FR2616865A1 - SYSTEM FOR THE AUTOMATIC RETRACTION OF WEAR, INTRODUCED IN A HYDRAULIC UNIT FOR THE OPERATION OF DRUM BRAKES - Google Patents
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Abstract
Dispositif pour le rattrapage d'usure des garnitures des segments d'un frein à tambour, et inséré dans une unité comprenant un cylindre 1, une paire de pistons opposés 5-8 mobiles étanches dans le cylindre 1 et reliés aux segments de freins et un dispositif de ratrappage du jeu, ce dernier comprenant une douille expansible 12 mobile dans un logement 11 du premier piston 5, et reliée au second piston 8 par une goupille 14 montée avec un jeu longitudinal correspondant à la course normale d'actionnement, la douille 12 comportant un moyen d'expansion 13, 17, 18 disposé de façon à provoquer entre la douille 12 et le premier piston 5 une force de frottement légèrement supérieure à la force appliquée aux pistons par les ressorts de rappel des segments.Device for taking up the wear of the linings of the shoes of a drum brake, and inserted in a unit comprising a cylinder 1, a pair of opposed pistons 5-8 movable sealed in the cylinder 1 and connected to the brake shoes and a device for recapturing the clearance, the latter comprising an expandable sleeve 12 movable in a housing 11 of the first piston 5, and connected to the second piston 8 by a pin 14 mounted with a longitudinal play corresponding to the normal actuation stroke, the sleeve 12 comprising an expansion means 13, 17, 18 disposed so as to cause between the sleeve 12 and the first piston 5 a frictional force slightly greater than the force applied to the pistons by the return springs of the segments.
Description
SYSTEME POUR LE RATTRAPAGE AUTOMATIQUE DE L'USURE,SYSTEM FOR AUTOMATIC WEARING UP,
INTRODUIT DANS UNE UNITE HYDRAULIQUE POUR L'ACTIONNEMENT INTRODUCED IN A HYDRAULIC UNIT FOR ACTUATION
DE FREINS A TAMBOURDRUM BRAKES
La présente invention concerne une unité hydraulique pour l'actionnement de freins pour véhicules, à tambour et segments, avec rattrapage de l'usure des garnitures des segments, comprenant un cylindre fixe relié au circuit hydraulique de freinage, un couple de pistons opposés mobiles et étanches dans ledit cylindre et reliés auxdits segments afin d'appliquer sur ceux-ci la pression de freinage opposée à celle des ressorts de rappel, et un dispositif de The present invention relates to a hydraulic unit for actuating brakes for vehicles, with drums and segments, with compensation for wear on the linings of the segments, comprising a fixed cylinder connected to the hydraulic braking circuit, a pair of opposing movable pistons and tight in said cylinder and connected to said segments in order to apply thereto the braking pressure opposite to that of the return springs, and a device for
rattrapage de jeu, introduit entre lesdits pistons. backlash, introduced between said pistons.
Dans les freins à tambour pour véhicules, les segments sont généralement articulés à une extrémité et sont actionnés à l'extrémité opposée par une unité hydraulique cylindre-pistons. Au moment du freinage, l'unité hydraulique amène les segments au contact du tambour, en annulant un jeu qui est maintenu normalement entre lesdites pièces par des ressorts de rappel reliés aux segments, et applique ensuite la pression de freinage. Au fur et à mesure que l'usure des garnitures des segments augmente, le jeu entre les segments et le tambour augmente également, ce qui fait accroître la course à vide qui précède le début du freinage actif, ce qui représente un inconvénient. Pour pallier cet inconvénient, il est possible d'introduire dans le mécanisme du frein des dispositifs de rattrapage qui permettent de déplacer la position de repos des segments In drum brakes for vehicles, the segments are generally articulated at one end and are actuated at the opposite end by a hydraulic cylinder-piston unit. When braking, the hydraulic unit brings the segments into contact with the drum, canceling a clearance which is normally maintained between said parts by return springs connected to the segments, and then applies the braking pressure. As the wear on the linings of the segments increases, the clearance between the segments and the drum also increases, which increases the unladen stroke which precedes the start of active braking, which represents a drawback. To overcome this drawback, it is possible to introduce take-up devices into the brake mechanism which make it possible to move the rest position of the segments.
au fur et à mesure que l'usure des garnitures progresse. as the wear of the linings progresses.
