FR2883347A1 - Butee de debrayage - Google Patents
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Abstract
Dispositif de butée de débrayage, du type comprenant une bague non tournante 5, une bague tournante 10 et une bague d'attaque 30 en matériau synthétique, la bague d'attaque étant rapportée sur la bague tournante et comprenant une portion d'appui 31 en contact avec une face frontale de la bague tournante et apte à être en contact avec un diaphragme, et une portion de centrage 33 pourvue d'une surface intérieure en contact sur une portée extérieure de la bague tournante et assurant la coaxialité de la bague tournante et de la bague d'attaque. Il comprend un flasque de retenue 12 de la bague d'attaque pourvu d'un bord 12a serti sur une surface extérieure de ladite bague d'attaque, la bague tournante étant extérieure.
Description
BUTÉE DE DÉBRAYAGE
La présente invention concerne le domaine des butées de débrayage destinées à agir sur le diaphragme d'un embrayage, en particulier pour un véhicule automobile.
L'invention s'applique aux butées de débrayage comprenant un roulement dont une des bagues est tournante et l'autre bague est fixe.
Entre la bague tournante et la bague fixe, sont disposées des billes régulièrement réparties dans le sens circonférentiel au moyen d'une cage, la bague tournante étant munie d'un élément d'attaque rapporté en contact avec l'extrémité des doigts composant le diaphragme de l'embrayage. Un élément de manoeuvre non tournant supporte le roulement et, sous l'action d'un organe de commande (mécanique, électrique ou hydraulique), vient déplacer axialement le roulement de butée contre le diaphragme de l'embrayage.
Un élément d'auto-centrage est généralement interposé entre la bague non tournante du roulement et l'élément de manoeuvre, ledit élément d'autocentrage assurant la liaison entre ces deux pièces tout en autorisant, par son élasticité, un déplacement radial relatif entre lesdites deux pièces. Le roulement vient ainsi actionner l'embrayage par l'intermédiaire de sa bague tournante suivant un diamètre d'action défini par la zone de contact entre l'élément d'attaque et le diaphragme. Le roulement de butée peut s'auto-centrer en fonctionnement sur le diaphragme grâce à l'élément d'auto-centrage et à un jeu radial existant entre l'organe de manoeuvre et la bague non tournante du roulement de butée.
Le document FR-A-2 840 378 décrit une butée de débrayage dont l'élément d'attaque est réalisé en tôle et est pourvu de moyens de retenue sur la bague tournante. Ce dispositif donne satisfaction. Toutefois, dans certaines applications, il est souhaitable d'avoir un élément d'attaque compact, limitant la génération de bruit, de faible masse et de forme simple.
Le document FR-A-2 818 714 décrit une butée d'embrayage dont la bague intérieure tournante est pourvue d'un repli vers l'extérieur issu d'une portion radiale dirigée 'vers l'intérieur. Un moyen élastique est appuyé et bloqué en position contre le repli radial.
La bague intérieure tournante présente une forme compliquée avec des encoches formées sur une partie de son épaisseur pour le blocage en position du moyen élastique. Le moyen élastique comprend des rivets ou crochets de retenue axiale en matériau synthétique susceptibles de se déformer ou de rompre. La bague extérieure non tournante présente également une forme compliquée avec des zones d'épaisseurs différentes pour y positionner un joint d'étanchéité. Un tel roulement de butée est donc coûteux et n'est pas adapté à des applications où l'on souhaite que la bague extérieure soit tournante.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients des dispositifs évoqués ci-dessus.
La présente invention a pour but de proposer une butée d'embrayage à bague d'attaque rapportée, qui soit légère, compacte, fiable et indémontable accidentellement.
Le dispositif de butée de débrayage est du type comprenant une bague non tournante, une bague tournante et une bague d'attaque en matériau synthétique. La bague d'attaque est rapportée sur la bague tournante et comprend une portion d'appui en contact avec une face frontale de la bague tournante et apte à être en contact, du côté opposé, avec un diaphragme d'embrayage. La bague d'attaque comprend également une portion de centrage pourvue d'une surface intérieure en contact avec une portée de la bague tournante et assurant la coaxialité de la bague tournante et de la bague d'attaque.
