EP0374240A1 - Transmission pour vehicule a au moins une roue motrice - Google Patents
Transmission pour vehicule a au moins une roue motriceInfo
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- EP0374240A1 EP0374240A1 EP89907193A EP89907193A EP0374240A1 EP 0374240 A1 EP0374240 A1 EP 0374240A1 EP 89907193 A EP89907193 A EP 89907193A EP 89907193 A EP89907193 A EP 89907193A EP 0374240 A1 EP0374240 A1 EP 0374240A1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
- B62K25/00—Axle suspensions
- B62K25/04—Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M23/00—Transmissions characterised by use of other elements; Other transmissions
Definitions
- the present invention relates to a two-wheeled vehicle comprising a motor which drives at least one of the wheels, a gearbox, a frame connected to the motor and two front and rear suspension arms of the oscillating type.
- disengageable drive wheels comprising a device for adjusting the caster and the caster angle of the front wheel described in PCT patent application FR No. 88/00073 in the name of the applicant.
- two synchronous and separate drive shafts are provided, one for the rear wheel, the other for the front wheel.
- the suspensions are of the arm type oscillating and the pivot axis of each of these arms is distinct from that of the drive shafts, which has the consequence, for example in the case of a chain drive, of requiring a tensioner intended for compensate for the tension thereof when the arm moves.
- the weight of the various transmission members is important. Reliability is reduced taking into account that the number of moving parts is greater and the useful power can be reduced in particular by losses due to friction.
- the steering comprises a steering column driven in rotation at one end by a handlebar and which is connected at its other end to a compass itself articulated on the front steering fork, itself fixed to the internal hub which is mounted in directional rotation on an axis carried by a pivot secured to the swinging arm.
- a steering column driven in rotation at one end by a handlebar and which is connected at its other end to a compass itself articulated on the front steering fork, itself fixed to the internal hub which is mounted in directional rotation on an axis carried by a pivot secured to the swinging arm.
- the vehicle with two wheels comprises a suspension with oscillating arms which avoids the mounting of an automatic device for compensating for the differential play of the transmission during their movements while reducing the number of moving parts and which authorizes the mounting a simple and effective declutching of the front wheel, a multi-purpose frame, and a compass steering whose number of parts is reduced.
- the invention relates to a vehicle comprising at least two wheels, a motor which drives at least one of the wheels, a gearbox, a frame connected to the motor and two front and rear suspension arms of the type oscillating fixed to the motor by one of their ends, characterized in that at least one of the oscillating arms is pivotally mounted relative to the motor around the output shaft of the gearbox.
- the invention is characterized in that the front wheel comprises drive means with a declutching device, in particular of the centrifugal type mounted coaxially with the output shaft of the gearbox.
- the vehicle according to the invention is also characterized in that the frame comprises at least two tubes connected to one another by one of their ends and joined by their two other ends of the engine so as to form a frame, these tubes being usable as air intake of the engine.
- - Figure 2 shows a block diagram of the displacements of the movable elements of the vehicle
- - Figure 3 shows a sectional view of the gearbox output shaft and of the declutching device.
- the two-wheeled vehicle comprises a frame 10, two front swing arms 12 and rear 14, a motor 16 with a gearbox 18, two transmissions 20, 22 respectively driving the front wheels 24 and rear 26.
- the rear swinging arm 14 comprises a rear fork 28 at one end of which is mounted the axle 30 of the rear wheel 26 while the other end is rotatably mounted coaxially with the output shaft 32 of the gearbox.
- the transmission 22 is of the chain type 34, chainring 36 and gearbox output pinion 38, as is shown in more detail in FIG. 3.
- the suspension of the rear swing arm is ensured by a deformable compass 40 whose displacements are controlled by a shock absorber 42.
- the front swinging arm 12 is of the deformable quadrilateral type comprising a lower fork 44 one end of which is articulated on an axis 45 relative to the motor 16 and the other of which is fixed to the ends of a pivot " 46 of direction.
- a damper 48 controls the displacements of this lower fork.
