WO2014044421A1 - Spannschuh - Google Patents

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WO2014044421A1
WO2014044421A1 PCT/EP2013/060907 EP2013060907W WO2014044421A1 WO 2014044421 A1 WO2014044421 A1 WO 2014044421A1 EP 2013060907 W EP2013060907 W EP 2013060907W WO 2014044421 A1 WO2014044421 A1 WO 2014044421A1
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spring
shoe
tension
tension spring
gap
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PCT/EP2013/060907
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Inventor
Matthias GÖB
Lajos Farkas
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0802—Actuators for final output members
    • F16H2007/081—Torsion springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0863—Finally actuated members, e.g. constructional details thereof
    • F16H2007/0872—Sliding members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0889—Path of movement of the finally actuated member
    • F16H2007/0893—Circular path

Definitions

  • the present invention relates to a tensioning shoe, for a traction mechanism drive in an internal combustion engine, which has a hub about which the tensioning shoe is pivotally mounted. Furthermore, the tension shoe on an arm which is provided for engagement with a traction means. To the hub, an annular space is formed, which serves to receive a trained as a coil spring tension spring, wherein an adjacent to the annulus, extending in the arm gap is arranged. A first end of the tension spring is disposed in the gap and a second end is supported on a component fixed to a combustion engine.
  • a tension shoe according to the aforementioned type is known from the document DE 102008054010 A1.
  • a tension shoe of the above-mentioned type is disclosed, however, the tension spring has no safeguard against falling out, so that additional assembly tool must be used during assembly.
  • the document DE 10201 1108723 A1 shows a similar tension shoe, only here, the spring end of the tension spring mounted in the arm of the tension shoe experiences no positional positioning during assembly.
  • the tension shoe has an arm which shows a spring receiving area. Within the spring receiving area a spring anchoring rib is arranged, which points in the direction of the first spring end of the tension spring. The spring anchoring secures the spring from falling out in the axial direction, but only as long as the spring end is between the arm and the spring anchoring rib.
  • the tension spring is inserted into the arm by inserting the tension spring mounted on a hub while the wound portion of the tension spring is tilted with respect to the hub.
  • the inner diameter of the wound portion of the tension spring has a considerable play in relation to the diameter of the hub outer circumferential surface. Since the one spring end of the tension spring experiences no guidance, it supports itself within the arm at an anchoring position. In the game, which is provided between the inner diameter of the wound portion of the tension spring and the outer diameter of the hub, the greater the clearance of the tension spring, the greater the eccentric portion of the tension spring and the easier the movement to the anchoring position.
  • the invention has for its object to provide a cost-effective clamping shoe, which is easy to handle in the assembly and manufacturability, and works reliably.
  • the object is achieved in that the gap has two opposite walls which form two mutually opposite retaining lugs which are spaced apart from one another and which are provided as captive securing means for the tension spring arranged in the tensioning shoe.
  • the first end of the tension spring is held captive by means of a snap connection between the two retaining lugs.
  • the gap widens on its side opposite the annular space by a wall in the region of the spring outlet of the first end of the tension spring has a buckling.
  • the spring steel is separated after being wound at the spring ends of the base material. Sharp-edged burrs remain at the separation points.
  • the spring ends could be deburred in a costly additional operation.
  • a non-deburred end of the spring causes it to dig into a wall of the arm with slight displacements. On the one hand, this can be achieved by releasing chips from the arm produced using the plastic injection molding process and impairing the function of the tensioning shoe.
  • the spring end must be free, so that the tension spring can absorb the forces acting on the arm as best as possible. For this reason, it is inventively provided that the gap widened at the point at which the spring end would touch the wall.
  • the advantages of the invention namely the realization of a snap connection by means of retaining lugs to secure the spring axially, as well as the buckling of a wall of the arm to prevent a burying of the spring, are implemented by an inexpensively manufactured arm in the injection molding process.
  • This, in conjunction with a low-cost tension spring makes it possible to provide a tension shoe which is easy to handle in terms of assembly and manufacturability and works reliably.
  • 2A is a detail view of the chip shoe in the region of the spring outlet and
  • Fig. 2B is a detail view of the arranged in the clamping shoe gap with a captive.
  • Figure 1 is a spring-loaded, pivotable about a pivot axis clamping shoe 1 on a traction means 4 at.
