WO2017093028A1 - Bremsdrucksteuergerät - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a brake pressure control device for a motor vehicle brake system according to the preamble of patent ⁇ claim 1.
- a brake pressure control device for a motor vehicle brake system of the specified type is known from DE 10 2013 223 859 AI.
- the brake pressure control device has an electric motor whose rotational movement is transformed into a translatory movement of a piston in order to be able to build up a defined brake pressure in a wheel brake independently of the actuation of a master brake cylinder.
- Figure 1 shows a schematic structure of the invention
- FIG. 2 is a perspective view of a ball screw drive, on the profile tube of which a slip clutch is mounted;
- Figure 3 is an exploded view of all items
- FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the slip clutch depicted in FIG. 3 after the insertion of all individual parts into the housing
- FIG. 1 shows a schematic structure of the brake pressure control device according to the invention in longitudinal section, with an electric motor whose rotational movement is transformed by means of a ball screw 14 in a translational movement of a piston 6 to build independent of the operation of a master cylinder a defined brake pressure in a wheel brake to be able to.
- the electric motor is accommodated in a first housing 1 and the piston 6 in a second housing 2, for which purpose designed as a working cylinder second housing 2 disposed diametrically to the first housing 1 is.
- a third housing 3 is arranged with two diametrical end faces on which the first and second housing 1, 2 is fixed. The third housing 3 thus assumes the function of
- Central housing on or in which all other components of the brake pressure control device are arranged.
- the housing is designed as a central third housing 3, a passageway ⁇ bore 4 for accommodating a slipping clutch 9 and
- FIG. 2 shows, in a perspective view, the ball screw drive 14 before the play-free fastening of the piston 6 to a profile tube 7, which has a fixed connection to a nut 15 arranged on the profile tube 7.
- the necessary drive torque of the electric motor acts on a spindle 5 arranged in the profile tube 7 (see FIG.
- the only torque ⁇ element support is formed by the slip clutch 9, which is arranged on the profiled tube 7 prior to assembly of the piston 6, wherein the slip clutch 9 by the piston assembly on the profile tube 7 together with the ball screw 14 in the through hole 4 of the housing 3 is stored.
- the slip clutch 9 makes it possible to maintain the required radial degrees of freedom within the central housing (housing 3) to ensure proper operation of the piston 6 without mechanical tension in the ball screw 15.
- the slip clutch 9 is in permanent mechanical contact with the
- FIG. 3 shows in an exploded view the overall structure of the slip clutch 9, consisting of the inner ring 10, which is arranged between a pressure ring 11 and an outer ring 12.
- the outer ring 12 has on the side facing away from the inner ring 10 a plurality of uniformly distributed over the circumference axial projection Jumps 13 which are engaged after assembly with a plurality, formed in a sleeve-shaped coupling housing 16 recesses 17.
- the pressure ring 11 has on the outer ring 12 facing the end of several uniformly distributed over the circumference of ramps 18, which in turn are engaged with a plurality of profile contours 19 formed on the end face of the outer ring 12, which faces the ramps 18 and which are adapted to the contour of the ramps 18.
- the inner ring 10 is provided on its inner shell with two longitudinal grooves 20 through which, after coupling assembly on the profile tube 7 according to the combination of Figure 2 two arranged on the lateral surface of the profile tube 7 guide webs 21 extend axially. Furthermore, the inner ring 10 on its outer casing a plurality of pins 8, which are in the pressure ring 11 with radial recesses 22 in engagement.
- Figure 4 illustrates the structure of the slip clutch 9 in the finished, hand manipulable state in a longitudinal section, according to which in the cup-shaped clutch housing 19 in the following order of assembly, first, the outer ring 12 is jointly used overall to the inner ring 10 and efficient approximations to the off ⁇ 17 of the engages the pressure ring 11, then the corrugated spring 24 and finally the end plate 23 which is endfixiert by means of several, distributed over the circumference of the clutch housing 16 tabs 25 and thus the aforementioned items in the clutch housing 16 captively positioned, including the end disk is finally grasped 23 from ⁇ from the large tabs 25, while the other, minor flaps 26 ensure a fixing of the clutch case 16 on the electric motor.