- This shock absorber is arranged between the lower fork 44 and the reinforcement 52 of the strut 50 which will be described later, which leads to a progressive effect of the damping effect, since there is variation in the orientation of the damper when the lateral quadri ⁇ deforms.
- This fork 44 has a particular profile in "boome ⁇ rank", the acute angular sector being oriented downward so that the straight portion of the fork which is fixed on the pivot 46 has a length substantially equal to that of the radius of the front wheel 24.
- the front swinging arm 12 further comprises a strut 50 with stiffener 52, the strut being used as a protective casing for the drive transmission 20 of the front wheel.
- This strut at one of its ends is rotatably mounted coaxially with the output shaft 32 of the gearbox 18.
- This transmission 20 is of the chain type 54, plate 56 and pinion 58.
- the mounting the pinion 58 on the output shaft 32 of the gearbox 18 is shown in detail in FIG. 3.
- the other end of the strut 50 is articulated on the steering fork 60, so that the latter can be free to rotate about an axis 61 and an axis 63 which is the axis of rotation of the plate 56.
- the plate 56 drives through a universal joint 62 a pinion 64 which cooperates with a chain 66 engaged on a drive plate 68 integral with the outer part of the hub, movable in rotation around the inner directional hub relative to the pivot 46 around axis 47
- the steering fork 60 is also fixed at its lower part 70 to the internal hub and it is articulated at its upper part on one end of a compass 72 around a first axis 74.
- the compass is itself articulated by its other end around a second axis 76 parallel to the first, on a steering column 78 surmounted by a handlebar 80 for maneuvering.
- This steering column is mounted to rotate freely about an axis 81 relative to the frame 10 on which it is fixed.
- the frame 10 comprises at least two tubes 84, 86 interconnected by one of their ends and integral by their other ends of the engine so as to form a frame 88. At the upper part of the frame 88 there is provided a power outlet in air 90 surmounted by a filter 92, substantially at the level of the handlebars.
- Each tube 84, 86 includes an air supply sleeve 94 connecting the tube to the engine 16 and more particularly to the carburetor 96.
- the frame 10 also includes an exhaust tube 98 which rises from the engine 16 to be fixed to the frame 88 in 100 and which extends towards the rear at a height such, relative to the ground, that it can receive a saddle, not shown for clarity of the figure.
- a stiffener 102 is arranged substantially between the end of the exhaust tube and the engine 16 so as to reinforce the frame.
- the end of the exhaust tube is completed by a silencer 104.
- the lower fork 44 of the swinging arm 12 pivots about the axis 45 in a plane parallel to the plane containing the wheel and can take the positions shown in phantom.
- the strut 50 pivots around the gearbox output shaft 32 and can take the positions shown in phantom. - ⁇
- the compass compensates for variations in the distance between the steering fork 60 and the lower end of the steering column 78
- the constant alignment of the articulation points 76, 74, 65 and the axis 47 allows you to connect the compass directly to the steering column 78 without the need to install gimbal mounts at each point of articulation.
- FIG. 3 represents a declutching device 106 for driving the front wheel arranged coaxially with the axis 32.
- This declutching device 106 is of the centrifugal type.
- the pinion 58 integral with a bell 108, is mounted to rotate freely on the axis 32 by means of the bearing 110, and kept fixed in translation relative to the axis 32 by an elastic ring 112.
- An annular base 114 tightly mounted on the shaft 32, carries pads 116 movable radially with respect to this base and returned to it by springs 118.
- the pads 116 comprise in known manner a metal counterweight 120 at the end of which is fixed a lining 122 adapted to friction.
- This clutch device is for example the following.
- the shaft 32 has a low speed of rotation, which does not allow the centrifugal force imparted to the weights by the speed of rotation to overcome the return force of the springs; only the rear wheel drives.
- the pads 116 move away from the base 114, the linings 122 come to contact of the bell 108 with sufficient friction to cause its entrainment and simultaneously that of the pinion 58: the two front and rear wheels are driven.