Dans un premier groupe de forme plus répandue, ces dispositifs, de types divers, sont installés du côté de l'articulation des segments ou entre l'unité hydraulique d'articulation et les segments. On connaît, d'après le brevet italien No. 1.158.804, un second type de dispositif de rattrapage qui est introduit dans l'unité hydraulique d'actionnement elle- même, et interposé entre les pistons et qui coopère avec ceux-ci en vue de modifier la course permise, de façon à assurer le rattrapage de l'augmentation de course due à l'usure des garnitures des segments. Les dispositifs du premier groupe mentionné introduisent une complication considérable dans la structure du mécanisme du frein, rendant ainsi plus long et plus coûteux le montage du plateau de frein et gênant les opérations de remplacement des garnitures usées des segments. En outre, comme ils ne sont pas installés dans une position protégée, ils peuvent facilement être endommagés. Les dispositifs du second type évitent ces inconvénients, mais, comme les premiers, ils sont constitués par un nombre relativement élevé de composants et sont donc assez onéreux. En outre, tous les dispositifs connus jusqu'à maintenant agissent d'une façon intermittente et irréversible. L'objet de la présente invention est de permettre la réalisation de freins à tambour qui, tout en étant dotés de la fonction de rattrapage du jeu devenu excessif en raison de l'usure des segments, conservent la simplicité de construction, de montage et de remplacement des segments et de leurs garnitures qui est le propre des freins à tambour démunis de dispositif de rattrapage ou ayant un dispositif de rattrapage du second type mentionné, et ceci par l'emploi d'une unité de commande essentiellement simple et économique, constituée par peu de composants et qui, en outre, agit d'une manière continue et est également en mesure de rétablir le jeu rattrapé dans les cas o un rattrapage excessif du jeu a été causé par des situations accidentelles plutôt que par l'usure des garnitures des segments. Ce but est atteint, selon l'invention, par le fait que l'unité hydraulique d'actionnement comprend une douille expansible introduite, glissant longitudinalement, dans un logement correspondant du premier piston, et reliée au second piston par un moyen d'accouplement présentant un jeu longitudinal correspondant à la course normale d'actionnement prévue pour l'unité, ainsi qu'un moyen d'expansion introduit dans ladite douille et disposé pour la contraindre radialement vers l'extérieur par une pression prédéterminée, de manière à provoquer entre la douille et le premier piston dans lequel elle est introduite une force de frottement légèrement supérieure à la force appliquée aux pistons par les ressorts de rappel des segments. Grâce à ces caractéristiques, pendant la course de relâchement qui suit une action de freinage, les pistons de l'unité, poussés par les ressorts de rappel des segments de.frein, ne peuvent effectuer librement qu'une seule course correspondant au jeu avec lequel la douille expansible est reliée au second piston, jeu qui, comme il a été mentionné, correspond à la course normale d'actionnement de l'unité. Si, en raison d'une usure intervenue dans les garnitures des segments, la course de relâchement tend à prendre une amplitude supérieure à celle ainsi déterminée, les pistons sont arrêtés par l'intervention de la douille expansible, étant donné que la force de frottement qui est présente entre elle et le premier piston est supérieure à l'action des ressorts de rappel. On évite ainsi que la course à vide de la pédale du frein augmente. Au cours de l'action de freinage suivante, la force hydraulique exercée sur les. pistons, qui est considérablement supérieure à la force des ressorts de rappel, l'emporte également sur la force de frottement présente entre la douille expansible et le premier piston, et la douille se trouve légèrement déplacée dans le piston, en prenant ainsi une nouvelle position qui correspond au nouvel état des garnitures des segments et qui compense l'usure intervenue. Cette action de rattrapage est continue et s'effectue chaque fois selon l'extension minimale nécessaire, contrairement aux dispositifs connus dans lesquels l'action de rattrapage, discontinue, doit nécessairement avoir une extension relativement grande; on obtient ainsi un fonctionnement plus parfait. En outre, si par accident il se produit un rattrapage excessif en raison de l'existence de conditions particulières, le caractère non irréversible de l'accouplement à frottement entre la douille expansible et le premier piston garantit que le rattrapage excessif pourra être rectifié et corrigé pendant la phase de relâchement, sous l'action des forces induites par les causes elles-mêmes qui ont déterminé l'excès de rattrapage, sans donner lieu au In a first group of more widespread form, these devices, of various types, are installed on the side of the articulation of the segments or between the hydraulic articulation unit and the segments. We know, from Italian patent No. 1.158.804, a second type of take-up device which is introduced into the hydraulic actuation unit itself, and