Le dispositif comprend, en outre, un flasque de retenue de la bague d'attaque pourvu d'un bord serti sur une surface extérieure de ladite bague d'attaque, la bague tournante étant extérieure. La bague d'attaque est ainsi retenue sur la bague tournante par un flasque annulaire quasiment indémontable et de faible masse.
La bague d'attaque et la bague tournante sont des pièces distinctes.
Dans un mode de réalisation, la portion de centrage et la portion d'appui de la bague d'attaque sont monoblocs. La bague d'attaque peut être réalisée en polyamide chargé de fibres, par exemple de verre ou de carbone.
Dans un mode de réalisation, la portion de centrage comprend ladite surface extérieure de la bague d'attaque et ladite surface extérieure est inclinée par rapport à l'axe de la butée. L'inclinaison est prévue de telle sorte que le diamètre de la surface extérieure soit plus faible du côté de la portion d'appui qu'à l'extrémité de ladite surface du côté opposé à la portion d'appui. La coopération de ladite surface extérieure, par exemple tronconique ou bombée avec le bord serti du flasque, assure une excellente retenue de la bague d'attaque.
Dans un mode de réalisation, la portion de centrage est axialement décalée par rapport à la portion d'appui. La portion de centrage peut entourer partiellement la bague extérieure tournante et assurer ainsi le centrage sans qu'il soit besoin de modifier ou d'allonger axialement la bague extérieure tournante à cet effet.
Dans un mode de réalisation, la portion d'appui est sensiblement radiale. La portion d'appui peut présenter une surface radiale du côté du diaphragme et une surface bombée légèrement convexe du côté de la portion frontale de la bague extérieure tournante.
Dans un mode de réalisation, la bague d"attaque est fixée en rotation à la bague tournante par interférence angulaire. En effet, la bague d'attaque est entraînée en rotation par le diaphragme lors du fonctionnement de la butée de débrayage et entraîne la bague tournante du roulement. En raison des frottements inhérents à tout roulement, il existe un risque de mise en rotation de la bague d'attaque par rapport à la bague tournante. La bague d'attaque peut éventuellement être bloquée angulairement par le sertissage du bord du flasque. Néanmoins, il est avantageux de prévoir des interférences angulaires, par exemple sous la forme d'un ergot en saillie dans une concavité de la bague tournante. Ladite concavité peut être formée de façon économique dans l'extrémité libre de petit diamètre de la portion frontale dirigée vers l'intérieur de la bague tournante. L'ergot peut être disposé au voisinage de l'alésage de la bague d'attaque. L'ergot peut être supporté par une portion de centrage supplémentaire de la bague d'attaque, présentant un petit diamètre et coopérant avec ledit alésage.
Avantageusement, la surface intérieure de la portion de centrage de la bague d'attaque est axiale. Un excellent centrage est ainsi assuré.
Avantageusement, la bague d'attaque comprend une protubérance annulaire formant un passage étroit avec un élément de manoeuvre de la butée. Le passage étroit permet d'assurer l'étanchéité de la butée.
Dans un mode de réalisation de l'invention, ledit flasque maintient en position un joint d'étanchéité disposé à l'extrémité de la bague tournante opposée à la bague d'attaque. Le flasque peut être serti sur le joint d'étanchéité et précontraindre axialement ledit joint d'étanchéité contre une extrémité de la bague tournante. Le joint ainsi précontraint exerce un effort élastique permanent sur ledit flasque en tendant à le déplacer en direction opposée à celle du diaphragme, ce qui assure ainsi une précontrainte du bord du flasque serti sur la bague d'attaque et un excellent maintien de la bague d'attaque. En outre, un flasque unique assure à la fois la retenue axiale de la bague d'attaque et d'un joint d'étanchéité.
