KR19980702305A - 구동장치 - Google Patents

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KR19980702305A
KR19980702305A KR1019970705702A KR19970705702A KR19980702305A KR 19980702305 A KR19980702305 A KR 19980702305A KR 1019970705702 A KR1019970705702 A KR 1019970705702A KR 19970705702 A KR19970705702 A KR 19970705702A KR 19980702305 A KR19980702305 A KR 19980702305A
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에흐베 리외
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찰스 미카엘 케이
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Abstract

회전체를 위한 비틀림 진동 댐퍼를 가지며, 하나의 구동축으로부터, 적어도 하나의 장비를 구동시키기 위한 장치. 본 장치는 구동축에 고정되도록 되어 있는 일차 요소(11) 및 상기 적어도 하나의 장비에 연결되도록 되어 있는 이차 요소(21)를 포함하며, 상기 일차 요소(11)는, 한편으로는, 제1 탄성 수단(14)을 통해 관성 링(15)에 연결되어 있고, 다른 한편으로는, 제2 탄성 수단(24)을 통해 이차 요소(21)에 연결되어 있는 장치에 있어서, 작동시, 상기 이차 요소(21)와 상기 관성 링(15) 사이의 상대 회전 변위가, 존재하는 경우, 마찰에 의한 상대 변위인 것을 특징으로 한다.

Description

구동 장치
이와 같은 구동 장치는 잘 알려져 있으며, 이들은 예를 들어, 차량의 구동축의 단부에 장착되어 있으며 교류 발전기, 팬(fan) 또는 다른 장비와 같은 하나 또는 그 이상의 장비의 회전 구동을 허용한다. 이러한 종류의 장치는 예를 들어, 독일 특허(DE) 에이(A)-4322710호에 기재되어 있다.
상기와 같은 구동 장치는 두 가지의 주요 기능 즉, 댐핑 기능과 필터링(filtering) 기능을 충족시키도록 제공되어 있다.
댐핑 기능은 관성 링과 제1 탄성 수단과의 관련으로 인하여, 예를 들어 차량 엔진의 크랭크축과 같은 구동축의 비틀림 진동을 감쇠시키며, 상기 관성 링과 상기 제1 탄성 수단의 특성인, 관성과 탄성은 구동축과 상기 구동축에 연결된 운동하는 장비의 동적 특성의 함수로서 결정된다.
필터링 기능은 구동축의 주기적 불균일성을 필터시킨다. 차량 엔진의 경우, 이와 같은 불균일성은 저속에서 나타나는 것으로 알려져 있으며 또한 엔진의 정확한 작동과 상기 구동 장치에 의해 구동되는 장비의 기계적 안정성을 손상시키는 것으로 알려져 있다. 이 필터링 기능은 상기 구동 장치에 의해 구동되는 장비를 고려하여 계산된 큰 비틀림 신축성을 갖도록 선택된 제2 탄성 수단에 의해 충족된다.
상기와 같은 구동 장치는 잘 작용하나, 설명한 바와 같이, 상기 구동 장치의 구조 및 이에 따라 상기 구동 장치의 요구 공간은, 한편으로는, 구동 요소에, 구동축에 그리고 상기 구동축에 연결된 운동 하는 장비에 따르게 되며, 다른 한편으로는, 구동되는 장비의 수에 따르게 된다. 따라서, 주어진 적용에 대해, 장비들을 계산에 따라 엄격하게 치수를 결정하는 것이 항상 가능한 것은 아니며, 따라서 관련 요소들의 효율 및 기계적 안정성을 손상시키게 된다.
본 발명은 비틀림 진동 댐퍼(torsional vibrational damper)를 갖는 구동 장치에 관한 것이다.
본 발명은 특히, 하나의 구동축으로부터, 적어도 하나의 장비를 구동시키기고, 회전체(rotating mass)를 위한 비틀림 진동 댐퍼를 갖는 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 구동축에 고정되도록 되어 있는 일차 요소 및 상기 적어도 하나의 장비에 연결되도록 되어 있는 이차 요소를 포함하며, 상기 일차 요소는, 한편으로는, 제1 탄성 수단을 통해 관성 링에 연결되어 있고, 다른 한편으로는, 제2 탄성 수단을 통해 이차 요소에 연결되어 있다.
