KR102073315B1 - 원심력 진자를 구비한 마찰 클러치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 자동차 엔진의 구동 샤프트를 하나 이상의 변속기 입력 샤프트와 연결하기 위한 마찰 클러치에 관한 것으로, 상기 마찰 클러치는 대응 플레이트와, 이 대응 플레이트에 상대적으로 변위될 수 있는, 상기 대응 플레이트와 압착 플레이트 사이에 있는 클러치 디스크를 압착하기 위한 압착 플레이트와, 대응 플레이트 및/또는 클러치 커버와 연결되어 회전 속도에 따른 비틀림 진동 감쇠를 수행하기 위한 하나 이상의 원심력 진자를 포함하며, 이때 원심력 진자는 상호 대향하여 배치된 2개의 가이드 면 사이에서 운동 가능한 진자 질량을 포함하고, 두 가이드 면 중 하나 이상의 가이드 면은 대응 플레이트 상에 직접 형성되고, 그리고/또는 클러치 커버 상에 직접 형성된다.

Description

원심력 진자를 구비한 마찰 클러치{FRICTION CLUTCH WITH CENTRIFUGAL-FORCE PENDULUM}
본 발명은, 자동차 엔진의 구동 샤프트를 하나 이상의 변속기 입력 샤프트와 연결하기 위한 마찰 클러치에 관한 것이며, 상기 마찰 클러치는 구동 샤프트를 통해 유도되는 비틀림 진동을 회전 속도에 따라 감쇠하기 위한 하나 이상의 원심력 진자를 포함한다.
DE 10 2009 042 831 A1호로부터, 압착 플레이트와 대응 플레이트(counter plate) 사이에 있는 클러치 디스크를 압착하기 위한 압착 플레이트를 포함하는 마찰 클러치가 공지되었으며, 여기서는 주연방향으로 상호 이격된 복수의 원심력 진자가 대응 플레이트와 연결되어 있다. 원심력 진자들 각각은, 원심력으로 인한 진자 질량의 변위를 위해, 각각 2개의 가이드 플레이트 사이에 운동 가능하게 수용된 각각 하나의 진자 질량을 포함한다. 2개의 인접한 원심력 진자 사이에는 각각 하나의 리턴 스프링이 제공되고, 이 리턴 스프링은, 압착 플레이트 상에 작동력이 작용하지 않을 때 대응 플레이트에 대해 정의된 상대 위치로 압착 플레이트를 자동으로 이동시키기 위해, 실질적으로 공통의 반경 상에서 압착 플레이트 및 변속기측 클러치 커버와 연결된다.
본 발명의 과제는, 설치 공간 수요가 적은, 하나 이상의 원심력 진자를 구비한 마찰 클러치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 본 발명에 따라, 청구항 제1항의 특징들에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 구현예들은, 각각 개별적으로 또는 서로 조합되어 본 발명의 일 양태를 구현할 수 있는 종속항들에 명시되어 있다.
본 발명에 따라, 하나 이상의 변속기 입력 샤프트와 자동차 엔진의 구동 샤프트를 연결하기 위해 마찰 클러치, 특히 듀얼 클러치용 마찰 클러치가 제공된다. 상기 마찰 클러치는, 대응 플레이트와, 이 대응 플레이트에 상대적으로 변위될 수 있고 대응 플레이트와 압착 플레이트 사이의 클러치 디스크를 압착하기 위한 압착 플레이트와, 대응 플레이트 및/또는 클러치 커버와 연결되어 회전 속도에 따른 비틀림 진동 감쇠를 수행하기 위한 하나 이상의 원심력 진자를 포함하며, 이때 원심력 진자는 상호 대향하여 배치된 2개의 가이드 면 사이에서 운동 가능한 진자 질량을 포함하고, 두 가이드 면 중 하나 이상의 가이드 면은 대응 플레이트 상에 직접 형성되고, 그리고/또는 클러치 커버 상에 직접 형성된다. 다시 말해, 대응 플레이트 및/또는 클러치 커버는, 두 가이드 면을 가진 원심력 진자와, 또는 두 가이드 면을 포함하는 원심력 진자들과 일체형으로 연결된다.