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif comprend un flasque annulaire d'étanchéité disposé à l'extrémité de la bague tournante opposée à la bague d'attaque. Le flasque de retenue de la bague d'attaque peut être monté autour du flasque d'étanchéité. On peut ainsi utiliser un roulement à bagues en tôle produit en grande série équipé d'un flasque d'étanchéité entourant au moins en partie la bague extérieure et venant former un passage étroit avec la bague intérieure et le munir d'un flasque spécifique pour la retenue de la bague d'attaque. Ce mode de réalisation s'avère particulièrement économique lorsque la présence du flasque d'étanchéité est standardisée.
Dans un mode de réalisation, la bague d'attaque comprend une portion de guidage disposée à l'extrémité de la portion de centrage à l'opposé de la portion d'appui. La portion de guidage peut se présenter sous la forme d'un bec de forme générale oblique, dirigé légèrement vers l'extérieur à partir de l'extrémité de la portion de centrage opposée à la portion d'appui, le bec étant pourvu d'un surface intérieure oblique, par exemple tronconique ou légèrement arrondie, favorisant le montage et le centrage progressif de la bague d'attaque sur la bague extérieure de la butée. Le bord serti de l'extrémité du flasque peut être disposé axialement au niveau de la surface intérieure de la portion de guidage et en partie au niveau d'une surface axiale de la portion de centrage. Alternativement, le bord serti de l'extrémité du flasque est disposé axialement au niveau de la portion de centrage et en partie au niveau de la portion d'appui. Ainsi, la bague d'attaque montée sur la bague tournante reste naturellement en place jusqu'au sertissage du bord du flasque qui bloque ladite bague d'attaque sur la bague tournante.
Grâce à l'invention, la retenue de la bague d'attaque sur la bague extérieure est assurée par la surface extérieure de ladite portion de centrage sur laquelle est rabattu le bord d'un flasque en tôle. L'opération de sertissage du flasque sur la bague d'attaque peut être réalisée de façon particulièrement économique, le flasque étant en tôle fine de faible masse.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et: illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d'une butée de débrayage selon un premier mode de réalisation; -la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale d'une butée de débrayage selon un second mode de réalisation; et -la figure 3 est une vue partielle en coupe selon III-III de la figure 2.
Tel qu'elle est illustrée sur la figure 1, la butée de débrayage comprend un palier à roulement 1 monté sur une douille de guidage ou élément de manoeuvre 2, laquelle comporte une portion tubulaire 3 et une collerette 4 radiale. Le palier à roulement 1 comporte une bague non tournante intérieure de roulement 5 à paroi mince réalisée par emboutissage d'une tôle ou d'un tube, présentant un chemin de roulement toroïdal 6 pour une rangée de billes 7 maintenues par une cage 8. La bague non tournante 5 comprend également une prolongation dirigée vers l'extérieur sous la foime d'une collerette radiale 9 qui vient en contact sur la surface frontale intérieure de la collerette radiale 4. Le palier à roulement 1 se complète par une bague tournante extérieure 10, également à paroi mince réalisée par emboutissage d'une tôle ou d'un tube, qui présente un chemin de roulement toroïdal 11 pour les billes 7 ainsi qu'une portion frontale 10a.
Un manchon en matière élastique 13, par exemple en élastomère ou en caoutchouc naturel, est disposé à l'intérieur de la bague non tournante 5 et présente une pluralité de nervures 14 parallèles à l'axe de la butée, dirigées vers l'intérieur et dont le bord libre interne entre en contact avec la surface extérieure de la portion tubulaire 3 de la douille de guidage 2, laquelle est réalisée en matière synthétique rigide, par exemple en matière synthétique additionnée de charges minérales ou analogue.
Le manchon élastique 13 présente une lèvre annulaire 15 qui assure l'étanchéité frontale du palier à roulement 1 en entrant en contact avec la portion frontale l0a de la bague tournante 10. Une nervure ou un bourrelet annulaire 16, disposée à l'extrémité de la portion tubulaire 3, assure la retenue axiale du palier 1 sur la douille de guidage 2 avant le montage sur le tube guide en coopérant avec les nervures 14. La collerette radiale 4 de la douille de guidage 2 présente un anneau métallique 17, sur lequel est surmoulée ladite collerette radiale 4. Cet anneau 17, qui a de préférence subi un traitement de durcissement superficiel, sert de surface de contact pour un organe de commande 18, ici une fourchette, représenté en pointillés, et qui exerce un effort en direction axiale pour provoquer le déplacement de la butée dans son ensemble lors d'une opération de débrayage.