도 1 은 본 발명의 적합한 실시예에 따른 구동 장치의 단면도.
도 2 는 도 1 에 따른 장치의, 도 1 에 대해 좌측에서 본 부분 상세도.
본 발명의 목적은 이러한 단점들을 해결하기 위한 것으로, 적용에 관계없이 정밀하게 채택될 수 있는 구동 장치를 제공하기 위함이다.
본 발명에 따른 장치는, 하나의 구동축으로부터, 적어도 하나의 장비를 구동시키기고, 회전체를 위한 비틀림 진동 댐퍼를 가지며, 구동축에 고정되도록 되어 있는 일차 요소 및 상기 적어도 하나의 장비에 연결되도록 되어 있는 이차 요소를 포함하며, 상기 일차 요소는, 한편으로는, 제1 탄성 수단을 통해 관성 링에 연결되어 있고, 다른 한편으로는, 제2 탄성 수단을 통해 이차 요소에 연결되어 있는 장치에 있어서, 작동시, 상기 이차 요소와 상기 관성 링 사이의 상대 회전 변위가, 존재하는 경우, 마찰에 의한 상대 변위인 것을 특징으로 한다.
이러한 배열의 특징으로 인하여, 이러한 마찰 수단은 자체의 작용을 관성 링과 탄성 요소의 작용에 부가하게 되므로 이러한 다양한 작용을 조합함으로써, 주어진 요구 공간에 대해, 완전히 적합한 구동 장치를 찾는 것이 가능하게 된다.
마찰 수단은 이차 요소와 관성 링 사이에 제공되는 것이 적합하다.
본 발명의 적합한 실시예에 따르면, 이차 요소는 장치의 축에 대해 평행하게 연장되는 림(rim)을 가지며 상기 림은 상기 림과 대면하는 원통형 외측 표면을 갖는 관성 링을 적어도 부분적으로 덮으며, 상기 마찰 수단은 상기 림과 상기 관성 링의 상기 원통형 외측 표면 사이에 위치되어 있고, 적합하게는, 상기 마찰 수단은 원통형 링의 형태로 되어, 레이디얼 가이드 베어링(radial guide bearing)을 형성한다.
이차 요소가 관성 링의 원통형 외측 표면을 적어도 부분적으로 덮고 있는 림을 갖는 구동 장치는 공지되어 있으며, 이것은 예를 들어, 앞에서 이미 설명한 경우와 같은 장치이며, 여기서는 마찰 수단이 없고, 볼 베어링 형태의 베어링이 일차 요소와 이차 요소 사이에 배열되어 있다. 이것은 또한 본 발명의 출원일 보다는 빠른 출원일을 가지나 본 발명의 출원일 이후에 공개된 유럽 특허(EP) 에이(A)-0 667 468호에 따른 장치와 같은 장치이며, 여기서도 마찬가지로 마찰 수단이 없고, 마찰이 없는 플레인 베어링(plain bearing)이 이차 요소와 관성 링 사이에 배열되어 있으며, 상기 플레인 베어링은 마모를 감소시키고 형태를 안정시키는 입자가 자체 내에 결합되어 있는 고무형 탄성 재질로 형성되어 있다.
적합하게는, 본 발명에 따른 구동 장치에서, 상기 림은 상기 적어도 하나의 장비를 벨트에 의해 구동시키기 위한 풀리 림으로 되어 있다.
또한, 일차 요소는 횡단 디스크와 대체로 원추형 스커트(skirt)에 의해 연결된 축방향 원통형 링을 포함하는 대체로 회전 드럼의 형태로 되어 있고, 제1 탄성 수단은 상기 링과 상기 관성 링 사이에 배열되어 있다.
적합하게, 제2 탄성 수단은 이차 요소의 횡단 덮개와 일차 요소에 고정된 대응 덮개의 환형 베어링 표면 사이에 위치되어 있다.