- the vehicle according to the invention provides numerous advantages, in particular that of having a constant adjustment of the chain tension, which leads to better chain-sprocket-chainring cooperation, better transmission flexibility, increased reliability and better transmission efficiency.
- the frame is also simplified and lightened due to the multiple function of certain organs such as the swinging arms and the exhaust tube.
- the frame improves, moreover, the air intake which takes place at a higher height while remaining easy to access without requiring any additional mounting part.
- the "boomerang" shape of the fork confers, parallel to the simplification of the steering by removing the gimbals, a greater angular movement.
- the invention has just been described according to a particular embodiment, but it finds an application to vehicles with three or four wheels more commonly called ATC.
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Abstract
Véhicule comprenant un cadre (10), au moins deux roues (24, 26) un moteur (16) qui entraîne au moins l'une des roues, une boîte de vitesses (18) et au moins deux bras de suspension avant (12) et arrière (14) du type oscillant dans le plan des roues caractérisé en ce que l'une des extrémités de l'un au moins des bras oscillants est montée coaxiale à l'arbre (32) de sortie de la boîte de vitesses (18) de façon à pivoter autour dudit arbre.
Description
TRANSMISSION POUR VEHICULE A AU MOINS UNE ROUE MOTRICE
La présente invention a pour objet un véhicule à deux roues comprenant un moteur qui entraîne au moins l'une des roues, une boîte de vitesses, un cadre relié au moteur et deux bras de suspension avant et arrière du type oscillant.
On connaît un véhicule à. roues motrices débrayables comprenant un dispositif de réglage de la chasse et de l'angle de chasse de la roue avant décrit dans la demande de brevet PCT FR N° 88/00073 au nom du demandeur.
Plus particulièrement dans le cas du véhicule à deux roues décrit, il est prévu deux arbres d'en¬ traînement synchrones et distincts, l'un pour la roue arrière, l'autre pour la roue avant ., Les suspensions sont du type à bras oscillant et l'axe de pivotement de chacun de ces bras est distinct de celui des arbres d'entraînement, ce qui a pour conséquence, par exemple dans le cas d'une trans¬ mission par chaîne, de nécessiter un tendeur des- tiné à compenser la tension de celle-ci lors des déplacements du bras. De plus, le poids des dif¬ férents organes de transmission est important. La fiabilité est diminuée compte tenu du fait que le nombre de pièces en mouvement est plus important et la puissance utile peut être diminuée notamment par les pertes dues aux frottements.
Par ailleurs, la direction comprend une colonne de direction entraînée en rotation à une extrémité par un guidon et qui est reliée à son autre extrémité à un compas lui-même articulé sur la fourche avant de direction, elle-même fixée au moyeu interne qui est monté en rotation directionnelle sur un axe porté par un pivot solidaire du bras oscillant. Afin de faciliter l'orientation en direction de la
FEUILLE DE REMPLACEMENT
roue avant, les articulations sont du type à la cardan, mais ceci conduit notamment à une augmenta¬ tion du poids, une diminution de la maniabilité et de la fiabilité, un prix de revient plus élevé et un entretien accru.
Le véhicule a deux roues selon l'invention comprend une suspension à bras oscillants qui évite le montage d'un dispositif de rattrapage automatique du jeu différentiel de la transmission lors de leurs mouvements tout en diminuant le nombre de pièces en mouvement et qui autorise le montage d'un débrayage simple et efficace de la roue avant, un cadre à usage multiple, et une direction à compas dont le nombre de pièces est réduit. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule comprenant au moins deux roues, un moteur qui entraîne au moins l'une des roues, une boîte de vitesses, un cadre relié au moteur et deux bras de suspension avant et arrière du type oscillant fixés au moteur par une de leurs extrémités, caractérisé en ce que l'un au moins des bras oscillants est monté pivotant par rapport au moteur autour de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. En outre, l'invention se caractérise en ce que la roue avant comprend des moyens d'entraînement avec un dispositif de débrayage, notamment du type centrifuge monté coaxial avec l'arbre de sortie de la boîte de vitesse. Le véhicule selon l'invention se caractérise égale- ment en ce que le cadre comprend au moins deux tubes reliés entre eux par une de leurs extrémités et solidaires par leurs deux autres extrémités du moteur de façon à former un bâti, ces tubes pouvant être utilisés comme prise d'alimentation en air du
moteur.