La douille de guidage 2 comporte deux portions axiales, référencées 19 et 19a dans leur ensemble, et disposées de manière diamétralement opposée, en faisant saillie en partie vers l'extérieur, c'est-à-dire à l'opposé du palier à roulement 1.
Les portions axiales 19 et 19a coopèrent avec les bords internes des doigts de la fourchette 18 afin d'assurer la liaison angulaire entre ces deux éléments et éviter toute rotation de la douille de guidage 2 autour de son axe.
La portion axiale 19, identique à la portion axiale 19a, présente un logement 20 qui comprend un passage traversant 21 et deux glissières 22 placées de chaque côté du passage 21 en étant ouvertes sur leur extrémité frontale extérieure, c'est-à-dire du côté de l'organe de commande 18. La solidarisation de l'organe de commande 18, par rapport à la douille de guidage 2, se fait au moyen de deux éléments de retenue métalliques 24 identiques, qui viennent coopérer respectivement avec les portions axiales 19 et 19a.
L'élément de retenue 24 présente une forrne générale axiale et comporte une languette centrale 26 pourvue d'un crochet 27, 28 à chaque extrémité. Le crochet 28 disposé du côté du roulement assure la retenue axiale de l'élément de retenue 24 sur la douille de guidage 2. Le crochet 27 disposé du côté de la fourchette 18 assure la liaison axiale entre ladite fourchette 18 et la douille de guidage 2.
Le crochet 27 est dirigé radialement vers l'extérieur et axialement en retour vers le talon pour présenter une pente oblique, par exemple de l'ordre de 30 .
Une description plus complète de l'élément de retenue 24 pourrait être obtenue en se référant au document FR-A-2 663 702.
La languette centrale 26 est disposée dans le passage traversant 21 du support de montage 19 et fait saillie axialement au-delà dudit support de montage 19 à l'opposé du palier à roulement 1, le crochet 27 étant en saillie radiale par rapport à la surface extérieure du support de montage 19 pour permettre un encliquetage avec l'organe de commande 18.
La butée de débrayage se complète par une bague d'attaque 30, réalisée en matériau synthétique. On pourra utiliser par exemple pour la réalisation de la bague d'attaque 30 un polyamide chargé de fibres minérales ou de carbone et/ou un additif anti-friction tel que du graphite et/ou du bisulfate de molybdène. La bague d'attaque 30 comprend une portion d'appui 31, en contact d'un côté avec la portion frontale 10a de la bague extérieure 10 et du côté opposé avec un diaphragme 32. La portion d'appui comprend une face radiale du côté du diaphragme 32 et une face convexe légèrement bombée en concordance de forme avec la portion frontale 10a de la bague extérieure tournante 10.
La bague d'attaque 30 comprend également une portion de centrage 33, monobloc avec la portion d'appui 31, et comprenant un alésage cylindrique en contact avec une courte portion axiale 10b de la bague extérieure 10, la portion axiale 10b étant disposée entre la portion frontale 10a et une portion toroïdale 10c correspondant sensiblement au chemin de roulement 11 pour les éléments roulants 7, la bague extérieure 10 se prolongeant par une portion axiale 10d s'étendant en direction de la collerette radiale 4.
La portion de centrage 33 de la bague d'attaque 30 comprend une surface extérieure 34, inclinée par rapport à l'axe de la butée de débrayage, présentant un diamètre plus faible du côté du diaphragme 32 que du côté de la collerette radiale 4, et une surface de guidage 35 sous la forme d'une surface intérieure prolongeant l'alésage de la portion de centrage 33 en direction de la collerette radiale 4 et en contact avec la portion axiale 10b de la bague extérieure tournante 10. La surface de guidage 35, de forme générale toroïdale, facilite le positionnement de la bague d'attaque 30 sur la bague extérieure tournante 10 lors du montage de la butée de débrayage, et ce par un mouvement axial relativement simple à réaliser et à automatiser. La bague d'attaque 30 présente donc, entre la surface de guidage 35 et la surface extérieure bombée 34, une forme de bec. La bague d'attaque 30 est ainsi auto-positionnée sur la bague tournante 10.