- the proposed construction of the slip clutch 9 thus forms a particularly compact, pretestable unit, which does not restrict the profile tube 7 in terms of the necessary degrees of freedom, so that a clamping of the piston 6 in the housing 2 due to possible manufacturing tolerances is safely excluded.
- the individual parts of the slip clutch 9 described above are thus arranged one behind the other to form a so-called axial slip clutch.
- the torque is transmitted via the inner ring 10, the outer ring 12 and finally via the coupling housing 16, by means of a plurality of fastening elements provided on the outer circumference of the coupling housing, into the central housing (housing 3). initiated.
- fasteners are preferably juxtaposfitende in the central housing retaining screws used, which pass through several trained on the circumference of the coupling housing 16 Be ⁇ festistsaugen 27 (so-called passages), which can be seen particularly clearly with reference to FIG.
- the slip clutch 9 is in constant contact with the profile tube 7, which for the purpose of braking pressure build-up performs an axial stroke with each activation of the electric motor in the pressure build-up direction. Therefore, the slip clutch 9 must provide a wear-resistant sliding partner with respect to the profile tube 7, which is why it is important to pay attention to the correct material pairing between the inner ring 10 and the profile tube 7.
- the pressure ring 11 and the outer ring 12 allow in the movement of the profile tube 7 in Druckabbaucardi so-called. Tripping, ie the activation of the slip clutch in case of failure by means of the six ramps 18 to return the profile tube 7 with high engine speed in the direction of the rear stop, the in figure 1 corresponds to the bottom of the housing 1, not unbraked on ⁇ strike. The triggering and thus the activation of the
- Slip clutch 9 allows targeted reduction of kinetic energy to prevent the impact. Consequently, the slip clutch 9 releases at a clearly defined torque (so-called tripping torque) in the direction of pressure reduction and the kinetic energy will be converted into heat as a result of the slip function.
- the clearly defined torque is required to preclude a false triggering of the slip clutch 9.
- the desired triggering or sliding torque is achieved both by the
- Preload of the wave spring 24 determines which the pressure ring 11, the inner ring 10 and the outer ring 12 is acted upon by a defined axial force, as well as by the choice of a spe ⁇ cif ramp angle and a coefficient of friction of the ramps 18 on the pressure ring 11, wherein in the tripped state of Turn inner and pressure rings 10, 11 through 180 ° before they engage again
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bremsdrucksteuergerät für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Elektromotor, dessen rotatorische Bewegung mittels eines Kugelgewindetriebs (14) in eine translatorische Bewegung eines Kolbens (6) in einem Arbeitszylinder transformiert wird, um unabhängig von der Betätigung eines Hauptbremszylinders einen definierten Bremsdruck in einer Radbremse aufbauen zu können. Die Erfindung sieht vor, dass der Kugelgewindetrieb (14) mit einer Rutschkupplung (9) versehen ist, die über ein mit einer Mutter (15) des Kugelgewindetriebs (14) fest verbundenes Profilrohr (7) gestülpt ist, an dem der Kolben (6) fixiert ist.
Description
Bremsdrucksteuergerät
Die Erfindung betrifft ein Bremsdrucksteuergerät für eine Kraftfahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentan¬ spruchs 1.
Ein Bremsdrucksteuergerät für eine Kraftfahrzeugbremsanlage der angegebenen Art ist aus DE 10 2013 223 859 AI bekannt. Das Bremsdrucksteuergerät weist einen Elektromotor auf, dessen rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung eines Kolbens transformiert wird, um unabhängig von der Betätigung eines Hauptbremszylinders einen definierten Bremsdruck in einer Radbremse aufbauen zu können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Bremsdrucksteuergerät der angegebenen Art mit möglichst einfachen konstruktiven Mitteln besonders kompakt und zuverlässig zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Bremsdrucksteuergerät der genannten Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst .
Weitere Merkmale der Erfindung sind den einzelnen Patentansprüchen als auch aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand dreier Zeichnungen zu entnehmen.
Es zeigen:
Figur 1 einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen
Bremsdrucksteuergeräts im Längsschnitt,
Figur 2 in einer Perspektivansicht einen Kugelgewindetrieb, auf dessen Profilrohr eine Rutschkupplung aufgesetzt ist,
Figur 3 eine Explosionsansicht aller Einzelteile der
Rutschkupplung,
Figur 4 im Längsschnitt die in Figur 3 abgebildete Rutsch- kupplung nach dem Einfügen aller Einzelteile in das
Kupplungsgehäuse .
Im Einzelnen zeigt die Figur 1 einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuergeräts im Längsschnitt, mit einem Elektromotor, dessen rotatorische Bewegung mittels eines Kugelgewindetriebs 14 in eine translatorische Bewegung eines Kolbens 6 transformiert wird, um unabhängig von der Betätigung eines Hauptbremszylinders einen definierten Bremsdruck in einer Radbremse aufbauen zu können.
Um einen möglichst einfachen und funktionssicheren Aufbau für ein Bremsdrucksteuergerät zu schaffen, ist vorgesehen, dass der Elektromotor in einem ersten Gehäuse 1 und der Kolben 6 in einem zweiten Gehäuse 2 aufgenommen ist, wozu das als Arbeitszylinder konzipierte zweite Gehäuse 2 diametral zum ersten Gehäuse 1 angeordnet ist. Zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse 1, 2 ist ein drittes Gehäuse 3 mit zwei diametralen Stirnflächen angeordnet, an denen das erste und zweite Gehäuse 1, 2 fixiert ist. Das dritte Gehäuse 3 übernimmt somit die Funktion eines
Zentralgehäuses, an bzw. in dem sämtliche weiteren Komponenten des Bremsdrucksteuergeräts angeordnet sind.
Wie weiterhin aus der Figur 1 zu entnehmen ist, weist das als Zentralgehäuse ausgeführte dritte Gehäuse 3 eine Durchgangs¬ bohrung 4 zur Aufnahme einer Rutschkupplung 9 und zum
Hindurchführen des Kugelgewindetriebs 14 auf, sodass in Ver¬ bindung mit dem im zweiten Gehäuse 2 angeordneten Kolben 6 die Funktion eines Linearaktuators durch eine besonders kompakte Bauweise des Bremsdrucksteuergeräts gewährleistet ist. In die
Durchgangsbohrung 4 erstreckt sich somit der mit der Rutschkupplung 9 versehene Kugelgewindetrieb 14 als eigenständig handhabbare, vorprüfbare Baugruppe. Die Figur 2 zeigt in einer Perspektivansicht den Kugelgewindetrieb 14 vor der spielfreien Befestigung des Kolbens 6 an einem Profilrohr 7, das eine feste Verbindung mit einer auf dem Profilrohr 7 angeordneten Mutter 15 aufweist. Das nötige Antriebsmoment des Elektromotors wirkt auf eine im Profilrohr 7 angeordnete Spindel 5 (siehe Figur 1) des Kugelgewindetriebs 14, wobei das auf die Mutter 15 des Kugelgewindetriebs 14 wirkende Drehmoment durch eine Drehmomentstütze aufgenommen wird, wodurch die gewünschte translatorische Bewegung des Profilrohrs 7 erzeugt wird, an dessen Endabschnitt der Kolben 6 zu befestigen ist. In vorliegendem Ausführungsbeispiel wird die Drehmo¬ mentstütze durch die Rutschkupplung 9 gebildet, die auf dem Profilrohr 7 vor der Montage des