L'invention va être décrite selon un mode de réali¬ sation particulier en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en élévation latérale d'un véhicule à deux roues selon l'inven¬ tion ;
- la figure 2 représente un synoptique des déplace¬ ments des éléments mobiles du véhicule, et - la figure 3 représente une vue en coupe de l'ar¬ bre de sortie de la boîte de vitesses et du dis¬ positif de débrayage.
Le véhicule à deux roues selon l'invention comprend un cadre 10, deux bras oscillants avant 12 et ar- rière 14, un moteur 16 avec une boîte de vitesses 18, deux transmissions 20, 22 entraînant respec¬ tivement les roues avant 24 et arrière 26. Le bras oscillant arrière 14 comprend une fourche arrière 28 à l'une des extrémités de laquelle est monté l'axe 30 de la roue arrière 26 tandis que l'autre extrémité est montée à rotation coaxiale- ment avec l'arbre de sortie 32 de la boîte de vitesses. La transmission 22 est du type à chaîne 34, plateau 36 et pignon de sortie de boîte 38, ainsi que cela est représenté plus en détail sur la figure 3. La suspension du bras oscillant arrière est assurée par un compas déformable 40 dont les déplacements sont contrôlés par un amortisseur 42. Le bras oscillant avant 12 est du type à quadrila- tère déformable comprenant une fourche inférieure 44 dont l'une des extrémités est articulée sur un axe 45 par rapport au moteur 16 et dont l'autre est fixée sur les extrémités d'un pivot" 46 de direc¬ tion. Un amortisseur 48 contrôle les déplacements
de cette fourche inférieure. Cet amortisseur est disposé entre la fourche inférieure 44 et le ren¬ fort 52 de la jambe de force 50 qui sera décrite ultérieurement, ce qui conduit à une progressivité de l'effet d'amortissement, car il y a variation de l'orientation de l'amortisseur lorsque le quadri¬ latère se déforme.
Cette fourche 44 a un profil particulier en "boome¬ rang", le secteur angulaire aigu étant orienté vers le bas de façon à ce que la partie rectiligne de la fourche qui est fixée sur le pivot 46 ait une longueur sensiblement égale à celle du rayon de la roue avant 24. Le bras oscillant avant 12 comprend en outre une jambe de force 50 avec raidisseur 52, la jambe de force étant utilisée comme carter de protection de la transmission 20 d'entraînement de la roue avant. Cette jambe de force à l'une de ses extrémités est montée à rotation coaxialement avec l'arbre 32 de sortie de la boîte de vitesses 18. Cette transmis¬ sion 20 est du type à chaîne 54, plateau 56 et pignon 58. Le montage du pignon 58 sur l'arbre 32 de sortie de la boîte de vitesses 18 est représenté en détail à la figure 3. L'autre extrémité de la jambe de force 50 est articulée sur la fourche de direction 60, de façon que celle-ci puisse être libre en rotation autour d'un axe 61 et d'un axe 63 qui est l'axe de rota¬ tion du plateau 56. Le plateau 56 entraîne par l'intermédiaire d'un joint de cardan 62 un pignon 64 qui coopère avec une chaîne 66 en prise sur un plateau d'entraînement 68 solidaire de la partie externe du moyeu, mobile en rotation autour du moyeu interne directionnel par rapport au pivot 46
autour de l'axe 47