Le flasque 12 s'étend en direction du diaphragme 32, au-delà du plan radial passant par le centre des éléments roulants 7, et se termine par un bord d'extrémité 12a rabattu par sertissage sur la surface extérieure 34 de la bague d'attaque 30. Le bord 12a présente en section droite par un plan axial, une convexité vers l'extérieur, en concordance de forme avec la surface extérieure 34 et assure la retenue axiale de la bague d'attaque 30 sur;la bague extérieure tournante 10. A l'extrémité opposée, le flasque 12 présente une portion d'extrémité ondulée 12b dirigée généralement vers l'intérieur et assurant le maintien d'un joint d'étanchéité 36 réalisé en une matière souple.
Le joint d'étanchéité 36 comprend un talon 37 et une lèvre 38.
Le talon 37 est précontraint axialement entre la surface radiale d'extrémité de la portion axiale 10d de la bague extérieure tournante 10 et la portion d'extrémité 12b du flasque 12. Le talon 37 tend à reprendre ses dimensions initiales et à déplacer le flasque 12 en direction opposée au diaphragme 32, ce qui provoque un serrage du bord 12a du flasque 12 sur la surface 34 de la bague d'attaque 30, sous la forme d'un effort élastique. La retenue axiale de la bague de retenue 30 par le flasque 12 est donc assurée sans risque die prise de jeu car la mise en précontrainte axiale du talon 37 permet d'éviter la survenue de jeu entre la bague d'attaque 30 et la bague extérieure tournante 10. La lèvre 38 du joint d'étanchéité 36 est dirigée par la portion d'extrémité 12b du flasque 12 et vient en contact avec la collerette radiale 9 de la bague intérieure non tournante 5.
En fonctionnement, la butée de débrayage peut se déplacer axialement par rapport au tube guide 39 représenté en pointillés.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, les éléments semblables à ceux de la figure 1 portent les mêmes références. La douille de guidage 2 est réalisée de façon monobloc en matériau synthétique et est dépourvue de passage. La douille de guidage 2 comprend des crochets 40 s'étendant axialement en direction opposée au palier à roulement 1 à partir d'une extrémité de grand diamètre de la collerette radiale 4 pour assurer une solidarisation axiale avec une fourchette de débrayage non représentée.
La bague extérieure tournante 10 du palier à roulement 1 comprend une portion frontale radiale l0a dirigée vers l'intérieur. La portion d'appui 31 de la bague d'attaque 30 comprend une surface correspondante radiale en contact avec la portion frontale 10a.
A l'extrémité de petit diamètre de la portion d'appui 31, est formée une protubérance axiale annulaire 41 dirigée en direction de la collerette radiale 4 et dont la surface extérieure annulaire assure également un centrage par rapport à l'alésage de la portion radiale l0a de la bague extérieure tournante 10. La bague d'attaque 30 présente ainsi en coupe une forme globale de C. La protubérance annulaire 41 forme par son extrémité libre un passage étroit 42 avec l'extrémité libre correspondante de la portion tubulaire 3 de la douille de guidage 2, ce qui garantit une excellente étanchéité en plus de la lèvre annulaire 15 du manchon élastique 13. La protubérance annulaire 41 est monobloc avec la portion d'appui 31.
La protubérance annulaire 41 comprend une pluralité d'ergots 43 en saillie radiale vers l'extérieur et disposés dans des encoches 44 ménagées dans la surface intérieure axiale de l'extrémité libre de petit diamètre de la portion frontale 10a de la bague extérieure tournante 10. On empêche ainsi une éventuelle rotation accidentelle entre la bague d'attaque 30 et la bague extérieure tournante 10, qui pourrait s'avérer préjudiciable à la durée de vie de la butée de débrayage. La protubérance annulaire 41 assure ainsi une triple fonction de centrage, d'étanchéité, et de liaison angulaire de la bague d'attaque 30 par rapport à la bague extérieure tournante 10.