  • the tensioning shoe 1 is pivotally mounted about a hub 2 on a motor housing, not shown, and is located with its formed as an arm 3 swivel body on the traction means 4, to tension this.
  • Around the hub 2 around an annular space 5 is formed, which serves to receive a trained as a coil spring tension spring 7.
  • a first bent end 8 of the tension spring 7 is arranged in a gap 9 which projects distally away from the hub 2 and into the arm 3 of the tension shoe 1.
  • the gap 9 is bounded laterally by two walls 12,13.
  • a second end 10 of the tension spring 7 is supported on an engine-mounted component 11.
  • the tension shoe 1 is supplied as a complete assembly, ie tension shoe 1 with already inserted chip spring 7, for mounting. Since the tensioning spring 7 can not slip axially from the hub 2 during transport and final assembly, a captive securing device 16 according to the invention is arranged within the gap 9 of the tensioning shoe 1.
  • the two opposite walls, which bound the gap laterally, have two opposing spaced retaining lugs 14,15.
  • the retaining lugs 14,15 also have an axial spacing, so that the first end 8 of the tension spring 7 can be arranged between the two retaining lugs 14,15.
  • FIG. 2B shows the captive 16 in a detail view.
  • a first retaining lug 14 has a chamfer 19, which ends at a straight shoulder 20 of the first retaining lug 14.
  • the first end of the tension spring 8 can be easily inserted and snapped over the bevel 19 of the first retaining lugs 14 in the gap 9.
  • the second retaining lug 15 and the shoulder 20 of the first retaining lug 14 prevent the first spring end 8 from passing through the gap 9 or falling out again.
  • Figure 2A shows in a detailed view one, in an area of the arm 3 of the clamping shoe 1 according to the invention formed, spring outlet 17.
  • the tension spring 7 must be made of inexpensive spring steel, without the additional Work steps, such as deburring the spring ends 8,10 added.
  • the arm 3 of the tensioning shoe 1 and thus also the walls 9 that bound the gap 9 are made of plastic. This is problematic when the first spring end 8, due to the pivotal movement of the arm 3 is moved along one of the walls 12,13. Due to the non-deburred spring end 8, this can dig into the arm 3 made of softer material.
  • the arm 3 or the gap 9 in the region of the first spring end 8 has been adapted according to the invention.
  • the one wall 13 is only so long that it ends a distance before the first spring end 8 and the spring outlet 17.
  • the other wall 12, which is formed from the arm 3, has in the region of the spring outlet 17 a buckling 18, which points away from the opposite wall 13.
  • gap 9 prevents Reason for the non-existent contact possibilities with one of the walls 12,13, a digging of the first spring end in the region of the spring outlet 17.
  • Both the captive 16, as well as provided with a buckling 18 wall 12 can easily by means of an injection mold for the arm 3 of the clamping shoe 1 to be implemented.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

Spannschuh (1), für einen Zugmitteltrieb in einer Brennkraftmaschine aufweisend eine Nabe (2) um welche der Spannschuh (1) schwenkbar gelagert ist und einen Arm (3) der zur Anlage an einem Zugmittel (4) vorgesehen ist, sowie einen um die Nabe (2) ausgebildeten Ringraum (5), der zur Aufnahme einer als Wickelfeder ausgebildeten Spannfeder (7) dient, wobei ein an den Ringraum (5) angrenzender, sich in den Arm (3) erstreckender Spalt (9) angeordnet ist, wobei ein erstes Ende (8) der Spannfeder (7) in dem Spalt (9) angeordnet ist und ein zweites Ende (10) sich an einem brennkraftmaschinenfesten Bauteil (11) abstützt, wobei der Spalt (9) zwei sich gegenüberliegende Wände (12,13) aufweist, welche zwei sich gegenüberliegende, von einander beabstandete Haltenasen (14,15) aufweisen, die als Verliersicherung (16) für die im Spannschuh (1) angeordnete Spannfeder (7) vorgesehen sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung Spannschuh Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannschuh, für einen Zugmitteltrieb in einer Brennkraftmaschine, der eine Nabe aufweist um welche der Spannschuh schwenkbar gelagert ist. Ferner weist der Spannschuh einen Arm auf, der zur Anlage an einem Zugmittel vorgesehen ist. Um die Nabe ist ein Ringraum ausgebildet, der zur Aufnahme einer als Wickelfeder ausgebildeten Spannfeder dient, wobei ein an den Ringraum angrenzender, sich in den Arm erstreckender Spalt angeordnet ist. Ein erstes Ende der Spannfeder ist in dem Spalt angeordnet und ein zweites Ende stützt sich an einem brennkraftmaschinenfesten Bauteil ab.