interposed between the pistons and which cooperates therewith. view of modifying the permitted stroke, so as to ensure that the increase in stroke due to the wear of the linings of the segments is taken up. The devices of the first group mentioned introduce a considerable complication into the structure of the brake mechanism, thus making the mounting of the brake plate longer and more costly and hampering the operations of replacing the worn linings of the segments. In addition, since they are not installed in a protected position, they can easily be damaged. The devices of the second type avoid these drawbacks, but, like the first, they consist of a relatively large number of components and are therefore quite expensive. In addition, all the devices known up to now act intermittently and irreversibly. The object of the present invention is to allow the production of drum brakes which, while being provided with the function of taking up the play which has become excessive due to the wear of the segments, maintain the simplicity of construction, assembly and replacement of the segments and their linings which is characteristic of drum brakes lacking a take-up device or having a take-up device of the second type mentioned, and this by the use of an essentially simple and economical control unit, constituted by few components and which, in addition, acts in a continuous manner and is also able to restore backlash in cases where excessive backlash was caused by accidental situations rather than by the wear of the linings of the segments. This object is achieved, according to the invention, by the fact that the hydraulic actuation unit comprises an expandable bush inserted, sliding longitudinally, in a corresponding housing of the first piston, and connected to the second piston by a coupling means having a longitudinal clearance corresponding to the normal actuating stroke provided for the unit, as well as an expansion means introduced into said socket and arranged to constrain it radially outwards by a predetermined pressure, so as to cause between the bush and the first piston into which it is introduced a friction force slightly greater than the force applied to the pistons by the return springs of the segments. Thanks to these characteristics, during the release stroke which follows a braking action, the pistons of the unit, pushed by the return springs of the brake segments, can only freely carry out one stroke corresponding to the play with which the expandable sleeve is connected to the second piston, a clearance which, as mentioned, corresponds to the normal actuation stroke of the unit. If, due to wear in the linings of the segments, the release stroke tends to take on an amplitude greater than that thus determined, the pistons are stopped by the intervention of the expandable bushing, since the frictional force which is present between it and the first piston is greater than the action of the return springs. This prevents the idle stroke of the brake pedal from increasing. During the next braking action, the hydraulic force exerted on them. pistons, which is considerably greater than the force of the return springs, also outweighs the frictional force present between the expanding bushing and the first piston, and the bushing is slightly displaced in the piston, thus taking a new position which corresponds to the new condition of the linings of the segments and which compensates for the wear and tear that has occurred. This catch-up action is continuous and is carried out each time according to the minimum extension required, unlike the known devices in which the catch-up action, discontinuous, must necessarily have a relatively large extension; a more perfect operation is thus obtained. In addition, if by accident excessive recovery occurs due to the existence of special conditions, the non-irreversible nature of the friction coupling between the expandable bushing and the first piston guarantees that the excessive recovery can be corrected and corrected during the relaxation phase, under the action of forces induced by the causes themselves which determined the excess catch-up, without giving rise to the
risque de blocage du frein.risk of brake lock.
Une unité d'actionnement constituant un mode de réalisation préféré selon l'invention est décrite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente en coupe longitudinale le long de la ligne I-I de la figure 2 l'unité hydraulique selon l'invention pour l'actionnement d'un frein à tambour; la figure 2 en représente une coupe transversale le long de la ligne II-II de la figure 1; et la figure 3 en représente une coupe transversale An actuating unit constituting a preferred embodiment according to the invention is described below, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing in which: FIG. 1 represents in longitudinal section along line II of Figure 2 the hydraulic unit according to the invention for actuating a drum brake; Figure 2 shows a cross section along the line II-II of Figure 1; and Figure 3 shows a cross section
le long de la ligne III-III de la figure 1. along line III-III in Figure 1.