La portion de centrage 33 (le la bague d'attaque 30 se termine par une surface radiale d'extrémité 45. La surface extérieure oblique 34 de la bague d'attaque 30 s'étend axialement entre ladite surface d'extrémité 45 et le plan radial de contact entre le diaphragme 32 et la bague d'attaque 30.
La surface frontale radiale 45 est décalée axialement par rapport à la portion toroïdale 10c et est située sensiblement au niveau de la courte portion axiale 10b de la bague extérieure tournante 10 sur laquelle vient se centrer la portion de centrage 33. Le palier à roulement 1 comprend également un flasque d'étanchéité 46 serti sur la portion axiale 10d et la portion toroïdale 10c de la bague extérieure tournante 10 et s'étendant radialement vers l'intérieur pour former un passage étroit avec la bague intérieure 5 du côté de la collerette 4. Un anneau élastique 47 est disposé entre ledit flasque d'étanchéité 46 et la surface radiale d'extrémité de la portion axiale 10d de la bague extérieure tournante 10, et assure l'étanchéité entre ces deux éléments.
Un flasque de retenue 48 entoure le flasque d'étanchéité 46 et comprend une portion axiale 48a, une portion radiale 48b à proximité des crochets 40 de la douille de guidage 2 et, du côté opposé, un bord 48c serti sur la surface extérieure oblique 34 de la bague de centrage 30 et assurant le maintien axial de la bague de centrage 30 sur la bague extérieure tournante 10.
On peut ainsi utiliser un roulement muni de façon standardisée du flasque de protection 46 et de l'anneau élastique 47 et y ajouter le flasque supplémentaire 48 dédié à la retenue axiale de la bague d'attaque 30 et se maintenant par sa portion radiale 48b sur le flasque d'étanchéité 46.
L'invention s'applique particulièrement à des butées de débrayage économiques, de faible masse, de faible encombrement, fiables, présentant une bonne étanchéité et quasiment indémontables accidentellement.
Claims (12)
1-Dispositif de butée de débrayage, caractérisé par le fait qu'il comprend une bague non tournante (5), une bague tournante (10), une bague d'attaque (30) en matériau synthétique, la bague d'attaque étant rapportée sur la bague tournante et comprenant une portion d'appui (31) en contact avec une face frontale de la bague tournante et apte à être en contact avec un diaphragme, et une portion de centrage (33) pourvue d'une surface intérieure en contact sur une portée extérieure de la bague tournante et assurant la coaxialité de la bague tournante et de la bague d'attaque, et un flasque de retenue (12) de la bague d'attaque pourvu d'un bord (12a) serti sur une surface extérieure de ladite bague d'attaque, la bague tournante étant extérieure.
2-Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la portion de centrage (33) comprend ladite surface extérieure de la bague d'attaque, ladite surface extérieure étant inclinée par rapport à l'axe de la butée.
3-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion de centrage (33) est axialement décalée par rapport à la portion d'appui (31).
4-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion d'appui (31) est sensiblement radiale.
5-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface intérieure de la portion de centrage de la bague d'attaque est axiale.
6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bague d'attaque est fLxée en rotation à la bague tournante par interférence angulaire.
7-Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la bague d'attaque comprend un ergot (43) en saillie dans une concavité (44) de la bague tournante (10).
8-Dispositif selon la revendication 7, dans lequel l'ergot est disposé au voisinage de l'alésage de la bague d'attaque.
9-Dispositif selon la revendication 7 ou 8, dans lequel l'ergot est supporté par une portion de centrage supplémentaire de la bague d'attaque.
10-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bague d'attaque comprend une protubérance annulaire (41) formant un passage étroit avec un élément de manoeuvre (2).
11-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit flasque (12) maintient en position un joint d'étanchéité (36) disposé à l'extrémité de la bague tournante opposée à la bague d'attaque.
12-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant un flasque d'étanchéité (46) disposé à l'extrémité de la bague tournante opposée à la bague d'attaque, ledit flasque de retenue (48) de la bague d'attaque étant monté autour du flasque d'étanchéité (46).
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