Kolbens 6 angeordnet wird, wobei die Rutschkupplung 9 nach der Kolbenmontage am Profilrohr 7 gemeinsam mit dem Kugelgewindetrieb 14 in der Durchgangsbohrung 4 des Gehäuses 3 gelagert wird. Die Rutschkupplung 9 ermöglicht hierbei die Einhaltung der erforderlichen radialen Freiheitsgrade innerhalb des Zentralgehäuses (Gehäuse 3) , um ohne mechanische Verspannung im Kugelgewindetrieb 15 die einwandfreie Betätigung des Kolbens 6 sicher zu stellen. Die Rutschkupplung 9 steht in einem permanenten mechanischen Kontakt mit dem
Profilrohr 7, wozu die Rutschkupplung 9 mit einem axial gleitend auf dem Profilrohr 7 angeordneten Innenring 10 versehen ist, der nachfolgend in Figur 3 abgebildet ist. Die Figur 3 zeigt in einer Explosionsansicht den Gesamtaufbau der Rutschkupplung 9, bestehend aus dem Innenring 10, der zwischen einem Druckring 11 und einem Außenring 12 angeordnet ist. Der Außenring 12 weist auf der vom Innenring 10 abgewandten Seite mehrere, gleichförmig über den Umfang verteilte axiale Vor-
Sprünge 13 auf, die nach dem Zusammenbau im Eingriff stehen mit mehreren, in einem hülsenförmigen Kupplungsgehäuse 16 ausgebildeten Aussparungen 17. Der Druckring 11 weist auf der dem Außenring 12 zugewandten Stirnseite mehrere, gleichförmig über den Umfang verteilte Rampen 18 auf, die wiederum im Eingriff stehen mit mehreren, an der Stirnseite des Außenrings 12 ausgebildete Profilkonturen 19, die den Rampen 18 zugewandt sind und die an die Kontur der Rampen 18 angepasst sind. Der Innenring 10 ist an seinem Innenmantel mit zwei Längsnuten 20 versehen, durch die sich nach erfolgter Kupplungsmontage auf dem Profilrohr 7 gemäß der Zusammenschau nach Figur 2 zwei an der Mantelfläche des Profilrohrs 7 angeordnete Führungsstege 21 axial erstrecken. Weiterhin weist der Innenring 10 an seinem Außenmantel mehrere Zapfen 8 auf, die mit radialen Ausnehmungen 22 im Druckring 11 im Eingriff stehen. Schließlich ist zwischen der vom Innenring 10 abgewandten Stirnseite des Druckrings 11 und einer am Kupplungsgehäuse 16 fixierten Endscheibe 23 eine Wellfeder 24 eingespannt, welche die für die Funktion der Rutschkupplung 9 erforderliche Anpresskraft auf den Druckring 11 erzeugt.
Die Figur 4 verdeutlicht den Aufbau der Rutschkupplung 9 im fertiggestellten, eigenhändig handhabbaren Zustand in einem Längsschnitt, wonach in das topfförmige Kupplungsgehäuse 19 in der nachfolgenden Montagereihe zunächst der Außenring 12 ge- meinsam mit dem Innenring 10 eingesetzt ist und in die Aus¬ sparrungen 17 des rechten Kupplungsgehäuse-Bunds eingreift, dann folgen der Druckring 11, anschließend die Wellfeder 24 und schließlich die Endscheibe 23, welche mittels mehrerer, über den Umfang des Kupplungsgehäuse 16 verteilte Laschen 25 endfixiert ist und somit die vorgenannten Einzelteile im Kupplungsgehäuse 16 unverlierbar positioniert, wozu die Endscheibe 23 aus¬ schließlich von der großen Laschen 25 umgriffen ist, während die weiteren, kleineren Laschen 26 eine Befestigung des Kupplungsgehäuses 16 am Elektromotor sicherstellen.