En se référant au dessin, le repère numérique 1 désigne un cylindre, destiné à être monté fixe dans le mécanisme d'un frein à tambour et segments. Le cylindre 1 est muni d'un raccord 2 pour le raccordement au circuit hydraulique de freinage, afin d'alimenter la chambre intérieure 3 du cylindre, et il est également muni d'un raccord de vidange 4. Sur le cylindre 1 est monté de manière à y glisser un premier piston 5 muni d'un joint d'étanchéité, d'un protecteur extérieur 6 et d'un poussoir 7 permettant d'appliquer une pression à une extrémité d'un segment de frein, non représenté. A l'opposé du piston 5, dans le cylindre 1, se trouve un second piston 8, également muni d'un joint d'étanchéité, d'un protecteur 9 et d'un poussoir 10, au moyen duquel il intervient sur le second segment du frein, non représenté. D'une façon connue, les deux pistons 5 et 8 s'éloignent l'un de l'autre sous l'action d'un liquide sous pression introduit dans la chambre 3 du cylindre 1, dans la phase de freinage. Dans la phase de relâchement suivant l'action de freinage, les deux pistons 5 et 8 se rapprochent l'un de l'autre sous l'action de ressorts de rappel reliés, comme habituellement, aux segments non représentés. Le premier piston 5 présente une cavité borgne 11 dans laquelle est introduite, en pouvant y glisser longitudinalement, une douille 12. L'extrémité intérieure de la douille 12 est légèrement effilée et est rendue expansible par des fentes 13. L'extrémité opposée de la douille 12 ressort de la cavité 11 du premier piston 5, traverse la chambre 3 et pénètre en glissant dans une cavité 15 du second piston 8. Une goupille 14 traverse la douille 12 en passant dans un trou 16 du second piston 8. Entre le trou 16 et la goupille 14, il est prévu un jeu dont l'amplitude a été choisie égale à la course normale d'actionnement de l'unité hydraulique. Dans l'extrémité intérieure de la douille 12 est disposée une bille 17, poussée par un ressort 18, qui s'appuie sur la goupille 14. La pression du ressort 18 force la bille 17 à s'encastrer dans l'extrémité effilée de la douille 12. Cette dernière, étant expansible grâce aux fentes 13, se trouve dilatée et maintenue ainsi appliquée contre la paroi de la cavité 11 du premier piston 5 par une force qui dépend de la force exercée par les ressorts 18. Par conséquent, entre la douille 12 et le premier piston 5, il se produit une force de frottement bien définie, qui peut être choisie au moment du projet en dimensionnant convenablement les pièces et en particulier le ressort 18. Ce dimensionnement doit être tel que la force de frottement soit légèrement supérieure à la force transmise aux pistons 5 et 8 par les ressorts de rappel Referring to the drawing, the reference numeral 1 designates a cylinder, intended to be mounted fixed in the mechanism of a drum brake and segments. The cylinder 1 is provided with a connection 2 for connection to the hydraulic braking circuit, in order to supply the interior chamber 3 of the cylinder, and it is also provided with a drain connection 4. On the cylinder 1 is mounted so as to slide a first piston 5 therewith a seal, an external protector 6 and a plunger 7 making it possible to apply pressure to one end of a brake shoe, not shown. Opposite the piston 5, in the cylinder 1, is a second piston 8, also provided with a seal, a protector 9 and a pusher 10, by means of which it acts on the second brake shoe, not shown. In a known manner, the two pistons 5 and 8 move away from each other under the action of a pressurized liquid introduced into the chamber 3 of the cylinder 1, in the braking phase. In the release phase following the braking action, the two pistons 5 and 8 approach each other under the action of return springs connected, as usual, to the segments not shown. The first piston 5 has a blind cavity 11 into which is inserted, by being able to slide therein longitudinally, a sleeve 12. The inner end of the sleeve 12 is slightly tapered and is made expandable by slots 13. The opposite end of the bush 12 springs from the cavity 11 of the first piston 5, passes through the chamber 3 and enters by sliding into a cavity 15 of the second piston 8. A pin 14 passes through the bush 12 passing through a hole 16 in the second piston 8. Between the hole 16 and the pin 14, a clearance is provided, the amplitude of which has been chosen equal to the normal actuating stroke of the hydraulic unit. In the inner end of the sleeve 12 is disposed a ball 17, pushed by a spring 18, which rests on the pin 14. The pressure of the spring 18 forces the ball 17 to be embedded in the tapered end of the sleeve 12. The latter, being expandable by means of the slots 13, is expanded and kept thus applied against the wall of the cavity 11 of the first piston 5 by a force which depends on the force exerted by the springs 18. Consequently, between the bush 12 and the first piston 5, a well-defined frictional force is produced, which can be chosen at the time of the project by suitably dimensioning the parts and in particular the spring 18. This dimensioning must be such that the frictional force is slightly greater than the force transmitted to pistons 5 and 8 by the return springs
des segments de frein.brake shoes.