La fourche de direction 60 est également fixée à sa partie inférieure 70 sur le moyeu interne et elle est articulée à sa partie supérieure sur une ex- trémité d'un compas 72 autour d'un premier axe 74. Le compas est lui-même articulé par son autre extrémité autour d'un second axe 76 parallèle au premier, sur une colonne de direction 78 surmontée d'un guidon 80 de manoeuvre. Cette colonne de direction est montée libre en rotation autour d'un axe 81 par rapport au cadre 10 sur lequel elle est fixée. Les dimensions et les orientations des différents éléments de la direc¬ tion sont telles que les points d'articulation 76, 74, 65 et 46 respectivement de la colonne de direc¬ tion 78, du compas 72, de la fourche avant 60 de direction et l'axe de pivotement 47 en direction de •la roue avant 24 par rapport au pivot 46 sont alignés. Le cadre 10 comprend au moins deux tubes 84, 86 reliés entre eux par une de leurs extrémités et solidaires par leurs autres extrémités du moteur de façon à former un bâti 88. A la partie supérieure du bâti 88 il est prévu une prise d'alimentation en air 90 surmontée d'un filtre 92, sensiblement à hauteur du guidon. Chaque tube 84, 86 comprend un manchon 94 d'alimentation en air reliant le tube au moteur 16 et plus par¬ ticulièrement au carburateur 96. Le cadre 10 comprend également un tube d'échappe¬ ment 98 qui remonte du moteur 16 pour être fixé au bâti 88 en 100 et qui se prolonge vers l'arrière à une hauteur telle, par rapport au sol, qu'il puisse recevoir une selle, non représentée pour la clarté
de la figure.
Un raidisseur 102 est disposé sensiblement entre l'extrémité du tube d'échappement et le moteur 16 de façon à renforcer le cadre. De façon connue en soi, l'extrémité du tube d'échappement est com¬ plétée par un silencieux 104.
Le fonctionnement des bras oscillants et les dépla¬ cements des éléments principaux qui les composent est représentée de façon schématique sur la figure 2.
La fourche inférieure 44 du bras oscillant 12 pivote autour de l'axe 45 dans un plan parallèle au plan contenant la roue et peut prendre les posi¬ tions représentées en traits mixtes. De même, la jambe de force 50 pivote autour de l'arbre 32 d sortie de la boîte de vitesses et peut prendre les positions représentées en traits mixtes. - \ Le compas compense les variations de la distance qui sépare la fourche de direction 60 de l'extré¬ mité inférieure de la colonne de direction 78 L'alignement constant des points d'articulation 76, 74, 65 et de l'axe 47 permet de relier le compas directement à la colonne de direction 78 sans qu'il soit nécessaire de mettre en place des montages à la cardan A chaque point d'articulation. Par ailleurs, la jambe de force 50 du quadrilatère déformable formant le bras oscillant avant 12 pivote autour de l'arbre 32, ce qui conduit à maintenir constante la distance entre le pignon 38 et le plateau 36. La position de l'arbre 32 est définie en fonction des paramètres tels que empat¬ tement, chasse, angle de chasse. Ainsi, une fois les paramètres choisis,.. Le point 32 est unique.
La figure 3 représente un dispositif de débrayage 106 de l'entraînement de la roue avant disposé coaxialement à l'axe 32. Ce dispositif de débrayage 106 est du type centrifuge. Le pignon 58, solidaire d'une cloche 108, est monté libre en rotation sur l'axe 32 au moyen du palier 110, et maintenu fixe en translation par rapport à l'axe 32 par un anneau élastique 112. Une embase 114 annulaire, montée serrée sur l'arbre 32, porte des patins 116 mobiles radiale ent par rapport à cette embase et rappelés vers elle par des ressorts 118. Les patins 116 comprennent de façon connue une masselotte métallique 120 à l'ex¬ trémité de laquelle est fixée une garniture 122 adaptée à la friction.
Le fonctionnement de ce dispositif d'embrayage est par exemple le suivant.