Der vorgestellte Aufbau der Rutschkupplung 9 bildet somit eine besonders kompakte, vorprüfbare Einheit, die das Profilrohr 7 hinsichtlich der nötigen Freiheitsgrade nicht einschränkt, sodass ein Klemmen des Kolbens 6 im Gehäuse 2 infolge möglicher Herstellungstoleranzen sicher ausgeschlossen ist. Die zuvor beschriebenen Einzelteile der Rutschkupplung 9 sind somit zur Ausbildung einer sog. axialen Rutschkupplung alle hintereinander angeordnet .
Der Innenring 10 dient als Gleitpartner für das Profilrohr 7 des Kugelgewindetriebs 14. Das Drehmoment wird über den Innenring 10 , den Außenring 12 und abschließend über das Kupplungsgehäuse 16, mittels mehrerer am Außenumfang des Kupplungsgehäuses vorge- sehener Befestigungselemente, in das Zentralgehäuse (Gehäuse 3) eingeleitet. Als Befestigungselemente werden bevorzugt in das Zentralgehäuse einzudrehende Halteschrauben verwendet, die mehrere am Umfang des Kupplungsgehäuses 16 ausgebildete Be¬ festigungsaugen 27 (sogenannte Durchzüge) durchgreifen, die anhand der Figur 3 besonders deutlich zu erkennen sind.
Die Rutschkupplung 9 ist im ständigen Kontakt mit dem Profilrohr 7, das zum Zwecke des Bremsdruckaufbaus bei jeder Aktivierung des Elektromotors in Druckaufbaurichtung einen axialen Hub voll- zieht. Deshalb muss die Rutschkupplung 9 gegenüber dem Profilrohr 7 einen verschleißarmen Gleitpartner zu Verfügung stellen, weshalb auf die richtige Werkstoffpaarung zwischen dem Innenring 10 und dem Profilrohr 7 zu achten ist. Der Druckring 11 und der Außenring 12 erlauben bei der Bewegung des Profilrohrs 7 in Druckabbaurichtung das sog. Auslösen, d.h. die Aktivierung der Rutschkupplung im Fehlerfall mittels der sechs Rampen 18, um beim Zurückfahren des Profilrohrs 7 mit hoher Motordrehzahl in Richtung des hinteren Anschlags, der in Figur
1 dem Boden des Gehäuses 1 entspricht, nicht ungebremst an¬ zuschlagen. Das Auslösen und damit die Aktivierung der
Rutschkupplung 9 ermöglicht ein gezielter Abbau der kinetischen Energie, um das Anschlagen zu verhindern. Folglich löst die Rutschkupplung 9 bei einem eindeutig definierten Drehmoment (sog. Auslösemoment) in Druckabbaurichtung und die kinetische Energie wird infolge der Rutschfunktion in Wärme umwandeln. Das eindeutig definierte Drehmoment ist erforderlich, um ein fälschliches Auslösen der Rutschkupplung 9 auszuschließen. Das gewünschte Auslöse- bzw. Rutschmoment wird sowohl durch die
Vorspannung der Wellfeder 24 bestimmt, welche den Druckring 11, den Innenring 10 und den Außenring 12 mit einer definierten Axialkraft beaufschlagt, als auch durch die Wahl eines spe¬ zifischen Rampenwinkels und einer Reibungszahl der Rampen 18 am Druckring 11, wobei sich im ausgelösten Zustand der Innen- und Druckring 10, 11 um 180° drehen ehe sie wieder einrasten
In Druckaufbaurichtung hingegen ist konstruktionsbedingt keine Auslösung der Rutschkupplung 9 möglich, sodass sie das Mo- tordrehmoment zur Betätigung des am Profilrohr 7 angebrachten Kolbens 6 sicher überträgt.