Lorsque, à la suite de l'actionnement de la pédale de frein, une pression hydraulique est envoyée dans la chambre 3, les deux pistons 5 et 8 s'éloignent l'un de l'autre, agissent sur les segments et après avoir rattrapé le jeu existant entre eux et le tambour, ils appliquent la pression de freinage. Lors de l'éloignement l'un de l'autre des pistons 5 et 8, la douille 12, entraînée par frottement par le piston 5, amène la goupille 14 au contact d'une paroi (la paroi de gauche sur la figure 1) du trou 16, après quoi, si la course d'éloignement réciproque des pistons se poursuit, la douille 12 est contrainte à glisser dans la cavité 11 du piston 5 contre la force de frottement qui la retient. En effet, ladite force de frottement est légèrement supérieure à la force exercée sur les pistons par les ressorts de rappel des segments, mais la force hydraulique d'actionnement des freins l'emporte ainsi sans difficulté sur ladite force de frottement. Ensuite, une fois terminée l'action de freinage, lorsque la pression hydraulique est relâchée, les ressorts de rappel des segments repoussent les pistons 5 et 8 l'un vers l'autre, et ceci peut s'effectuer librement étant donné que la goupille 14 se déplace dans le trou 16 selon toute l'amplitude du jeu qui y existe. Ce jeu correspond à la course normale d'actionnement de l'unité, tant que n'intervient pas d'usure des garnitures des segments, ou un autre élément de perturbation, ce qui permet à la course de relâchement de s'effectuer totalement. Cependant lorsque la course de relâchement, pour une raison quelconque, tend à devenir supérieure au jeu de la goupille 14 dans le trou 16, les pistons sont arrêtés dès que ce jeu a été rattrapé, étant donné que le frottement qui s'oppose au glissement de la douille 12 dans le piston 5 est supérieur à- la force de rappel des ressorts. Il en résulte donc que la course de relâchement est ainsi limitée à sa valeur normale. Au cours de l'action de freinage suivant, si cela est nécessaire, la douille 12 se déplace dans le piston 5, comme mentionné ci-dessus, de l'espace nécessaire pour rétablir une position correcte des limites de la course d'actionnement permise When, following actuation of the brake pedal, hydraulic pressure is sent to chamber 3, the two pistons 5 and 8 move away from each other, act on the segments and after having caught up the play existing between them and the drum, they apply the braking pressure. When the pistons 5 and 8 move away from each other, the sleeve 12, driven by friction by the piston 5, brings the pin 14 into contact with a wall (the left wall in FIG. 1) from hole 16, after which, if the reciprocal distancing stroke of the pistons continues, the sleeve 12 is forced to slide in the cavity 11 of the piston 5 against the friction force which retains it. Indeed, said friction force is slightly greater than the force exerted on the pistons by the return springs of the segments, but the hydraulic force for actuating the brakes thus easily prevails over said friction force. Then, once the braking action is finished, when the hydraulic pressure is released, the segment return springs push the pistons 5 and 8 towards each other, and this can be done freely since the pin 14 moves in the hole 16 according to the whole amplitude of the game which exists there. This play corresponds to the normal actuation stroke of the unit, as long as there is no wear of the linings of the segments, or another disturbing element, which allows the relaxation stroke to be carried out completely. However when the release stroke, for whatever reason, tends to become greater than the play of the pin 14 in the hole 16, the pistons are stopped as soon as this play has been caught, since the friction which opposes the sliding of the sleeve 12 in the piston 5 is greater than the return force of the springs. It therefore follows that the release stroke is thus limited to its normal value. During the next braking action, if necessary, the sleeve 12 moves in the piston 5, as mentioned above, by the space necessary to restore a correct position of the limits of the permitted actuating stroke.
par le jeu entre les pièces 14 et 8. by the play between parts 14 and 8.