하나 이상의 원심력 진자가, 그 진자 질량을 안내하기 위해, 예컨대 가이드 플레이트처럼, 두 클러치 부품인 대응 플레이트와 클러치 커버로부터 분리된/분리될 수 있는 2개의 가이드 부재를 포함하지 않음으로써, 필요 부품의 개수가 줄고, 필요한 축방향 장착 공간의 크기도 감소한다.
상기 유형의 마찰 클러치는 싱글 클러치 어셈블리 및 듀얼 클러치 어셈블리에서 이용될 수 있다. 마찰 클러치는 건식 클러치이거나 습식 클러치일 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따라, 원심력 진자의 두 가이드 면 중 일측 가이드 면은 대응 플레이트 상에 또는 클러치 커버 상에 직접 형성되고, 두 가이드 면 중 타측 클러치 표면은 가이드 플레이트의 한 면에 의해 형성된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따라, 마찰 클러치와 관련하여 주연에 분포되는 복수의 원심력 진자는 각각 하나의 진자 질량을 갖는다. 이 경우, 상기 원심력 진자들 및 특히 그 진자 질량들은 바람직하게 주연에 균일하게 분포된다. 이를 위해, 2개의 가이드 면 사이에 예컨대 각각 하나의 진자 질량을 가진 3개 또는 6개의 원심력 진자가 제공된다.
특히, 복수의 원심력 진자는 하나의 원심력 진자 유닛을 형성하고, 2개의 공통 가이드 면을 갖는다. 상기 2개의 공통 가이드 면은 상호 대향하여 배치되며, 각각 하나의 주연방향 섹션에서 관련 원심력 진자의 진자 질량을 안내한다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따라, 두 가이드 면은 환형으로 형성된다. 이 경우, 환형으로 형성된 두 가이드 면은 특히 환형 평면들이다. 상기 두 환형 평면은 상호 대향하여 배치되며, 각각 하나의 링 섹션에서, 이 섹션의 관련 원심력 진자의 진자 질량이면서 상기 환형 평면들 사이에 배치된 상기 진자 질량을 안내한다.
한 바람직한 제1 대안적 실시예에서, 하나 이상의 원심력 진자의 진자 질량은 축방향으로 변속기측 클러치 커버와 대응 플레이트 사이에 배치된다. 바람직한 제2 대안적 실시예에서, 하나 이상의 원심력 진자의 진자 질량은 축방향으로 대응 플레이트와 엔진측 보상 및 연결 부재, 특히 가요성 플레이트 내지는 이중질량 플라이휠 사이에 배치된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따라, 가이드 플레이트는, 홀딩 부재들, 특히 볼트 샤프트들을 통과시키기 위한 홀딩 슬리브들에 의해, 대응 플레이트 상에 또는 클러치 커버 상에 이격되어 고정된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따라, 하나 이상의 진자 질량은 하나 이상의 홈붙이 링크 가이드(slotted-link guide)에 의해 가이드 면들 사이에서 운동 가능하게 형성된다. 이때, 홈붙이 링크 가이드는 가능한 운동을 사전 설정한다. 그 결과, (각각의) 진자 질량은 작용하는 원심력에 따라 그 위치를 변경할 수 있고, 그로 인해 비틀림 진동의 감쇠를 위한 유효 질량 관성 모멘트를 회전 속도에 따라 변경할 수 있다. 상기 유형의 홈붙이 링크 가이드는 예컨대 DE 10 2009 042 831 A1호로부터 공지되었다. 이 경우, 특히 하나 이상의 진자 질량, 및 가이드 면들을 형성하는 부재들, 다시 말해 특히 대응 플레이트, 클러치 커버 및/또는 가이드 플레이트는, 상기 가이드 면들의 영역에서, 홈붙이 링크 가이드의 하나 이상의 가이드 핀을 맞물리기 위한 링크 리세스들을 구비한다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따라, 마찰 클러치는, 압착 플레이트와 연결되고 특히 판 스프링으로서 형성되며, 압착 플레이트에 작용하는 작동력의 결핍 시 대응 플레이트에 대해 상대적으로 압착 플레이트를 자동 포지셔닝하기 위한 하나 이상의 리턴 스프링을 포함한다. 바람직하게는, 진자 질량의 개수에 상응하는 개수의 리턴 스프링이 제공된다.
