KR20200128127A - 차량 제동 장치 부품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 밀봉 에지(36)를 구비한 제1 연결 요소(12) 및 밀봉면(38)을 구비한 제2 연결 요소(16)를 포함하는 차량 제동 장치 부품(10)에 관한 것이며, 이때 밀봉 에지(36)는 온도 변화 이전에 시작 위치(48)에서 밀봉면(38)에 밀봉식으로 접하고, 상기 두 연결 요소들(12, 16) 중 하나 이상의 연결 요소가 온도 변화 시에 크기 변화되며, 이로 인해 밀봉 에지(36)는 밀봉면(38)에 상대적으로 최종 위치(50)로 변위되고, 밀봉면(38)은, 밀봉 에지(36)가 최종 위치(50)에서도 상기 밀봉면에 밀봉식으로 접하는 방식으로 구성된다.

Description

차량 제동 장치 부품
본 발명은, 밀봉 에지를 구비한 제1 연결 요소 및 밀봉면을 구비한 제2 연결 요소를 포함하는 차량 제동 장치 부품에 관한 것으로, 이때 밀봉 에지는 온도 변화 이전에 시작 위치에서 밀봉면에 밀봉식으로 접한다.
차량 제동 장치들은, 주행 시에 예를 들어 승용차 또는 화물차와 같은 차량들의 주행 속도를 제동하고, 정차 시에 그들의 위치를 고정하기 위해 사용된다. 이러한 차량 제동 장치들은, 차량 제동 장치의 조립 시에 특히 밀봉식으로 서로 연결되어야 하는 매우 다양한 부품들을 포함한다. 이 경우, 이와 같은 방식으로 밀봉식으로 서로 접하는 부품들은 제1 연결 요소 및 제2 연결 요소로 불린다.
차량 제동 장치의 관련 공간들 내에 브레이크액이 봉입되어, 그곳에서 압력이 가해질 수 있도록, 차량 제동 장치의 하나의 연결 요소가 다른 하나의 연결 요소에 밀봉식으로 접하는 것이 특히 필수적이다. 이 경우, 브레이크액은 차량 브레이크 장치의 관련 휠 브레이크들에 제동 압력을 생성하는 데 사용된다.
본 발명은, 온도 변화 시에도 2개의 연결 요소들의 관련 밀봉 에지들에서 밀봉 누설이 발생하지 않도록 차량 제동 장치 부품을 개선하는 과제에 기초한다.
밀봉 에지를 구비한 제1 연결 요소 및 밀봉면을 구비한 제2 연결 요소를 포함하는 차량 제동 장치 부품이 제공되며, 이때 밀봉 에지는 온도 변화 이전에 시작 위치에서 밀봉면에 밀봉식으로 접한다. 이러한 두 연결 요소들은, 두 연결 요소들 중 하나 이상의 연결 요소가 온도 변화 시에 자유롭게 크기 변화되거나 될 수 있는 방식으로 위치 설정되도록 구성되며, 이때 밀봉 에지는 밀봉면에 상대적으로 최종 위치로 변위된다. 또한, 본 발명에 따라, 밀봉면은, 밀봉 에지가 최종 위치에서도 밀봉면에 밀봉식으로 접하는 방식으로 형성되도록 구성된다. 즉, 밀봉면은, 밀봉 에지가 온도 변화 이전의 시작 위치에서 뿐만 아니라 온도 변화 이후의 최종 위치에서도 밀봉면에 밀봉식으로 접하도록 구성된다.
2개의 연결 요소들의 이와 같은 방식으로 밀봉되는 본 발명에 따른 연결부를 형성하기 위해, 제1 연결 요소는, 일반적으로 라인 형상을 갖는 밀봉 에지를 포함한다. 제2 연결 요소는 밀봉 에지가 접하는 밀봉면을 포함하며, 이 경우 밀봉면은 대부분 3차원으로 만곡되도록 구성된다.
본 발명은, 차량 제동 장치 부품에서 플라스틱, 특히 폴리아미드와 금속, 특히 알루미늄의 재료 쌍이 종종 사용된다는 지식에 기초한다. 상이한 재료들은 상이한 선형 열팽창 계수들을 갖고, 이에 따라 온도 변동 시에 다양한 정도의 크기 변화가 나타난다.