Normalement, le glissement décrit s'effectue dans le sens d'une sortie progressive de la douille 12 de la cavité 11 du piston 5, de façon à compenser l'usure progressive des garnitures des segments. On doit cependant noter que, si le rattrapage précédent a été excessif en raison d'une action perturbatrice, telle qu'une sollicitation thermique ou/et mécanique des pièces pendant le freinage, l'excès de rattrapage peut être lui-même rattrapé grâce au fait que l'accouplement à frottement entre la douille 12 et le piston 5 n'est pas irréversible. Cette particularité du dispositif selon l'invention permet que lorsqu'il se présente, par accident, une action de perturbation quelconque, il n'y a pas de risque que le frein soit bloqué par l'action du Normally, the sliding described takes place in the direction of a progressive exit from the sleeve 12 from the cavity 11 of the piston 5, so as to compensate for the progressive wear of the linings of the segments. It should however be noted that, if the previous catch-up was excessive due to a disturbing action, such as a thermal or / and mechanical stress on the parts during braking, the excess catch-up can itself be caught thanks to the fact that the friction coupling between the sleeve 12 and the piston 5 is not irreversible. This feature of the device according to the invention allows that when there is, by accident, any disturbance action, there is no risk that the brake will be blocked by the action of the
dispositif de rattrapage.catch-up device.
Comme on le remarquera, le rattrapage de l'usure ne s'effectue pas d'une façon intermittente, dès qu'il a une valeur prédéterminée, comme dans les dispositifs de rattrapage connus, mais d'une façon continue et graduelle, ce qui représente un avantage pour un meilleur fonctionnement du frein. Le dispositif de rattrapage est entièrement contenu à l'intérieur de l'unité hydraulique d'actionnement et par conséquent il est protégé contre toute action extérieure. En outre, le dispositif de rattrapage est composé de peu de pièces, dont la réalisation industrielle et le montage sont faciles, et par conséquent il est relativement économique; de plus, il n'est pas soumis dans une de ses pièces quelles qu'elles soient, à des sollicitations concentrées, de telle sorte qu'il a une longue durée de vie. Naturellement, diverses modifications peuvent être apportées à ce qui a été décrit. Par exemple, une bille à ressort représente un moyen d'expansion très avantageux pour la douille expansible, mais d'autres moyens d'expansion peuvent être utilisés. La goupille 14 pourrait être solidaire du piston 8 et introduite avec du jeu dans un trou de la douille 12, à condition que As will be noted, the take-up of the wear does not take place intermittently, as soon as it has a predetermined value, as in the known take-up devices, but in a continuous and gradual manner, which represents an advantage for a better functioning of the brake. The take-up device is entirely contained inside the hydraulic actuation unit and therefore it is protected against any external action. In addition, the take-up device is made up of few parts, the industrial production and assembly of which are easy, and consequently it is relatively economical; moreover, it is not subjected in any of its parts, whatever they are, to concentrated stresses, so that it has a long service life. Naturally, various modifications can be made to what has been described. For example, a spring ball represents a very advantageous expansion means for the expandable sleeve, but other expansion means can be used. The pin 14 could be secured to the piston 8 and inserted with play in a hole in the socket 12, provided that
l'on prévoie un autre moyen pour l'appui du ressort 18. another means is provided for supporting the spring 18.
En outre, une goupille introduite avec du jeu dans un trou représente un moyen simple et sûr pour déterminer l'accouplement de la douille expansible avec un jeu longitudinal correspondant à la course normale d'actionnement de l'unité, mais également d'autres types d'accouplement avec du jeu pourraient trouver leur application. In addition, a pin inserted with play in a hole represents a simple and safe means for determining the coupling of the expandable socket with a longitudinal play corresponding to the normal actuation stroke of the unit, but also of other types. of coupling with play could find their application.
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- 1988-06-16 FR FR888808083A patent/FR2616865B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-06-21 GB GB8814701A patent/GB2206166B/en not_active Expired - Lifetime
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