이 경우, 바람직하게는, 판 스프링 유형의 리턴 스프링이 원심력 진자와 실질적으로 공통인 반경 방향 높이에서 대응 플레이트 및/또는 변속기측 클러치 커버와 연결되는 제1 고정점, 그리고 원심력 진자에 대해 실질적으로 더 낮은 반경 방향 높이에서 압착 플레이트와 연결되는 제2 고정점을 갖는다.
상기 판 스프링 유형의 리턴 스프링들에 의해, 비교적 많은 (예컨대 총 6개의) 원심력 진자 및/또는 진자 질량이 공통의 반경 상에서 주연방향으로 포지셔닝될 수 있다. 또한, 원심력 진자를 위해 예컨대 2개 또는 그 이상의 진자 질량을 제공하기 위해, 주연방향으로 원심력 진자의 연장부를 확대할 수도 있다. 리턴 스프링의 제2 연결점이 리턴 스프링의 제1 연결점보다 더 작은 반경 상에 제공됨으로 인해, 반경 방향 외측으로의 장착 공간 수요를 확대할 필요가 없다. 특히 바람직하게는, 대응 플레이트가 압착 플레이트보다 반경 방향 외측으로 더 큰 연장부를 가지므로, 원심력 진자는 압착 플레이트에 대해 공통의 축방향 높이에서, 압착 플레이트에 대해 반경 방향 외측에서 대응 플레이트와 연결될 수 있다. 그 결과로, 특히 구조적으로 간단하게, 대응 플레이트를 통해, 특히 자동차 엔진으로부터 유도되는 토크가 마찰 클러치 내로 유도된다. 특히 대응 플레이트는 매우 간단하게 힘 흐름 방향으로 전방에 배치된 비틀림 진동 댐퍼, 바람직하게는 이중질량 플라이휠과 결합될 수 있다.
하기에서 본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 바람직한 실시예들에 따라 예시로서 설명되며, 하기에 제시되는 특징들은 각각 개별적으로뿐만 아니라 조합되어서도 본 발명의 하나의 양태를 구현할 수 있다.
도 1은, 가이드 면들 중 하나가 마찰 클러치의 클러치 커버 상에 직접 형성되어 있는, 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 마찰 클러치의 원심력 진자 유닛이다.
도 2는, 도 1의 원심력 진자 유닛 및 클러치 커버의 분해도이다.
도 3은, 원심력 진자 유닛의 가이드 면들 중 하나가 마찰 클러치의 대응 (압력) 플레이트 상에 직접 형성되어 있는, 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 마찰 클러치이다.
도 1에는, 각각 하나의 진자 질량(20, 22, 24)을 가진 복수의 (여기서는 3개의) 원심력 진자(14, 16, 18)를 포함하는 마찰 클러치(12)의 원심력 진자 유닛(10)이 도시되어 있다. 진자 질량들(20, 22, 24) 각각은 상호 대향하여 배치된 2개의 가이드 면(26, 28) 사이에 운동 가능하게 형성된다. 이 경우, 원심력 진자들(14, 16, 18)은 상호 대향하여 배치된 2개의 공통 가이드 면(26, 28)을 이용한다. 두 공통 가이드 면(26, 28)은 각각 환형 평면들로서 형성된다. 가이드 면들 중 일측 가이드 면(26)은 마찰 클러치(12)의 클러치 커버(30) 상에 직접 형성된다. 다시 말해, 표면의 환형 평면 부분이 일측 가이드 면(26)을 형성한다. 두 가이드 면 중 타측 가이드 면(28)은 가이드 플레이트(32)의 평평한 면에 의해 형성된다. 상기 가이드 플레이트는 주연방향으로 폐쇄된 링으로서 형성된다. 가이드 플레이트(32)는 원심력 진자 유닛(10)의 모든 원심력 진자(14, 16, 18)를 위한 공통 가이드 면들 중 하나의 가이드 면(28)을 형성하기 때문에, 전체적으로 볼 때 가이드 플레이트는 원심력 진자들(14, 16, 18)의 각각의 원심력 진자의 부분일 뿐 아니라, 원심력 진자 유닛(10)의 부분이기도 하다. 가이드 플레이트(32)는 홀딩 부재들(34)에 의해 클러치 커버(30)에 이격되어 고정된다.