또한, 제2 탄성 수단은 압축 응력을 받고 있으며(prestressed), 상기 압축 응력은 축방향 응력이고, 이 축방향 압축 응력은 일차 요소에 고정된 지지 요소의 횡단 지지 덮개에 의해 보장된다. 상기 지지 덮개는 이차 요소의 횡단 덮개의 반대측에 위치되어 있고, 축방향 정지 요소가 상기 지지 덮개와 상기 횡단 덮개 사이에 배열되어 있다.
적합하게, 제한 수단이 일차 요소에 대한 이차 요소의 각변위를 제한하기 위하여 제공되어 있으며, 상기 제한 수단은 지지 요소의 지지 덮개 내에 형성된 개구부 내로 축방향으로 연장되는, 이차 요소의 횡단 덮개에 의해 이동되는 적어도 하나의 노우즈(nose)를 포함한다.
본 발명의 다른 목적은, 하나의 구동축으로부터, 적어도 하나의 장비를 구동시키기고, 회전체를 위한 비틀림 진동 댐퍼를 가지며, 구동축에 고정되도록 되어 있는 일차 요소 및 상기 적어도 하나의 장비에 연결되도록 되어 있는 이차 요소를 포함하며, 상기 일차 요소는, 한편으로는, 제1 탄성 수단을 통해 관성 링에 연결되어 있고, 다른 한편으로는, 제2 탄성 수단을 통해 이차 요소에 연결되어 있는 장치에 있어서, 작동시, 상기 이차 요소와 상기 관성 링 사이의 상대 회전 변위가, 존재하는 경우, 마찰에 의한 상대 변위이며, 마찰 수단은 이차 요소와 관성 링 사이에 제공되어 있고, 이차 요소는 장치의 축에 대해 평행하게 연장되며 자체에 대해 대면하는 원통형 외측 표면을 갖는 관성 링을 적어도 부분적으로 덮는 림을 가지며, 상기 마찰 수단은 상기 림과 상기 관성 링의 상기 원통형 외측 표면 사이에 위치되어 있고, 상기 마찰 수단은 원통형 링의 형태로 되어, 레이디얼 가이드 베어링을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하기 위함이다.
적합하게는, 상기와 같은 장치에서 제2 탄성 수단은 이차 요소의 횡단 덮개와 일차 요소에 고정된 대응 덮개의 환형 베어링 표면 사이에 위치되어 있고, 제2 탄성 수단은 일차 요소에 고정된 지지 요소의 횡단 지지 덮개에 의해 축방향으로 압축 응력을 받고 있으며, 상기 지지 덮개는 이차 요소의 횡단 덮개의 반대측에 위치되어 있고, 축방향 정지 요소가 상기 지지 덮개와 상기 횡단 덮개 사이에 배열되어 있으며, 지지 요소의 지지 덮개 내에 형성된 개구부 내로 축방향으로 연장되는, 이차 요소의 횡단 덮개에 의해 이동되는 적어도 하나의 노우즈를 포함하는 제한 수단이 일차 요소에 대한 이차 요소의 각변위를 제한하도록 제공되어 있다.
이하 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도1을 참조하면, 예를 들어 차량 엔진의 축과 같은 구동축에 고정되도록 되어 있는 일차 요소(11), 및 교류 발전기, 팬 또는 다른 장비와 같은 차량의 장비에 연결되도록 되어 있고 상기 구동축에 의해 상기 장비를 구동시키기 위한 이차 요소(21)를 포함하는 구동 장치(10)가 도시되어 있다.
도시된 실시예에 따라, 일차 요소(11)에는 구동축의 단부에 위치된 플랜지(도시되지 않음)에 나사를 조임으로써 체결하기 위한 홀(hole)(18)이 구비된 디스크(16)가 형성되어 있다. 디스크(16)는 대체로 원추형의 연결 스커트(12)를 통해, 장치(10)의 축(20)에 대해 평행하게 연장되는 회전 링(13)을 가지며, 상기 축(20)은 구동축의 회전축과 일치한다.
