radial nach außen gerichteten Flansch 74 vorgesehen. Angeordnet in diesem Flansch sind Öffnungen 78, durch die hindurch Schrauben 79 vorstehen, wobei diese Schrauben an der Endfläche des Wellenendes 81 eines Gleichlaufgelenks (nicht in irgendeinem weiteren Detail dargestellt) befestigt werden.
  • Der Flansch 77 und die Endfläche 80 sind aneinander mittels Muttern 82 befestigt.
  • Der Flansch 77 besitzt auch einen axial nach außen gerichteten Zentrierring 83, auf dem das Rad 76 zentriert wird. Der Zentrierring 83 ist mittels der Abdeckkappe 84 gedichtet.
  • Die Bremsscheibe 86 kann an dem nach außen gerichteten Flansch 74 der äußeren Ringhälfte 68 mittels Schrauben (nicht in irgendeinem weiteren Detail dargestellt) befestigt werden, wobei nur die Achse 85 davon gesehen werden kann.
  • Die Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt ist, bezieht sich auf eine nicht angetriebene Lagerungseinheit, die ein Lager 91 besitzt, wobei ein äußerer Ring 92 aus einem Blech hergestellt ist und ein innerer Ring aus inneren Ringhälften 93, 94 besteht. Die inneren Ringhälften 93, 94 sind auf einem Träger 95 untergebracht, der seine axial am weitesten außenliegende Seite an einem nach außen gerichteten Flansch 96 besitzt. Der Träger 95 ist mittels Schrauben 97 an der Radaufhängung 98 befestigt. Die Radaufhängung besitzt eine Schulter 99, gegen die die innere Ringhälfte 94 ruht. Die zwei Ringhälften 93, 94 sind zwischen dem Flansch 96 und der Schulter 99 durch Festziehen der Schrauben 97 festgeklemmt.
  • Die äußere Ringhälfte 92 des Lagers 91 besitzt einen nach außen gerichteten Flansch 100, der integral in einen nach innen gerichteten Flansch 101 hineinführt. Befestigt in diesem nach innen gerichteten Flansch 101, und zwar in den Löchern 102, sind Schrauben 103, auf die Muttern 104 aufgeschraubt werden, um das Rad 105 zu befestigen.
  • Der nach innen gerichtete Flansch 101 besitzt einen axial nach außen gerichteten Zentrierring 106, auf dem das Rad 105 zentriert wird. Die Öffnung in dem Zentrierring 106 ist mittels der Abdeckkappe 107 verschlossen.
  • Das Lager 91 besitzt auch Kugeln 107, ein Gehäuse 108 und Dichtungen 109.
  • Die Ausführungsform, die in Fig. 5 dargestellt ist, bezieht sich auch auf eine nicht angetriebene Variante der Lagereinheit gemäß der Erfindung. Das Lager 111, das dabei verwendet ist, besitzt einen inneren Ring 112 und auch äußere Ringhälften 113, 114. Die äußere Ringhälfte 114, die als ein Träger für die innere Ringhälfte 113 dient, besitzt einen Flansch 115, der ein wenig nach außen vorsteht. Der nach innen gerichtete Flansch 116 ist mittels des mit Flansch versehenen Rands 117 an dem nach außen gerichteten Flansch 115 befestigt. Wenn der mit Flansch versehen Rand 117 umgefaltet wird, wird die äußere Ringhälfte 113 auch unter einer anfänglichen Spannung in der axialen Richtung gegen die äußere Ringhälfte mit dem Träger 114 gedrückt.
  • Das Lager besitzt auch Kugeln 118, ein Gehäuse 119 und Dichtungen 120.
  • Der radial nach innen gerichtete Flansch 116 kann einen axial nach außen gerichteten Zentrierring 121 besitzen, der mittels einer Kappe 122 abgedeckt ist.
  • In der Ausführungsform, die in Fig. 6 dargestellt ist, wird ein Lager 130, das einen äußeren Ring 131 mit einem nach außen gerichteten Flansch 132 besitzt, verwendet. Ein nach innen gerichteter Flansch 133 wird an dem nach außen gerichteten Flansch 132 verwendet, und zwar in derselben Art und Weise wie in der Ausführungsform der Fig. 5.
  • Ein Ring 134, in dem konische Löcher für die Radschrauben 135 vorgesehen sind, ist zwischen den Flanschen 131, 132 vorgesehen.
  • Die verbleibenden Details dieser beispielhaften Ausführungsform entsprechen denjenigen der Fig. 5 und werden deshalb hier nicht weiter diskutiert.

Claims (24)

1. Lagerungseinheit für ein Fahrzeugrad, die eine Dreipunkt- oder Vierpunktlagerung (1; 31; 61; 91; 111; 130) mit einem inneren Ring (3, 4; 33, 34; 67, 68; 93, 94; 112) und einem äußeren Ring (2; 32, 67, 68; 92; 113, 114; 131) umfaßt, die jeweils eine Lagerrille aufweisen, die eine Reihe von Wälzlagern (28; 36; 71; 107; 118) enthält, wobei der innere Ring (3, 4; 33, 34; 67, 68; 93, 94; 112) mit einer Einrichtung zum Befestigen der Lagerung an einer Fahrzeugaufhängung versehen ist, wobei ein Flansch (13; 39; 74; 100; 115; 132), der in bezug auf den äußeren Ring (2; 32, 67,,68; 92; 113, 114; 131) radial nach außen gerichtet ist, vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ring eine einzelne Lagerrille aufweist, und daß der nach außen gerichtete Flansch mit einem Flansch (16; 41; 77; 101; 116; 133) zusammenwirkt und/oder verbunden ist, der in bezug auf den nach außen gerichteten Flansch radial nach innen gerichtet ist und den inneren Ring in radialer Richtung überdeckt.
