WO2026017484A1 - Radantriebsvorrichtung und kraftfahrzeug - Google Patents
Radantriebsvorrichtung und kraftfahrzeugInfo
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Definitions
- the invention relates to a wheel drive device for a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and to a motor vehicle according to claim 8.
- clicking noises can occur during acceleration and load changes. These clicking noises are particularly likely to occur at the contact surface of a wheel bearing with a side shaft or lateral drive shaft.
- DE 10 2006 030682 A1 describes a wheel hub constant velocity joint unit in which a wheel hub with a through-hole carrying an internal shaft toothing is clamped to the joint housing of a constant velocity joint, on which a pin with an external shaft toothing is integrally formed, wherein the internal shaft toothing of the through-hole and the external shaft toothing of the pin mesh and a double-row wheel bearing is pushed onto the wheel hub, which includes an inner bearing ring on which an end face of the joint housing is directly supported, wherein the pitch circle diameter of the rolling bearing is larger than the pitch circle diameter of the constant velocity joint.
- Similar wheel hub constant velocity joint units are known from DE 10 2020 100 157 Al and DE 102015 211456 Al, in which a retaining ring is used to axially secure the wheel hub to the joint housing.
- the object of the present invention is to provide a novel wheel drive device for a motor vehicle and a novel motor vehicle.
- a wheel drive device for a motor vehicle comprising a wheel hub rotatably mounted about a wheel axis of rotation, a joint housing having a joint bell and a pin non-rotatably connected to the joint bell, and a gearing device having a first toothing on the wheel hub side and a second toothing arranged on an outer circumference of the pin, wherein the first toothing engages with the second toothing, thereby non-rotatably connecting the wheel hub to the joint housing, and wherein in an axial region of the gearing device the wheel hub radially surrounds the pin.
- axial and radial refer to the wheel's axis of rotation.
- axial area refers to an area of extension (here, the area of extension of the gearing device) in the axial direction. This area is thus to be understood as a spatial region that extends axially from the beginning to the end of the gearing device and that extends infinitely in the other two spatial directions.
- the wheel hub, joint housing, and pin are all arranged coaxially.
- the first and second toothed sections are axially overlapping, meaning they are located within a region of identical axial coordinates.
- the wheel hub has a contact surface arranged perpendicular to the direction of the wheel's axis of rotation for contact with the retaining ring.
- a sealing ring is arranged on an outer circumference of the joint housing on a side of the gearing device facing the joint housing with respect to the axial direction, to seal a gap between the wheel hub and the joint housing.
- a second circumferential groove or a support ring for receiving the sealing ring is arranged on the outer circumference of the joint housing.
- a rolling bearing is arranged in an axial area between the sealing ring and the retaining ring on an outer circumference of the wheel hub with respect to the direction of the wheel's axis of rotation.
- a motor vehicle with multiple wheels comprising one or more of the wheel drive devices described above.
- the motor vehicle may, for example, have at least one electric drive and/or an internal combustion engine.
- the motor vehicle can be, for example, a passenger car, a commercial vehicle or a bus.
- the present invention proposes to fix at least one side shaft or side drive shaft of the motor vehicle without preload via a retaining ring (for example according to DIN 471 or in a similar design) and to decouple the wheel bearing preload from the assembly.
- a retaining ring for example according to DIN 471 or in a similar design
- a sealing ring can be inserted between the driveshaft contour and the collar (flanged contour) of the wheel bearing.
- the wheel hub 2 can have an end face 9 on an inner surface facing towards the side shaft.
- the joint housing 1 can also have an end face 10 at the level of a projection of the pin 3, which, when the pin 3 is inserted into the receptacle 4, is opposite the end face 9, but does not necessarily abut it.
- the gearing device 7 can be particularly advantageously designed such that at least one of the two complementary gear teeth of the gearing device 7 is not aligned exactly parallel to the wheel axis of rotation 18, but slightly angled to it (for example, by less than 1 degree). Such an alignment can create a preload between the two complementary gear teeth within the gearing device itself, thereby enabling axial locking, at least to a limited extent.
- a second circumferential groove 15 or a support ring for receiving the sealing ring 13 can be arranged on the outer circumference of the joint housing 1.
- the wheel hub 2 can have a radially outwardly directed collar 17 at one axial end of the wheel hub 2 facing the joint bell 6, wherein the collar 17 abuts the sealing ring 13.
- the retaining ring 12 is arranged on an axial side of the contact surface 8 facing away from the joint housing 6, such that the arrangement of the retaining ring 12 in the groove 11 and on the contact surface 8 prevents axial separation of the wheel hub 2 and the joint housing 1.