관성 링(15)은 링(13)을 감싸며, 상기 관성 링은 관성 링(15)과 링(13) 사이에 가압되어 장착된 탄성 요소(14)를 통해 상기 링에 고정되어 있고, 상기와 같은 조립체는, 공지된 바와 같이, 구동축의 비틀림 진동을 감쇠시키기 위한 댐퍼를 형성하며, 링(15)의 관성과, 탄성 중합체로 보통 제조되어 있는, 탄성 요소(14)의 탄성 특성은 물론, 구동축의 동적 특성에 대해 적응하도록 되어 있고, 특히 구동축이 차량 엔진의 축인 경우, 자체에 연결된 엔진의 모든 운동하는 장비에 대해 적응하도록 되어 있다.
관성 링(15)은 원통형 외측 표면(17)을 가지며, 상기 외측 표면의 역할은 이하 상세히 설명되며, 큰 직경의, 칼라(19)에 의해 일측에 한정되며, 관성 링(15)에 속해있고 특히, 종래의 재료-제거(material-removal) 방법에 의해 상기 관성 링(15)의 균형을 허용한다.
이차 요소(21)에는 풀리 림(22)이 연결되어 있는 횡단 덮개(23)가 형성되어 있다. 이차 요소(21)의 덮개(23)는 일차 요소(11)에 고정된 탄성 링(24)에 연결되어 있다. 더욱 정밀하게는, 탄성 링(24)을 일차 요소(11)에 직접 연결하는 대신에 일차 요소(11)의 디스크(16)에 회전식으로 고정된 디스크(26)의 벌어진(flared) 환형 베어링 표면(25)에 연결하는 것이 적합하다. 이러한 배열로 인하여, 덮개(23)와 풀리 림(22), 탄성 링(24)과 디스크(26)를 포함하는 이차 요소(21)는 문제의 특수 적용에 적응될 수 있는 하위 조립체를 형성하며, 또한, 벌어진 환형 베어링 표면(25)은 일차 요소(11)의 스커트(12)의 대체로 원추 형태를 정확하게 따르게 된다.
풀리 림(22)은 관성 링(15)을 적어도 부분적으로 덮는다. 더욱 정밀하게는, 관성 링(15)의 원통형 외측 표면(17)은 풀리 림(22)과 대면한다. 마찰 수단은 관성 링(15)의 원통형 외측 표면(17)과 풀리 림(22) 사이에 형성된 간극 내에 위치되어 있다. 이러한 마찰 수단은 풀리 림(22)에 대한 레이디얼 가이드 베어링을 또한 형성하도록 원통형 링(40)의 형태로 형성되어 있다. 이러한 마찰 수단은 자체의 작용을 관성 링(15) 및 탄성 요소(14)에 부가한다. 즉, 마찰을 통하여 부가적인 감쇠를 제공하여 구동축의 자연 비틀림 모드(mode)의 진동 감쇠를 증가시킨다. 이러한 배열로 인하여, 정확한 치수로 되어 있는 관성 링 및/또는 탄성 요소를 수용하기에는 너무 제한되어 있는 주어진 공간 요구 조건에 대해, 이러한 마찰 수단의 사용으로 공간 요구 조건의 제한성을 보상하는 것이 또한 가능하다.
탄성 링(24)의 역할은 구동축의 주기적 불균일성이 풀리 림(22)에 의해 구동되는 벨트를 통해 장비에 전달되는 것을 방지함으로써 구동축의 주기적 불균일성을 필터링하는 것이다. 이를 위하여, 탄성 링(24)은 큰 비틀림 신축성을 나타낸다. 공지된 바와 같이, 활동적 작동 상태 중에 재료 내의 응력을 감소시키도록, 탄성 링(24)을 축방향으로 응력을 받게 하는 방식으로 장착하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 지지 요소(31)가 제공되어 있다. 이 지지 요소(31)는 이차 요소(21)의 덮개(23)의 반대측에 축방향으로 위치된 지지 덮개(33)를 갖는다. 지지 덮개(33)는 연결 원추(32)에 의해 디스크(36)에 연결되어 있다. 디스크(36)는 일차 요소(11)에 연결되어 있다. 따라서, 디스크(16,26,36)들은 서로에 대해 고정되어 있다. 이것은 지점들을 용접함으로써 그리고/또는 세 개의 디스크를 구동축의 단부에서 플랜지 상으로 나사 조임 함으로써 이루어질 수 있다. 디스크(26 및 36)는 나사의 체결을 위한 통로(30)를 형성하도록 디스크(16)의 홀(18)과 정렬되어 위치된 홀(28 및 35)을 각각 갖는다.