A petite vitesse, l'arbre 32 a une vitesse de rotation peu élevée, ce qui ne permet pas à la force centrifuge conférée aux masselottes par la vitesse de rotation de vaincre la force de rappel des ressorts ; seule la roue arrière est motrice. Lorsque la roue arrière perd son adhérence et patine, ou lorsque la vitesse de rotation de l'ar- bre de sortie de la boîte de vitesses augmente, les patins 116 s'écartent de l'embase 114, les garni¬ tures 122 viennent au contact de la cloche 108 avec un frottement suffisant pour provoquer son entraî¬ nement et simultanément celui du pignon 58 : les deux roues avant et arrière sont motrices.
Le véhicule selon l'invention procure de nombreux avantages notamment celui de disposer d'un réglage constant de la tension de la chaîne, ce qui conduit à une meilleure coopération chaîne-pignon-plateau,
une meilleure souplesse de transmission, une fiabi¬ lité accrue et un meilleur rendement de la trans¬ mission.
Le cadre est également simplifié et allégé du fait de la fonction multiple de certains organes tels que les bras oscillants et le tube d'échappement. Le cadre améliore, par ailleurs, la prise d'air qui s'effectue à une hauteur plus importante tout en restant facile d'accès sans nécessiter de pièce de montage complémentaire.
La forme "boomerang" de la fourche confère, paral¬ lèlement à la simplification de la direction par suppression des cardans, un débattement angulaire plus important. L'invention vient d'être décrite selon un mode de réalisation particulier, mais elle trouve une application aux véhicules à trois ou quatre roues plus couramment dénommés ATC.
Claims
1. Véhicule comprenant un cadre (10), au moins deux roues (24, 26) un moteur (16) qui en¬ traîne au moins l'une des roues, une boîte de vitesses (18) et au moins deux bras de suspension avant (12) et arrière (14) du type oscillant dans le plan des roues caractérisé en ce que l'une des extrémités de l'un au moins des bras oscillants est montée coaxiale à l'arbre (32) de sortie de la boîte de vitesses (18) de façon à pivoter autour dudit arbre.
2. Véhicule selon la revendication 1 carac¬ térisé en ce qu'il comprend deux roues (24, 26) et en ce que les deux bras de suspension sont montés coaxiaux autour de l'arbre (32) de sortie de la boîte de vitesses (38).
3. Véhicule selon la revendication 1 carac¬ térisé en ce que le bras oscillant avant (12) est un quadrilatère déformable comprenant une fourche avant (60) de direction avec une partie supérieure et une partie inférieure, une fourche inférieure (44) articulée en (45) sur le moteur (16) d'une part et montée à rotation par rapport à la partie inférieure de la fourche avant, et une jambe de force (50) d'une part articulée à la partie supé¬ rieure de la fourche avant et d'autre part montée pivotante par rapport à la boîte de vitesses (18), de façon que l'ensemble moteur-boîte de vitesses forme le quatrième côté dudit quadrilatère.
4. Véhicule selon la revendication 3 carac¬ térisé en ce que la jambe de force (50) est montée pivotante et coaxiale autour de l'arbre (32) de sortie de boîte de vitesses (18).
5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 2 ou 4, caractérisé en ce que la jambe de force (50) est un carter comprenant une première chaîne (54), un plateau (56) et un pignon (58) de la transmission (20) de la roue avant (24).
6. Véhicule selon la revendication 5 carac¬ térisé en ce que le pignon (58) de transmission est fixé sur l'arbre (32) de sortie de la boîte de vitesses (18) . >
7. Véhicule selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le plateau (56) est solidaire du pignon (64) par l'intermédiaire d'un joint de cardan (62) de façon à entraîner la seconde chaîne (66) et le plateau (68) de la transmission (20) de la roue avant (24).
8. Véhicule selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la jambe de force (50) comprend des raidisseurs latéraux (52).
9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission (20) comprend un dispositif de débrayage (106) de la roue avant.
10. Véhicule selon la revendication 9, carac¬ térisé en ce que le dispositif de débrayage (106) est du type centrifuge, monté coaxial avec l'arbre (32) de sortie de boîte de vitesses (18) de façon à faire varier l'entraînement de la roue avant en fonction de la motricité de la roue arrière.
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