종래에는 부품들의 초기 응력을 사용하여 상이한 재료들의 다양한 정도의 크기 변화를 가능한 한 방지하려는 시도가 있었다. 이 경우, 연결 요소들은 온도 변화 동안 서로에 대해 압착되며, 이러한 방식으로 밀봉 지점들에서 가압 작용하고 이에 따라 밀봉 작용하게 되는 초기 응력 또는 가압력이 생성된다.
그러나, 재료 피로 및 침하가 발생하기 때문에 부품들의 수명에 걸쳐 초기 응력이 감소하는 것이 본 발명에 따라 발견되었다. 하기 시나리오는 이러한 상황을 보여준다: 알루미늄은 0.0000231 1/K(Kelvin)의 열팽창 계수를 갖는다. 나일론(Nylon) 및 데데론(Dederon)으로도 알려진 폴리아미드는 약 0.0001 1/K의 열팽창 계수를 갖고, 그에 따라 온도 상승 시에 알루미늄보다 더 심하게 팽창한다. 폴리아미드로 이루어진 부품이 예를 들어 알루미늄 하우징 내에 고정 삽입되면, 온도 상승 시에 두 부품들은 확대되지만, 그럼에도 불구하고 폴리아미드는 알루미늄 내에 갇혀있다. 이 경우, 폴리아미드는 경우에 따라 소성 변형되고, 즉 비가역적으로 변형된다. 즉, 폴리아미드로 이루어진 부품의 상대 크기는 자신의 원래 크기에 비해 비가역적으로 감소한다. 후속적으로 온도가 강하하면, 폴리아미드로 이루어진 부품의 크기는 온도 상승 이전의 자신의 최초 크기보다도 더 심하게 감소한다. 이 경우, 특정 상황에서는 관련 부품들 사이에 간극이 발생할 수 있다.
반면, 본 발명에 따라서는, 주목할만하게 압착되는 일 없이도 두 연결 요소들의 크기가 온도 변화 동안 자유롭게 변화할 수 있다. 이는, 밀봉 에지가 밀봉면에 상대적으로 자유롭게 변위될 수 있도록 충분한 공간이 제공됨으로써 달성된다. 이와 동시에, 밀봉면은, 밀봉면에 상대적인 밀봉 에지의 이러한 변위 시에도, 변위된 최종 위치에서 밀봉 에지가 밀봉식으로 밀봉면에 접하는 것이 의도한 대로 나타나도록 형성된다. 이 경우, 주목할만한 초기 응력은, 2N/mm2, 특히 1N/mm2를 초과하는 응력(면적 당 힘으로서 정의됨)을 의미한다. 자유로운 크기 변화는, 크기 변화의 방향(길이, 폭, 깊이)에 있어서 관련 연결 요소가 순전히 온도에 따른 변형에 비해 압착에 의해 1% 미만, 특히 0.5% 미만만큼 변형되는 크기의 변화를 의미한다.
본 발명에 따른 해결책에 의해서는, 관련 연결 요소들의 응력에 따른 변형이 방지되고, 그리고 동시에 연결부의 필요한 밀봉력이 보장된다. 밀봉 연결부에서의 간극 발생과, 이에 따른 유체의 누설 또는 이물질의 침투도 확실히 방지된다. 추가의 장점은 본 발명에 따른 차량 제동 장치 부품이 매우 다양한 온도 조건 및 온도 변동에서 사용될 수 있다는 것이다. 또한, 개시된 차량 제동 장치 부품은 비용면에서 유리하게 제공될 수 있다.
바람직하게 밀봉 에지는 원형이다. 원형의 밀봉 에지는 간단하고 비용면에서 유리하게 제조될 수 있다는 장점이 있다. 이와 동시에, 밀봉 에지에 할당될 밀봉면의 기하학적 구성은 특히 간단히 결정될 수 있다.