이차 요소(21)의 덮개(23)와 지지 요소(31)의 지지 덮개(33) 사이에 위치된 축방향 정지부(50)는 덮개(23)와 지지 덮개(33) 사이의 상대 주연부 변위를 용이하게 하며, 상기 상대 변위는 축방향 압력으로 장착된 탄성 링(24)에 의해 감쇠된다.
탄성 링(24)은 큰 비틀림 신축성을 가지고 있으므로, 일차 요소(11)와 이차 요소(21) 사이의, 즉 덮개(23)와 지지 덮개(33) 사이의 상대 주연부 이동을 제한하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 덮개(23)는 축(20)을 따라, 지지 덮개(33) 내에, 형성된 개구부(34) 내로 연장되는, 예를 들어 주연부로 규칙적으로 떨어져 있는 세 개의 노우즈(27)와 같은 노우즈(27)를 갖는다.
축방향 정지부(50)를 통해 지지 덮개(33)에 의해 얻어진, 구동축의 단부에 대한 덮개(23)의 축방향 위치 결정은 또한, 풀리 림(22)의 홈 또는 요홈의 정확한 위치 결정을 허용한다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 구동 장치는 단순하고 경제적인 구조로 되어 있고, 소수의 부품 수를 갖는 컴펙트한 조립체 내에서 두 가지의 주요 기능 즉, 감쇠 기능과 필터링 기능을 수행하는 비틀림 진동 댐퍼를 갖는다.
이상에서 적합한 실시예를 참조로 하여 본 발명을 설명하였으나, 이에 제한되지 않으며 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 변경과 변화가 가능하다.

Claims (16)

  1. 하나의 구동축으로부터, 적어도 하나의 장비를 구동시키기고, 회전체를 위한 비틀림 진동 댐퍼를 가지며, 구동축에 고정되도록 되어 있는 일차 요소(11) 및 상기 적어도 하나의 장비에 연결되도록 되어 있는 이차 요소(21)를 포함하며, 상기 일차 요소(11)는, 한편으로는, 제1 탄성 수단(14)을 통해 관성 링(15)에 연결되어 있고, 다른 한편으로는, 제2 탄성 수단(24)을 통해 이차 요소(21)에 연결되어 있는 장치에 있어서,
    작동시, 상기 이차 요소(21)와 상기 관성 링(15) 사이의 상대 회전 변위가, 존재하는 경우, 마찰에 의한 상대 변위인 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 마찰 수단이 이차 요소(21)와 관성 링(15) 사이에 제공되어 있는 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 이차 요소(21)가 장치의 축(20)에 대해 평행하게 연장되는 림(22)을 가지며, 상기 림(22)은 상기 림(22)과 대면하는 원통형 외측 표면(17)을 갖는 관성 링(15)을 적어도 부분적으로 덮으며, 상기 마찰 수단은 상기 림(22)과 상기 관성 링(15)의 상기 원통형 외측 표면(17) 사이에 위치되어 있는 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 마찰 수단이 원통형 링(40)의 형태로 되어, 레이디얼 가이드 베어링을 형성하는 장치.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 림(22)이 상기 적어도 하나의 장비를 벨트에 의해 구동시키기 위한 풀리 림으로 되어 있는 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 하나의 항에 있어서, 일차 요소(11)가 횡단 디스크(16)와 대체로 원추형 스커트(16)에 의해 연결된 축방향 원통형 링(13)을 포함하는 대체로 회전 드럼의 형태로 되어 있고, 제1 탄성 수단(14)은 상기 링(13)과 상기 관성 링(15) 사이에 배열되어 있는 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 하나의 항에 있어서, 제2 탄성 수단(24)이 이차 요소(21)의 횡단 덮개(23)와 일차 요소(11)에 고정된 대응 덮개(29)의 환형 베어링 표면(25) 사이에 위치되어 있는 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 하나의 항에 있어서, 제2 탄성 수단(24)이 압축 응력을 받고 있는 장치.