Hintergrund der Erfindung
Ein Spannschuh gemäß der vorgenannten Gattung ist aus der Druckschrift DE 102008054010 A1 bekannt. In dieser Schrift ist ein Spannschuh der oben ge- nannten Art offenbart, jedoch weist die Spannfeder keinerlei Sicherung gegen ein Herausfallen auf, so dass bei der Montage zusätzliches Montagewerkzeug eingesetzt werden muss. Die Schrift DE 10201 1108723 A1 zeigt einen ähnlichen Spannschuh, nur das hier, das im Arm des Spannschuhs gelagerte Federende der Spannfeder bei der Montage keine Lagepositionierung erfährt. Der Spannschuh weist einen Arm auf, welcher einen Federaufnahmebereich aufzeigt. Innerhalb des Federaufnahmebereiches ist eine Federverankerungsrippe angeordnet, welche in Richtung des ersten Federendes der Spannfeder zeigt. Die Federverankerung sichert die Feder vor dem Herausfallen in axialer Richtung, jedoch nur solange, wie sich das Federende zwischen dem Arm und der Federverankerungsrippe befindet. Zur Montage und/ oder Demontage der Spannfeder innerhalb des Armes ist eine aufwendiger zusätzlicher Arbeitsschritt nötig. Die Spannfeder wird in den Arm mittels Einführens der Spannfeder auf eine Nabe montiert, während der gewickelte Bereich der Spannfeder in Bezug auf die Nabe geneigt wird. Der Innendurchmesser des gewickelten Bereichs der Spannfeder hat in Bezug auf den Durchmesser der Nabenaussen- umfangsfläche ein beachtliches Spiel. Da das eine Federende der Spannfeder keine Führung erfährt, stütz es sich innerhalb des Armes an einer Verankerungsstellung ab. Bei dem Spiel, das zwischen dem Innendurchmesser des gewickelten Bereichs der Spannfeder und dem Außendurchmesser der Nabe vorgesehen ist, gilt, je größer das Spiel der Spannfeder, desto größer ist der exzentrische Bereich der Spannfeder und desto einfacher wird die Bewegung in die Verankerungsstellung. Mit der Vergrößerung des Spiels wachsen jedoch die Lockerheit der Spannfeder, die Instabilität der Stellung und die Möglichkeit eines Herausfallens der Spannfeder. Ist jedoch andererseits das Spiel der Spannfeder zu klein, so kann die Spannfeder nur schwer in einen Veranke- rungslösestellung bewegt werden und die Montage der Spannfeder kann Prob- lerne bereiten.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigen Spannschuh bereitzustellen, welcher leicht handhabbar in der Montage und Herstellbarkeit ist, sowie zuverlässig funktioniert.