클러치 커버(30)와 가이드 플레이트(32)에 의해 형성된 환형 가이드 면들(26, 28) 사이에는, 링의 주연에 걸쳐 분포되는 형태로 진자 질량들(20, 22, 24)이 배치된다. 다시 말해, 3개의 진자 질량(20, 22, 24)이 120°의 각도 간격으로 배치된다. 이 경우, 진자 질량들은 공통의 축방향 평면(이 평면 내에서 상기 진자 질량들이 운동할 수도 있음) 내에 배치되는데, 그 이유는 상기 평면이 가이드 면들(26, 28)의 환형 평면들에 대해 평행하게 연장되기 때문이다. 이 경우, 홀딩 부재들(34)은 진자 질량들(20, 22, 24) 사이의 주연방향 섹션들에서 상기 진자 질량들과 동일한 반경 방향 높이에 쌍을 이루어 배치된다. 원심력 진자들(14, 16, 18)의 진자 질량들(20, 22, 24)은 각각, 리벳들(37)에 의해 상호 결합되는 복수의 플레이트(36)를 가진 플레이트 스택들로 구성된다. 플레이트 스택들 각각은 이들의주연방향 양측 단부 각각에 종결 부재(38, closure element)를 구비한다. 진자 질량들(20, 22, 24) 사이의 주연방향 섹션들은 각각의 정지 부재(40)에 의해 제한되며, 진자 질량들(20, 22, 24)의 (진자) 운동 극한 위치에서 이들 진자 질량의 종결 부재들(38)이 상기 정지 부재들에 부딪칠 수 있다.
원심력 진자들(14, 16, 18)의 진자 질량들(20, 22, 24)은 각각 하나 이상의 홈붙이 링크 가이드(42)에 의해 가이드 면들(26, 28) 사이에서 상응하는 경로들 상에서 안내된다. 이를 위해, 하나 이상의 가이드 핀(48)을 맞물리기 위해 진자 질량들(20, 22, 24) 각각이 링크 리세스들(44)을 구비할 뿐 아니라, 클러치 커버(30)도 그 가이드 면(26)의 영역에, 그리고 가이드 플레이트(32)도 그 가이드 면(28)의 영역에 추가 링크 리세스들(46)을 구비한다. 이 경우, 진자 질량(20, 22, 24) 당 각각 2개의 가이드 핀(48)이 제공된다. (여기서는 6개인) 가이드 핀들(48) 각각은 관련 진자 질량(20, 22, 24)의 링크 리세스(44)와, 가이드 면들(26, 28)을 형성하는 부재들(30, 32)의 추가 링크 리세스들(46), 즉 클러치 커버(30) 및 가이드 플레이트(32)의 추가 링크 리세스들을 관통한다.
다시 말해, 도 1에 도시된 원심력 진자들(14, 16, 18)의 진자 질량들(20, 22, 24)은 축방향으로 변속기측 클러치 커버(30)와 마찰 클러치(12)의 대응 플레이트(대응 압력 플레이트)(50) 사이에 배치된다. 마찰 클러치의 또 다른 실시예의 상응하는 대응 플레이트(50)는 도 3에 도시되어 있다.