Bezugs zeichenliste
1 Gehäuse
2 Gehäuse
3 Gehäuse
4 Durchgangsbohrung
5 Spindel
6 Kolben
7 Profilrohr
8 Zapfen
9 Rutschkupplung
10 Innenring
11 Druckring
12 Außenring
13 Vorsprung
14 Kugelgewindetrieb
15 Mutter
16 Kupplungsgehäuse
17 Aussparung
18 Rampe
19 Profilkontur
20 Längsnut
21 Führungssteg
22 Ausnehmung
23 Endscheibe
24 Wellfeder
25 Lasche
26 Lasche
27 Befestigungsauge
Claims
1. Bremsdrucksteuergerät für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Elektromotor, dessen rotatorische Bewegung mittels eines Kugelgewindetriebs in eine translatorische Bewegung eines Kolbens in einem Arbeitszylinder transformiert wird, um unabhängig von der Betätigung eines Hauptbremszylinders einen definierten Bremsdruck in einer Radbremse aufbauen zu können, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelgewindetrieb (14) mit einer Rutschkupplung (9) versehen ist, die über ein mit einer Mutter (15) des Kugelgewindetriebs (14) fest verbundenes Profilrohr (7) gestülpt ist, an dem der Kolben (6) fixiert ist. 2. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor in einem ersten Gehäuse (1) und der Kolben (6) in einem zweiten Gehäuse (2) aufgenommen ist, das diametral zum ersten Gehäuse (1) angeordnet ist, und dass zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse (1,
2) ein drittes Gehäuse (3) mit einer Durchgangsbohrung (4) angeordnet ist, in die sich der mit der Rutschkupplung (9) versehene Kugelgewindetrieb (14) erstreckt.
3. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass das dritte Gehäuse (3) zwei diametrale
Stirnflächen aufweist, an denen das erste und zweite Gehäuse (1, 2) fixiert ist.
4. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Rutschkupplung (9) in einem permanenten mechanischen Kontakt mit dem Profilrohr (7) steht, wozu die Rutschkupplung (9) mit einem axial gleitend auf dem Pro¬ filrohr (7) angeordneten Innenring (10) versehen ist.
5. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10) zwischen einem Druckring (11) und einem Außenring (12) angeordnet ist.
6. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (12) auf der vom Innenring (10) abgewandten Seite mehrere, gleichförmig über den Umfang verteilte axiale Vorsprünge (13) aufweist, die im Eingriff stehen mit mehreren, in einem hülsenförmigen Kupplungsgehäuse (16) ausgebildete Aussparungen (17).
7. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (11) auf der dem Außenring (12) zugewandten Stirnseite mehrere, gleichförmig über den Umfang verteilte Rampen (18) aufweist, die im Eingriff stehen mit mehreren, an der Stirnseite des Außenrings (12) ausgebildete Profilkontur (19), das an die Kontur der Rampen (18) an- gepasst ist.
8. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10) an seinem Innenmantel mit zwei Längsnuten (20) versehen ist, durch die sich zwecks Formschluss zwei an der Mantelfläche des Profilrohrs (7) angeordnete Führungsstege (21) axial erstrecken.
9. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10) an seinem Außenmantel mehrere Zapfen (8) aufweist, die mit radialen Ausnehmungen (22) im Druckring (11) im Eingriff stehen.
10. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der vom Innenring (10) abgewandten Stirnseite des Druckrings (11) und einer am Kupplungsgehäuse
(16) fixierten Endscheibe (23) eine Wellfeder (24) eingespannt ist.
11. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung (9) ein hülsenförmiges Kupplungsgehäuse (19) aufweist, in dem in folgender Reihe von außen nach innen eine Endscheibe (23), eine Wellfeder (24), ein Druckring (11), ein Innenring (10) und ein Außenring (12) angeordnet sind, welche mittels mehrerer, über den Umfang des Kupplungsgehäuse (16) verteilter Laschen (25) im Kupp¬ lungsgehäuse (19) gehalten sind, wozu die Endscheibe (23) von den Laschen (25) kontaktiert ist.
12. Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung (9) ein hülsenförmiges Kupplungsgehäuse (16) aufweist, das zur Fixierung am Elektromotor über den Umfang verteilt mehrere Laschen (26) aufweist .
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