이에 기초한 바람직한 실시예에서, 밀봉면은 회전 원뿔 또는 회전 원뿔대의 재킷면으로서 구성된다. 회전 원뿔은 회전체이며, 직각 삼각형을 그의 인변(cathetus)들 중 하나의 인변을 중심으로 회전시킴으로써 생성된다. 회전 원뿔대는 마찬가지로 회전체이며, 하나의 회전 원뿔로부터 더 작은 하나의 회전 원뿔을 밑면에 평행하게 잘라냄으로써 생성된다. 이러한 실시예는 특정 재료로 균질하게 제조된 몸체가 온도 변화 시에 기본적으로 모든 방향으로 균일하게, 비례적으로, 또는 균형있게 확대되거나 축소된다는 지식에 기초한다. 이에 따라, 온도 변화 시에는 연결 요소의 원형 밀봉 에지의 직경도 연결 요소의 길이에 비례하여 변화한다. 본 발명에 따라, 밀봉면은 밀봉면 상에서의 밀봉 에지의 무응력식 변위가 가능한 형상을 갖게 된다. 이러한 형상은 원형 밀봉 에지에 대해서, 원형 밀봉 에지의 직경에 매칭되어 원뿔축에 대해 비스듬하게 놓인 회전 원뿔 또는 회전 원뿔대의 재킷면이다. 이 경우, 바람직하게 밀봉면 자체 또는 밀봉면의 재킷 라인은 수학적 함수에 의해 설명된다.
바람직하게, 밀봉면은 밀봉 에지가 시작 위치와 최종 위치 사이의 각각의 위치에서도 밀봉면에 밀봉식으로 접하도록 구성된다. 이로 인해, 시작 위치에서부터 최종 위치에 이르기까지 밀봉면 상에서의 밀봉 에지의 안내가 실행된다. 이러한 실시예는, 밀봉면에 상대적인 밀봉 에지의 위치 변화 동안에도 밀봉 에지에 간극이 발생하지 않는다는 장점이 있다. 이 경우, 밀봉면은 바람직하게는 연결 요소의 돌출된 섹션의 표면일 수 있는 반면, 연결 요소 내의 오목부 또는 개구의 표면일 수도 있다.
바람직한 일 실시예에서, 연결 요소들은 서로 상이한 재료들로 제조된다. 개별 연결 요소들은 일반적으로 상이한 기능들을 갖는다. 연결 요소의 개별 기능은, 연결 요소가 이러한 기능에 적합한 재료로 제조된 경우, 연결 요소를 통해 특히 양호하게 충족될 수 있다. 이 경우, 온도 변화 시 밀봉면 상에서의 밀봉 에지의 밀봉 접촉이 본 발명에 따라 보장된다.
바람직하게, 연결 요소들 중 하나의 연결 요소는 필터 요소이다. 특히, 필터 요소는 필터 요소에 밀봉식으로 결합된 다른 관련 연결 요소를 오염으로부터 보호한다.
이에 기초한 바람직한 실시예에서, 필터 요소는, 밀봉면 또는 밀봉 에지를 형성하는 하우징을 포함한다. 따라서, 하우징은 필터 매체의 기본 구조를 형성하고, 그리고 동시에 필터 매체의 밀봉을 보장한다.
바람직한 추가의 일 실시예에서, 연결 요소들 중 하나의 연결 요소는 전환 밸브이다. 전환 밸브들은 전자식 안정화 프로그램(electronic stability program) 또는 잠김방지 제동 시스템(anti-lock braking system) 내에서 휠 브레이크들의 제동 압력 제어에 사용된다. 이러한 전환 밸브들은 필터 요소들을 사용하여 오염으로부터 보호하는 것이 특히 바람직하다.
이에 상응하게, 본 발명에 따른 차량 제동 장치 부품은 바람직하게는 전자식 안정화 프로그램(ESP) 또는 잠김방지 제동 시스템(ABS)에서 사용되는 것과 같은 유압 장치의 부품이다. 전자식 안정화 프로그램(ESP)은 개별 차륜들의 의도한 대로의 제동을 통해 차량 이탈을 방지하는 자동차용 전자 제어식 주행 보조 시스템이다. 잠김방지 제동 시스템(ABS)은 주행 안전성을 높이고 차륜들의 접지면에서의 마모를 줄이기 위한 기술 시스템이며, 제동 시에 제동 압력의 감소를 통해 차륜들의 발생 가능한 잠김을 방지한다.