도 2에는, 도 1의 원심력 진자 유닛(10) 및 클러치 커버(30)의 분해도가 도시되어 있다. 이 분해도에서는, 종결 부재들(38)을 포함하여 리벳들(37)에 의해 결합되는 플레이트 스택들로 구성되는 진자 질량들(20, 22, 24)의 구성을 잘 알아볼 수 있다. 그 밖에도, 홀딩 부재들 및 정지 부재들(34, 40)에 의한 환형 가이드 플레이트(32)와 클러치 커버(30) 사이의 결합도 확인할 수 있다. 정지 부재들(40)에 의해 제한되며 그 내측에 진자 질량들(20, 22, 24)이 위치하는 주연방향 세그먼트들 내에서, 상기 진자 질량들이 각각의 홈붙이 링크 가이드(42)에 의해 사전 설정된 경로들의 범위에서 운동할 수 있다.
도 3에는, 원심력 진자 유닛(10)의 대안적 실시예 또는 마찰 클러치(12)의 대안적 실시예가 도시되어 있다. 이 마찰 클러치(12)의 경우, 가이드 면들 중 일측 가이드 면은 마찰 클러치(12)의 대응 플레이트(50)에 의해, 또는 듀얼 클러치(52)의 마찰 클러치들(12) 중 하나의 대응 플레이트들(50) 중 일측 대응 플레이트에 의해 형성된다. 그러나 본 발명의 일부 양태의 경우 듀얼 클러치(52)에 관련된 점은 중요하지 않다.
이제 최대한 일반적인 기술 내용을 작성하기 위해, 도시된 두 마찰 클러치(12) 중 우선 좌측 마찰 클러치만 기술하고, 우측 마찰 클러치는 일단 배제한다.
두 마찰 클러치(12) 각각에, 각각의 압력 용기(54)에 의해 작동될 수 있는 압착 플레이트(56)와, 상응하는 대응 플레이트(50)와, 변위 가능한 압착 플레이트(56)와 대응 플레이트(50) 사이에서 압착될 수 있으며 상응하는 마찰 라이닝들(60)을 구비한 클러치 디스크(58)가 도시되어 있다. 그 밖에도, 클러치는 복수의 원심력 진자(14, 16, 18)를 구비한 원심력 진자 유닛(10)을 포함한다. 상기 원심력 진자들(14, 16, 18)[이들 중 진자(14)만이 단면도에서 확인 가능]의 진자 질량들(20, 22, 24)은 상호 대향하여 배치된 2개의 가이드 면(26, 28) 사이에서 운동 가능하게 형성된다. 이 경우, 가이드 면들 중 일측 가이드 면(26)은 대응 플레이트(50) 상에 직접 형성된다. 가이드 면들 중 타측 가이드 면(28)은 가이드 플레이트(32)의 한쪽 면에 의해 형성된다. 상기 가이드 플레이트(32)는 엔진측 보상 및 연결 부재(62)와 연결된다. 상기 보상 및 연결 부재(62)는 엔진측 가요성 플레이트이다.
즉, 마찰 클러치(12)의 상기 실시예에서, 원심력 진자(14, 16, 18)의 각각의 진자 질량(20, 22, 24)은 축방향으로 대응 플레이트(50)와 엔진측 보상 및 연결 부재(62), 특히 가요성 플레이트 또는 이중질량 플라이휠 사이에 배치된다. 그에 반해 클러치 커버(30)는, 마찰 클러치(12) 또는 그 대응 플레이트(50)의 대향하는, 변속기측 면에 배치된다. 그 밖에도, 일측 마찰 클러치(12)는, 압착 플레이트(56)와 연결되고, 특히 판 스프링으로서 형성된 복수의 리턴 스프링(미도시)을 포함한다. 상기 리턴 스프링들은, 압력 용기(54)를 통해 압착 플레이트(56) 상에 작용하는 작동력이 작용하지 않을 때 대응 플레이트(50)에 대해 상대적으로 압착 플레이트(56)를 자동 포지셔닝하는 데 이용된다.
도 3에 도시된 듀얼 클러치는 (언급한 것처럼) 마찰 클러치(12)를 하나 더 포함한다. 이 추가 마찰 클러치는 일측 마찰 클러치의 변속기 측에 배치되고, 마찬가지로 압착 플레이트(56)와, 대응 플레이트(50)와, 클러치 디스크(58)와, 고유 압력 용기(54)를 포함한다.