2. Lagerungseinheit nach Anspruch 1, wobei der radial nach innen gerichtete Flansch mit Einrichtungen zum Befestigen einer Antriebswelle oder eines Wellenendes (19; 45; 81) daran versehen ist.
3. Lagerungseinheit nach Anspruch 2, wobei der radial nach innen gerichtete Flansch eine Öffnung aufweist, die durch eine Buchse (18; 34) begrenzt wird, wobei die Buchse (18; 43) mit dem Wellenende (19; 45; 81) eines Gleichlaufgelenks in Wechselwirkung treten kann.
4. Lagerungseinheit nach Anspruch 3, wobei sich die Buchse (18; 43) soweit erstreckt, daß sie sich innerhalb des inneren Rings (3, 4; 33, 34; 67, 68; 93, 94; 112) befindet.
5. Lagerungseinheit nach Anspruch 4, wobei die Buchse (18; 43) mit axialen Nuten an der Innenseite versehen ist.
6. Lagerungseinheit nach Anspruch 4, wobei die Buchse (18; 43) einen dreieckigen Querschnitt an der Innenseite hat.
7. Lagerungseinheit nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei der nach innen gerichtete Flansch eine Buchse (18; 43) auf einer Seite und ein Radzentrierteil (23; 46; 83; 106; 121) auf der anderen Seite trägt.
8. Lagerungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der nach außen gerichtete Flansch (13; 39; 74; 100; 115; 132) Befestigungseinrichtungen für ein Rad trägt.
9. Lagerungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der radial nach innen gerichtete Flansch (101; 133) eine Einheit mit dem radial nach außen gerichteten Flansch (100; 132) bildet.
10. Lagerungseinheit nach Anspruch 9, wobei der radial nach innen gerichtete Flansch (16; 77; 101; 116; 133) eine Einheit mit einem Radzentrierteil (23; 83; 106; 121) bildet.
11. Lagerungseinheit nach Anspruch 9 oder 10, wobei der radial nach innen gerichtete Flansch (101; 116) Radschrauben (103) trägt.
12. Lagerungseinheit nach Anspruch 11, wobei der Schraubenkopf jeder Radschraube (103) zwischen dem nach außen gerichteten Flansch (100) und dem nach innen gerichteten Flansch (101) angeordnet ist.
13. Lagerungseinheit nach Anspruch 9 oder 10, wobei Mutternteile (134), in die Radschrauben (135) eingeschraubt werden können, zwischen dem nach außen gerichteten Flansch (132) und dem nach innen gerichteten Flansch (133) vorhanden sind.
14. Lagerungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche; wobei der innere Ring aus zwei inneren Ringhälften (3, 4; 33, 34; 93, 94) besteht, die axial nebeneinander liegen.
15. Lagerungseinheit nach Anspruch 14, wobei ein ringförmiger Träger (5; 95) für den inneren Ring vorhanden ist, wobei auf diesem Träger (5; 95) die inneren Ringhälften (3, 4; 93, 94) aneinander gehalten werden.
16. Lagerungseinheit nach Anspruch 15, wobei der Träger (5; 95) einen erhabenen Rand (10) an der Außenseite seines axial am weitesten außenliegenden Ende und eine Umfangsnut, die mit einem Klemmring (8, 9) versehen ist, an seinem anderen Ende hat.
17. Lagerungseinheit nach Anspruch 14 und 15, wobei der Träger (34) und eine der inneren Ringhälften eine Einheit bilden.
18. Lagerungseinheit nach Anspruch 17, wobei der Träger und die andere, lose innere Ringhälfte durch Schweißen unter Verwendung einer Energiequelle, wie beispielsweise einer Laserquelle, aneinander befestigt werden.
19. Lagerungseinheit nach Anspruch 17, wobei der Träger (34) ein geflanschtes Ende (35) aufweist, das sich in der axialen Richtung so weit erstreckt, daß es über die lose innere Ringhälfte (33) hinausreicht, wobei das geflanschte Ende umgebogen wird, nachdem die lose innere Ringhälf te (33) auf den Träger (34) geschoben worden ist, um die innere Ringhälfte (33) zu befestigen.
20. Lagerungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der äußere Ring aus zwei äußeren Ringhälften (67, 68; 113, 114) besteht, die in der axialen Richtung nebeneinander liegen.
21. Lagerungseinheit nach Anspruch 20, wobei ein Träger, der eine Einheit mit einer äußeren Ringhälfte (68; 114) bildet, vorhanden ist, und sich die andere, lose äußere Ringhälfte (67, 113) in einer in dem Träger vorhandenen Aussparung befindet.
22. Lagerungseinheit nach Anspruch 20, wobei die lose äußere Ringhälfte (113) in der axialen Richtung zwischen dem Träger (14) und dem radial nach innen gerichteten Flansch (116) eingeklemmt ist.
23. Lagerungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der innere Ring (62) oder der entsprechende Träger (5) einen Sensor (25) zum Messen der Drehung des äußeren Rings (61) oder des nach innen gerichteten Flansches (16) trägt.
24. Lagerungseinheit nach Anspruch 22, wobei der äußere Ring (61) oder der nach innen gerichtete Flansch (16) eine Verzahnung trägt.
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