차량 제동 장치 부품을 위한 모든 상술한 실시예들은 그 제조를 위한 상응하는 방법 및 사용을 포함한다. 이와 같이, 본 발명은 의도한 대로 차량 제동 장치에서의 상기 유형의 차량 제동 장치 부품의 사용에 관한 것이기도 하다.
또한, 다른 실시예들이 가능하다. 예를 들어 재료의 열팽창 계수가 하나의 온도 범위 내에서 변화하고, 이러한 재료로 제조된 연결 요소가 이러한 온도 범위 내에서 사용되는 경우, 밀봉면은 자신의 시작 위치, 최종 위치, 그리고 시작 위치와 최종 위치 사이의 각각의 위치에서 밀봉식으로 밀봉면에 접하도록 적응되어야 한다.
하기에는 첨부된 개략적 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 제동 장치 부품의 일 실시예의 종단면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 차량 제동 장치 부품의 제2 실시예의 기본 도식이고,
도 3은 본 발명에 따른 차량 제동 장치 부품의 제3 실시예의 기본 도식이다.
도 1에는 차량 제동 장치 부품(10)의 일 실시예가 도시되어 있다.
차량 제동 장치 부품(10)은 도 1의 상부에 완전히 도시되어 있으며, 좌측에는 제1 연결 요소(12), 이 경우에는 실질적으로 원통형의 필터 요소(14)를 포함하고, 우측에는 제2 연결 요소(16), 이 경우에는 마찬가지로 실질적으로 원통형의 전환 밸브(18)를 포함한다.
전환 밸브(18)는 태핏 또는 핀(20)과, 스프링(22)을 포함하며, 이들은 중공 원통형 하우징(26)의 내부 공간에 위치한다. 필터 요소(16)를 향한 전환 밸브(18)의 일 단부는 핀(20)을 위해 제1 우측 정지부(28)를 형성한다. 스프링(22)의 좌측에 위치하는, 전환 밸브(18)의 대향하는 다른 단부에는 핀(20)을 위해 제2 좌측 정지부(32)를 형성하는 제동 접촉 요소(30)가 제공된다. 전환 밸브(18)의 작동 시에, 핀(20)은 이러한 정지부들(28 및 32) 사이에서, (미도시된) 전자석에 의해 양쪽 방향으로 이동할 수 있다.
도 1의 상부의 원형 표시 영역은 도 1의 하부에 확대도(34)로 도시되어 있다. 이러한 영역에는 필터 요소(14)의 밀봉 에지(36) 및 전환 밸브(18)의 밀봉면(38)이 존재한다. 밀봉 에지(36)는 밀봉식으로 밀봉면(38)에 접한다.
필터 요소(14)는 플라스틱으로 구성된 하우징(42)과 필터 매체(40)를 포함한다. 밀봉 에지(36)는 원형으로 주연부를 둘러싸도록 하우징(42)의 마찬가지로 원형의 단부면의 반경 방향 외부에 존재한다.
밀봉면(38)은 환형으로 주연부를 둘러싸도록 마찬가지로 원환형의 정지부(28)에 존재한다. 정지부(28)는 강철로 제조된다.
밀봉 에지(36)와 밀봉면(38)은, 온도 변화 시에 밀봉면(38) 상의 밀봉 에지(36)의 위치가 가능한 한 무응력식으로 변화할 수 있도록 서로 매칭되어 형성되고 위치 설정된다.
이로 인해, 밀봉 에지(36)와 밀봉면(38)으로 이루어진 상기 유형의 연결부를 모든 온도 상황들에서 밀봉식으로 유지하는 것이 가능하다.
도 1에 따른 실시예는 상기 유형의 장치의 구조 형상을 예시적으로 도시한다. 후속적으로 도 2 및 도 3에는 밀봉 에지(36)와 밀봉면(38)으로 이루어진 상기 유형의 연결부의 정확한 배치 및 기능 방법이 각각 하나의 기본 도식의 형태로 설명된다.