Zusammenfassung der Erfindung Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Spalt zwei gegenüberliegende Wände aufweist, welche zwei sich gegenüberliegende, von einander beabstandete Haltenasen ausbilden, die als Verliersicherung für die im Spannschuh angeordnete Spannfeder vorgesehen sind. Hierbei wird das erste Ende der Spannfeder mittels einer Schnappverbindung zwischen den beiden Haltenasen verliersicher gehalten. Der besondere Vorteil dabei ist, dass die Spannfeder leicht montiert und gesichert werden kann, so dass weder beim Transport des Spannschuhs noch bei der Montage an einen Motorblock, die Spannfeder axial aus dem Arm des Spannschuhs fallen kann. Bei dieser Ausführungsform werden keine zusätzli- chen Montagewerkzeuge für die Federsicherung benötigt auch die Auslegung eines Spiels wie im Stand der Technik beschrieben, kann hier völlig entfallen.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, dass sich der Spalt an seiner dem Ringraum gegenüberliegenden Seite verbreitert, indem eine Wand im Bereich des Federauslaufes des ersten Endes der Spannfeder eine Ausknickung aufweist. Um die Herstellungskosten für den Spannschuh möglichst gering zu halten, wird der Federstahl nachdem er gewickelt wurde an den Federenden vom Grundmaterial abgetrennt. An den Trennstellen bleiben dabei scharfkantige Grate stehen. Die Federenden könnten in einem kostenaufwendigen zusätzlichen Arbeitsschritt entgratet werden. Ein nicht entgratetes Federende führt dazu, dass es sich bei geringen Verschiebungen entlang einer Wand des Armes in diese hinein gräbt. Dies kann zum einen dazuführen, das sich Späne aus dem im Kunststoffspritzgießverfahren hergestellten Arm lösen und die Funktion des Spannschuhs beieinträchtigen. Zum anderen muss das Federende freigängig sein, damit die Spannfeder die auf den Arm einwirkenden Kräfte bestmöglich abfedern kann. Aus diesem Grund ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich der Spalt an der Stelleverbreitert, an welcher das Federende die Wand berühren würde. Die erfindungsgemäßen Vorteile, nämlich die Realisierung einer Schnappverbindung mittels Haltenasen, um die Feder axial zu sichern, sowie die Ausknickung einer Wand des Armes, um ein eingraben der Feder zu verhindern, werden durch einen im Spritzgießverfahren kostengünstig hergestellten Arm umgesetzt. Dies, im Zusammenhang mit einer kostengünstigen Spannfeder, er- möglicht es, einen Spannschuh bereitzustellen, welcher leicht handhabbar in der Montage und Herstellbarkeit ist, sowie zuverlässig funktioniert. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt, die nachfolgend detailliert beschrieben sind, wobei sich die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Spannschuh in Einbaulage,
Fig. 2A eine Detailansicht des Spanschuhs im Bereich des Federauslaufes und
Fig. 2B eine Detailansicht des im Spannschuh angeordneten Spaltes mit einer Verliersicherung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In Figur 1 liegt ein federbeaufschlagter, um eine Schwenkachse schwenkbarer Spannschuh 1 an einem Zugmittel 4 an. Der Spannschuh 1 ist um eine Nabe 2 schwenkbar an einem nicht dargestellten Motorgehäuse gelagert und liegt mit seinem als Arm 3 ausgebildeten Schwenkkörper an dem Zugmittel 4 an, um dieses zu spannen. Um die Nabe 2 herum ist ein Ringraum 5 ausgebildet, der zur Aufnahme einer als Wickelfeder ausgebildeten Spannfeder 7 dient. Ein erstes abgebogenes Ende 8 der Spannfeder 7 ist in einem Spalt 9 angeordnet, welcher distal von der Nabe 2 weg und in den Arm 3 des Spannschuhs 1 hineinragt. Der Spalt 9 wird seitlich von zwei Wänden 12,13 begrenzt. Ein zweites Ende 10 der Spannfeder 7 stützt sich an einem brennkraftmaschinenfesten Bauteil 11 ab. Der Spannschuh 1 wird als eine komplette Baugruppe, d.h. Spannschuh 1 mit bereits eingelegter Spanfeder 7, zur Montage geliefert. Da- mit die Spannfeder 7 während des Transports und der Endmontage nicht axial von der Nabe 2 rutschen kann, ist eine erfindungsgemäße Verliersicherung 16 innerhalb des Spaltes 9 des Spannschuhs 1 angeordnet. Die beiden sich gegenüberliegenden Wände, welche den Spalt seitlich begrenzen, weisen zwei sich gegenüberliegende voneinander beabstandete Haltenasen 14,15 auf. Die Haltenasen 14,15 weisen darüber hinaus eine axiale Beabstandung auf, so dass das erste Ende 8 der Spannfeder 7 zwischen den beiden Haltenasen 14,15 anordenbar ist. Figur 2B zeigt die Verliersicherung 16 in einer Detailan- sieht. Eine erste Haltenase 14 weist eine Anschrägung 19 auf, welche an einem geraden Absatz 20 der ersten Haltenase 14 endet. Das erste Ende der Spannfeder 8 kann über die Anschrägung 19 der ersten Haltenasen 14 leicht in den Spalt 9 eingeführt und verschnappt werden. Die zweite Haltenase 15 und der Absatz 20 der ersten Haltenase 14 verhindern, das dass erste Federende 8 durch den Spalt 9 hindurch oder wieder herausfallen kann.