  9. 청구항 7 및 청구항 8에 있어서, 상기 압축 응력이 축방향 응력인 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 축방향 압축 응력이 일차 요소(11)에 고정된 지지 요소(31)의 횡단 지지 덮개(33)에 의해 보장되는 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 지지 덮개(33)가 이차 요소(21)의 횡단 덮개(23)의 반대측에 위치되어 있는 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 축방향 정지 요소(50)가 상기 지지 덮개(33)와 상기 횡단 덮개(23) 사이에 배열되어 있는 장치.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 하나의 항에 있어서, 제한 수단이 일차 요소(11)에 대한 이차 요소(21)의 각변위를 제한하기 위하여 제공되어 있는 장치.
  14. 청구항 11 내지 청구항 13에 있어서, 상기 제한 수단이 지지 요소(31)의 지지 덮개(33) 내에 형성된 개구부(34) 내로 축방향으로 연장되는, 이차 요소(21)의 횡단 덮개(23)에 의해 이동되는 적어도 하나의 노우즈(27)를 포함하는 장치.
  15. 하나의 구동축으로부터, 적어도 하나의 장비를 구동시키기고, 회전체를 위한 비틀림 진동 댐퍼를 가지며, 구동축에 고정되도록 되어 있는 일차 요소(11) 및 상기 적어도 하나의 장비에 연결되도록 되어 있는 이차 요소(21)를 포함하며, 상기 일차 요소(11)는, 한편으로는, 제1 탄성 수단(14)을 통해 관성 링(15)에 연결되어 있고, 다른 한편으로는, 제2 탄성 수단(24)을 통해 이차 요소(21)에 연결되어 있는 장치에 있어서, 작동시, 상기 이차 요소와 상기 관성 링 사이의 상대 회전 변위가, 존재하는 경우, 마찰에 의한 상대 변위이며, 마찰 수단이 이차 요소(21)와 관성 링(15) 사이에 제공되어 있고, 이차 요소(21)는 장치의 축(20)에 대해 평행하게 연장되며 자체에 대해 대면하는 원통형 외측 표면(17)을 갖는 관성 링(15)을 적어도 부분적으로 덮는 림(22)을 가지며, 상기 마찰 수단은 상기 림(22)과 상기 관성 링(15)의 상기 원통형 외측 표면(17) 사이에 위치되어 있고, 상기 마찰 수단은 원통형 링(40)의 형태로 되어, 레이디얼 가이드 베어링을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 제2 탄성 수단이(24) 이차 요소(21)의 횡단 덮개(23)와 일차 요소(11)에 고정된 대응 덮개(29)의 환형 베어링 표면(25) 사이에 위치되어 있고, 제2 탄성 수단(24)은 일차 요소(11)에 고정된 지지 요소(31)의 횡단 지지 덮개(33)에 의해 축방향으로 압축 응력을 받고 있으며, 상기 지지 덮개(33)는 이차 요소(21)의 횡단 덮개(23)의 반대측에 위치되어 있고, 축방향 정지 요소(50)가 상기 지지 덮개(33)와 상기 횡단 덮개(23) 사이에 배열되어 있으며, 지지 요소(31)의 지지 덮개(33) 내에 형성된 개구부(34) 내로 축방향으로 연장되는, 이차 요소(21)의 횡단 덮개(23)에 의해 이동되는 적어도 하나의 노우즈(27)를 포함하는 제한 수단이 일차 요소(11)에 대한 이차 요소(21)의 각변위를 제한하도록 제공되어 있는 장치.
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