- this eliminates the need for a screw to prevent axial separation, as is generally the case in the prior art.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Radantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer um eine Raddrehachse (18) drehbar gelagerten Radnabe (2), mit einem Gelenkgehäuse (1), welches eine Gelenkglocke (6) und einen mit der Gelenkglocke (6) drehfest verbundenen Zapfen (3) aufweist, und mit einer Verzahnungsvorrichtung (7), welche eine radnabenseitige erste Verzahnung sowie eine an einem Außenumfang des Zapfens (3) angeordnete zweite Verzahnung aufweist, wobei die erste Verzahnung mit der zweiten Verzahnung in Eingriff steht, wodurch die Radnabe (2) drehfest mit dem Gelenkgehäuse (1) verbunden ist, wobei in einem axialen Bereich der Verzahnungsvorrichtung (7) die Radnabe (2) den Zapfen (3) radial umgibt, wobei der Zapfen (3) hinsichtlich einer Richtung der Raddrehachse (18) auf einer der Gelenkglocke (6) abgewandten Seite der Verzahnungsvorrichtung (7) eine erste umlaufende Nut (11) aufweist, in welcher ein Sicherungsring (12) zur axialen Sicherung der Radnabe (2) gegenüber dem Gelenkgehäuse (1) angeordnet ist.
Description
Radantriebsvorrichtung und Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Radantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 8.
In Kraftfahrzeugen, insbesondere elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, kann Anfahr- und Lastwechselknacken auftreten. Knackgeräusche treten insbesondere an einer Kontaktfläche eines Radlagers zu einer Seitenwelle oder seitlichen Antriebswelle auf.
Es ist bekannt, eine Antiknackscheibe zu verwenden. Nachteilig ist, dass ein zusätzliches Bauteil erforderlich ist. Ferner ist bekannt, die Anlageflächen zu molykotieren. Dies löst das Problem jedoch nicht vollständig und erfordert einen zusätzlichen Arbeitsschritt. Ferner sind Stirnverzahnungen bekannt.
DE 10 2006 030682 Al beschreibt eine Radnaben-Gleichlaufdrehgelenk-Einheit, bei welcher eine Radnabe mit einer Durchgangsöffnung, die eine innere Wellenverzahnung trägt, mit dem Gelenkgehäuse eines Gleichlaufdrehgelenks verspannt ist, an dem ein Zapfen mit einer äußeren Wellenverzahnung angeformt ist, wobei innere Wellenverzahnung der Durchgangsöffnung und äußere Wellenverzahnung des Zapfens ineinander greifen und ein zweireihiges Radlager auf die Radnabe aufgeschoben ist, die einen inneren Lagerring umfasst, an dem sich eine Stirnfläche des Gelenkgehäuses unmittelbar abstützt, wobei der Teilkreisdurchmesser des Wälzlagers größer ist als der Teilkreisdurchmesser des Gleichlaufdrehgelenks. Ähnliche Radnaben- Gleichlaufdrehgelenk-Einheiten sind aus der DE 10 2020 100 157 Al und der DE 102015 211456 Al bekannt, wobei in diesen beiden Fällen ein Sicherungsring zur axialen Sicherung der Radnabe gegenüber dem Gelenkgehäuse verwendet wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neuartige Radantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein neuartiges Kraftfahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Radantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird eine Radantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit einer um eine Raddrehachse drehbar gelagerten Radnabe, mit einem Gelenkgehäuse, welches eine Gelenkglocke und einen mit der Gelenkglocke drehfest verbundenen Zapfen aufweist, und mit einer Verzahnungsvorrichtung, welche eine radnabenseitige erste Verzahnung sowie eine an einem Außenumfang des Zapfens angeordnete zweite Verzahnung aufweist, wobei die erste Verzahnung mit der zweiten Verzahnung in Eingriff steht, wodurch die Radnabe drehfest mit dem Gelenkgehäuse verbunden ist, wobei in einem axialen Bereich der Verzahnungsvorrichtung die Radnabe den Zapfen radial umgibt. Erfindungsgemäß weist der Zapfen hinsichtlich einer Richtung der Raddrehachse auf einer der Gelenkglocke abgewandten Seite der Verzahnungsvorrichtung eine erste umlaufende Nut auf, in welcher ein Sicherungsring zur axialen Sicherung der Radnabe gegenüber dem Gelenkgehäuse angeordnet ist.