Figur 2A zeigt in einer Detailsicht einen, in einem Bereich des Armes 3 des Spannschuhs 1 erfindungsgemäß ausgebildeten, Federauslauf 17. Zur Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe, nämlich einen kostengünstigen Spannschuh 1 bereitzustellen, muss die Spannfeder 7 aus günstigem Federstahl hergestellt sein, ohne das zusätzlichen Arbeitsschritte, wie z.B. entgraten der Federenden 8,10 hinzukommen. Beim Abtrennen der Spannfeder 7 von einem Basismaterial kommt es jedoch zu einer Gratbildung an den Endstücken. Der Arm 3 des Spannschuhs 1 und somit auch die den Spalt 9 begrenzenden Wände 12,13 sind aus Kunststoff hergestellt. Dies ist dann problematisch, wenn das erste Federende 8, auf Grund der Schwenkbewegung des Armes 3 an einer der Wände 12,13 entlang verschoben wird. Auf Grund des nicht entgrateten Federendes 8, kann sich dieses in den aus weicherem Material hergestellten Arm 3 eingraben. Dies führt zum einen zu einer Funktionsminderung, da sich die Spannfeder 7 im schlimmsten Fall nicht mehr entspannen kann. Zum Anderen können die dabei entstehenden Kunststoffspäne die Funktion beinträchtigen und sich beispielsweise zwischen die Windungen der Spannfeder 7 klemmen oder zwischen Zugmittel 4 und Spannschuh 1 geraten. Um dies zu verhindern, wurde der Arm 3 bzw. der Spalt 9 im Bereich des ersten Federendes 8 erfindungsgemäß angepasst. Die eine Wand 13 ist nur so lang, dass sie ein Stück- weit vor dem ersten Federende 8 bzw. des Federauslaufs 17 endet. Die andere Wand 12, welche aus dem Arm 3 gebildet wird, weist in dem Bereich des Federauslaufs 17 eine Ausknickung 18 auf, die von der gegenüberliegenden Wand 13 wegzeigt. Der auf diese Weise verbreiterte Spalt 9 verhindert, auf Grund der nicht vorhandenen Berührungsmöglichkeiten mit einer der Wände 12,13, ein Eingraben des ersten Federendes im Bereich des Federauslaufs 17. Sowohl die Verliersicherung 16, als auch die mit einer Ausknickung 18 versehene Wand 12 können mittels einer Spritzgussform leicht für den Arm 3 des Spannschuhs 1 umgesetzt werden.
Bezugszahlenliste
Spannschuh
Nabe
Arm
Zugmittel
Ringraum
Spannfeder
erstes Ende (der Spannfeder)
Spalt
zweites Ende (der Spannfeder)
Bauteil
Wand
Wand
erste Haltenase
zweite Haltenase
Verliersicherung
Federauslauf
Ausknickung
Abschrägung
Absatz

Claims

Patentansprüche
1. Spannschuh (1 ), für einen Zugmitteltrieb in einer Brennkraftmaschine, aufweisend eine Nabe (2) um welche der Spannschuh (1 ) schwenkbar gelagert ist und einen Arm (3) der zur Anlage an einem Zugmittel (4) vorgesehen ist, sowie einen um die Nabe (2) ausgebildeten Ringraum (5), der zur Aufnahme einer als Wickelfeder ausgebildeten Spannfeder (7) dient, wobei ein an den Ringraum (5) angrenzender, sich in den Arm (3) erstreckender Spalt (9) angeordnet ist, wobei ein erstes Ende (8) der Spannfeder (7) in dem Spalt (9) angeordnet ist und ein zweites Ende
(10) sich an einem brennkraftmaschinenfesten Bauteil (11) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (9) zwei gegenüberliegende Wände (12,13) aufweist, welche zwei sich gegenüberliegende, von einander beabstandete Haltenasen (14,15) ausbilden, die als Verliersiche- rung (16) für die im Spannschuh (1 ) angeordnete Spannfeder (7) vorgesehen sind.
2. Spannschuh (1 ) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (8) der Spannfeder (7) zwischen den beiden Haltenasen (14,15) angeordnet ist und mittels einer Schnappverbindung gehalten wird.
3. Spannschuh (1 ) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spalt (9) an seiner dem Ringraum (5) gegenüberliegenden Seite verbreitert, indem eine Wand (12) im Bereich des Federauslaufes (17) des ersten Endes (8) der Spannfeder (7) eine Ausknickung (18) aufweist.
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