10 원심력 진자 유닛
12 마찰 클러치
14 원심력 진자
16 원심력 진자
18 원심력 진자
20 진자 질량
22 진자 질량
24 진자 질량
26 가이드 면
28 가이드 면
30 클러치 커버
32 가이드 플레이트
34 홀딩 부재
36 플레이트
37 리벳
38 종결 부재
40 정지 부재
42 홈붙이 링크 가이드
44 링크 리세스
46 링크 리세스
48 가이드 핀
50 대응 플레이트
52 듀얼 클러치
54 압력 용기
56 압착 플레이트
58 클러치 디스크
60 마찰 라이닝
62 보상 및 연결 부재

Claims (10)

  1. 자동차 엔진의 구동 샤프트를 하나 이상의 변속기 샤프트와 연결하기 위한 마찰 클러치(12)이며,
    대응 플레이트(50)와,
    상기 대응 플레이트(50)와 압착 플레이트(56) 사이에 있는 클러치 디스크(58)를 압착하기 위한, 대응 플레이트(50)에 대해 상대적으로 변위될 수 있는 압착 플레이트(56)와,
    대응 플레이트(50) 또는 클러치 커버(30)와 연결되어 회전 속도에 따른 비틀림 진동 감쇠를 수행하기 위한 하나 이상의 원심력 진자(14, 16, 18)로서, 상호 대향하여 배치된 두 가이드 면(26, 28) 사이에서 운동 가능하게 형성된 진자 질량(20, 22, 24)을 갖는 원심력 진자(14, 16, 18)를 포함하는 마찰 클러치에 있어서,
    상기 두 가이드 면 중 하나 이상의 가이드 면(26)은 대응 플레이트(50) 상에 직접 형성되거나, 또는 클러치 커버(30) 상에 직접 형성되는, 마찰 클러치.
  2. 제1항에 있어서, 원심력 진자(14, 16, 18)의 두 가이드 면 중 일측 가이드 면(26)은 대응 플레이트(50) 상에 직접 형성되거나 클러치 커버(30) 상에 직접 형성되고, 상기 두 가이드 면 중 타측 가이드 면(28)은 가이드 플레이트(32)의 한쪽 면에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마찰 클러치(12)와 관련하여 주연에 분포된 복수의 원심력 진자(14, 16, 18)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치.
  4. 제3항에 있어서, 복수의 원심력 진자(14, 16, 18)는 하나의 원심력 진자 유닛(10)을 형성하고, 2개의 공통 가이드 면(26, 28)을 갖는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 두 가이드 면(26, 28)은 모두 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰 클러치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원심력 진자들(14, 16, 18)의 진자 질량들(20, 22, 24)은 축방향으로 변속기측 클러치 커버(30)와 대응 플레이트(50) 사이에, 또는 대응 플레이트(50)와 엔진측 보상 및 연결 부재(62) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치.
  7. 제2항에 있어서, 가이드 플레이트(32)는, 홀딩 부재들(34)에 의해, 대응 플레이트(50)에 또는 클러치 커버(30)에 이격되어 고정되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 진자 질량(20, 22, 24)은 하나 이상의 홈붙이 링크 가이드(42)에 의해 가이드 면들(26, 28) 사이에서 안내되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치.
  9. 제8항에 있어서, 하나 이상의 진자 질량(20, 22, 24)과, 가이드 면들을 형성하는 부재들(30, 32, 50)은, 상기 가이드 면들(26, 28)의 영역에 하나 이상의 가이드 핀(48)을 맞물리기 위한 링크 리세스들(44, 46)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압착 플레이트(56)와 연결되는 리턴 스프링으로서, 상기 압착 플레이트(56) 상에 작용하는 작동력이 존재하지 않을 때 대응 플레이트(50)에 대해 상대적으로 압착 플레이트(56)를 자동 포지셔닝하기 위한 하나 이상의 리턴 스프링을 특징으로 하는, 마찰 클러치.
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