도 2에 따라 차량 제동 장치 부품(10)은, 반경 방향 내부로 배향된 원형 밀봉 에지(36)를 갖는 제1 중공 원통형 연결 요소(12)와; 반경 방향 외부를 향한 원뿔대형 밀봉면(38)을 갖는 제2 원통형 연결 요소(16);를 재차 포함한다. 이 경우, 제1 연결 요소(12)의 단부측 정지면(52)은 제2 연결 요소(16)의 단부측 정지면(54)을 향한다.
차량 제동 장치 부품(10)은 도 2에 서로 위 아래로 두 번 도시되어 있다. 도 2의 상부에서 차량 제동 장치 부품(10)은 온도(44)가 비교적 낮은 상태로 도시되어 있다. 이 경우, 특히 온도(44)는, 도 2의 하부에 따른 상태에서 차량 제동 장치 부품(10)이 갖는 온도(38)보다 더 낮다.
도 2의 두 부분들 내의 수직선들은 각각 관련 밀봉 에지(36)의 그의 밀봉면(38) 상의 시작 위치(48) 및 최종 위치(50)를 나타낸다.
여기에서 선택된 도 2에 따른 기본 도식에서는, 온도 변화 시에 실질적으로 제1 연결 요소(12)만이 비교적 큰 제1 열팽창 계수로 인해 크기 변화되는 것으로 단순 가정한다. 반면, 제2 연결 요소(14)는 제1 팽창 계수에 비해 비교적 낮은 제2 열팽창 계수로 인해 동일 온도 변화 시에 크기 변화되지 않거나 매우 적게만 크기 변화된다.
상술한 바와 같이, 밀봉 에지(36)는 원형이고, 밀봉면(38)은 회전 원뿔대의 재킷면으로서 구성된다. 밀봉 에지(36)는 더 낮은 온도(44)에서는 시작 위치(48)에서 그리고 더 높은 온도(38)에서는 최종 위치(50)에서, 이러한 방식으로 형성된 밀봉면(38)에 접하도록 위치한다. 이 경우, 온도가 더 높은 상태(38)에서보다 온도가 더 낮은 상태(44)에서 밀봉 에지(36)의 직경(56)이 더 작다. 이와 동시에, 제1 연결 요소(12)는 온도가 상승함에 따라 더 길어지고, 제1 연결 요소의 단부면은 그곳의 밀봉 에지(36)와 함께 축방향으로 시작 위치(48)로부터 최종 위치(50)로 변위된다.
이로 인해, 밀봉 에지(36)는 더 낮은 온도(44)로부터 더 높은 온도(46)로의 온도 변화 시에, 밀봉 에지(36)와 밀봉면(38) 사이에 간극이 생성되지 않도록 밀봉면(38)을 따라 또는 밀봉면 상에서 시작 위치(48)로부터 최종 위치(50)로 무응력식으로 그리고 동시에 밀봉식으로 변위된다.
도 3에 따른 차량 제동 장치 부품(10)도, 밀봉 에지(36)를 구비한 제1 연결 요소(12) 및 밀봉면(38)을 구비한 제2 연결 요소(16)를 포함한다. 그러나, 연결 요소(12) 및 연결 요소(16)의 배열은 이제 도 2에 대하여 좌우 반전되어 있다. 차량 제동 장치 부품(10)은 도 3에 마찬가지로 서로 위 아래로 두 번 도시되어 있다.
도 3의 상부에서 차량 제동 장치 부품(10)은, 도 3의 하부에서 차량 제동 장치 부품(10)이 위치하는 여타 상태의 온도(46)보다 더 낮은 온도(44)인 상태로 도시되어 있다. 관련 밀봉 에지(36)는 제1 연결 요소(12)에서 단부측으로 재차 원형이고, 밀봉면(38)은 제2 연결 요소(16)에서 마찬가지로 회전 원뿔대의 재킷면으로서 구성된다. 이 경우, 밀봉면(38)은 제2 연결 요소(16) 내의 단부측 오목부(60)의 반경 방향 내부 측면으로서 형성된다. 이 경우, 제1 연결 요소(12)의 제1 단부측 정지면(52)은 재차, 오목부(60)의 반경 방향으로 정렬되고 제2 연결 요소(16)의 제2 정지면(54)을 형성하는 바닥면을 향한다.
도 3의 수직선들은 제1 연결 요소(12)에 상대적인 제2 연결 요소(16)의 단부면(58)의 시작 위치(48) 및 최종 위치(50)를 나타낸다.
도 3의 경우, 온도 변화 시에 실질적으로 제2 연결 요소(16)만이 크기 변화되는 것으로 단순 가정한다. 따라서, 온도가 더 낮은 상태(44)에서의 밀봉 에지(36)의 직경(56)은 온도가 더 높은 상태(46)에서와 실질적으로 동일한 크기이다.
반면, 제2 연결 요소(16)의 단부면(58) 상의 오목부(60)의 원형 개구(62)는 온도가 더 낮은 상태(44)에서, 온도가 더 높은 상태(38)에서보다 더 작은 직경을 갖는다. 즉 밀봉면(38)의 내부 직경은 온도가 상승함에 따라 더 커진다. 이와 동시에, 제2 연결 요소(16)는 온도가 상승함에 따라 더 길어지고, 그로 인해 제2 연결 요소의 단부면(58)과, 정지면(54)을 갖는 오목부(60)도 도 3에 있어서 좌측으로 이동한다.
밀봉 에지(36)는 이러한 과정에서 밀봉 에지(36)와 밀봉면(38) 사이에 간극이 생성되지 않도록 재차 밀봉면(38)의 경사를 따라 매칭되어 가능한 한 무응력식으로 그리고 동시에 밀봉식으로 변위된다.

Claims (10)

  1. 밀봉 에지(36)를 구비한 제1 연결 요소(12) 및 밀봉면(38)을 구비한 제2 연결 요소(16)를 포함하는 차량 제동 장치 부품(10)이며, 이때 밀봉 에지(36)는 온도 변화 이전에 시작 위치(48)에서 밀봉면(38)에 밀봉식으로 접하는, 차량 제동 장치 부품에 있어서,
    상기 두 연결 요소들(12, 16)은, 두 연결 요소들(12, 16) 중 하나 이상의 연결 요소가 온도 변화 시에 자유롭게 크기 변화될 수 있는 방식으로 위치 설정되도록 구성되며, 이때 밀봉 에지(36)는 밀봉면(38)에 상대적으로 최종 위치(50)로 변위되고, 밀봉면(38)은, 밀봉 에지(36)가 최종 위치(50)에서도 밀봉면(38)에 밀봉식으로 접하는 방식으로 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량 제동 장치 부품(10).
  2. 제1항에 있어서, 밀봉 에지(36)는 원형으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량 제동 장치 부품(10).
  3. 제2항에 있어서, 밀봉면(38)은 회전 원뿔 또는 회전 원뿔대의 재킷면으로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량 제동 장치 부품(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉면(38)은 밀봉 에지(36)가 시작 위치(48)와 최종 위치(50) 사이의 각각의 위치에서도 상기 밀봉면에 밀봉식으로 접하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량 제동 장치 부품(10).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 연결 요소들(12, 16)은 서로 상이한 재료들로 제조되는 것을 특징으로 하는, 차량 제동 장치 부품(10).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 연결 요소들(12, 16) 중 하나의 연결 요소는 필터 요소(14)로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량 제동 장치 부품(10).
  7. 제6항에 있어서, 필터 요소(14)는, 밀봉면(38) 또는 밀봉 에지(36)를 형성하는 하우징(42)을 구비하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량 제동 장치 부품(10).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 연결 요소들(12, 16) 중 하나의 연결 요소는 전환 밸브(18)로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량 제동 장치 부품(10).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량 제동 장치 부품은 유압 장치의 부품으로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량 제동 장치 부품(10).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 차량 제동 장치 부품(10)의 상기 차량 제동 장치에서의 사용.
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