Im Stand der Technik entsteht, insbesondere bei Elektroantrieben, bei dynamischen Lastwechseln ein Klackern im Bereich eines, oftmals auch als Verbördelung bezeichneten, Kragens an der Radnabe, insbesondere durch eine ruckartige Momentenübertragung vom Gelenkgehäuse auf den Kragen. Dieses Klackern wird durch die erfindungsgemäße Lösung verhindert.
Im Kontext der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „drehfest" wie folgt verwendet: Zwei drehbar gelagerte Elemente sind drehfest miteinander verbunden, wenn sie koaxial zueinander angeordnet und derart miteinander verbunden sind, dass sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen.
Die Begriffe „axial" und „radial" beziehen sich auf die Raddrehachse.
Mit dem Begriff des „axialen Bereiches" ist ein Erstreckungsbereich (hier ein Erstreckungsbereich der Verzahnungsvorrichtung) in axialer Richtung gemeint. Dieser Bereich ist somit als ein Raumbereich aufzufassen, der sich in axialer Richtung vom Beginn bis zum Ende der Verzahnungsvorrichtung erstreckt und der sich in die beiden anderen Raumrichtungen jeweils unendlich erstreckt.
Radnabe, Gelenkgehäuse und Zapfen sind allesamt koaxial zueinander angeordnet. Die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung sind axial überlappend zueinander angeordnet, das heißt, sie sind in einem Bereich gleicher axialer Koordinaten angeordnet.
In einer Ausführungsform weist die Radnabe eine senkrecht zu der Richtung der Raddrehachse angeordnete Anlagefläche zur Anlage an dem Sicherungsring auf.
In einer Ausführungsform ist hinsichtlich der axialen Richtung auf einer der Gelenkglocke zugewandten Seite der Verzahnungsvorrichtung an einem Außenumfang des Gelenkgehäuses ein Dichtring zur Abdichtung eines Spaltes zwischen der Radnabe und dem Gelenkgehäuse angeordnet.
In einer Ausführungsform ist an dem Außenumfang des Gelenkgehäuses eine zweite umlaufende Nut oder ein Trägerring zur Aufnahme des Dichtringes angeordnet.
In einer Ausführungsform ist hinsichtlich der Richtung der Raddrehachse in einem axialen Bereich zwischen dem Dichtring und dem Sicherungsring an einem Außenumfang der Radnabe ein Wälzlager angeordnet.
In einer Ausführungsform weist die Radnabe an einem der Gelenkglocke zugewandten axialen Ende der Radnabe einen nach radial außen gerichteten Kragen auf, wobei der Kragen an dem Dichtring anliegt. Der Kragen der Radnabe wird oft auch als eine Verbördelung bezeichnet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit mehreren Rädern vorgeschlagen, umfassend eine oder mehrere der oben beschriebenen Radantriebsvorrichtungen.
Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise mindestens einen elektrischen Antrieb und/oder eine Verbrennungskraftmaschine aufweisen.
Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise als ein Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug oder ein Bus ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung schlägt vor, mindestens eine Seitenwelle oder seitliche Antriebswelle des Kraftfahrzeugs vorspannungsfrei über einen Sicherungsring (beispielsweise nach DIN 471 oder in ähnlicher Ausführung) zu fixieren und die Radlagervorspannung aus dem Verbund zu entkoppeln.
Somit wird ein Stick-Slip-Effekt zwischen dem Radlager und der Seitenwelle vermieden. Zur Verhinderung von Feuchtigkeitseintrag in die Verzahnung kann zwischen der Seitenwellenkontur und dem Kragen (Umbördelungskontur) des Radlagers ein Dichtring eingebracht sein.
Auf diese Weise werden Anfahr- und Lastwechselknacken unterbunden. Ein ansonsten üblicher Verschraubungs-Prozess bei der Montage kann entfallen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Gelenkgehäuses einer Seitenwelle eines
Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik, das im Eingriff mit einer Radnabe eines Rades des Kraftfahrzeugs ist.
Die einzige Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines Gelenkgehäuses 1 einer Seitenwelle oder seitlichen Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, eines Nutzfahrzeugs oder eines Busses, insbesondere mit einem elektrischen Antrieb und/oder einer Verbrennungskraftmaschine. Das Gelenkgehäuse 1 weist eine Gelenkglocke 6 und einen Zapfen 3 auf, der in eine Radnabe 2 eines Rades des Kraftfahrzeugs, insbesondere in eine axiale Aufnahme 4 der Radnabe 2, eingreift. Der Zapfen 3 und die axiale Aufnahme 4 sind durch eine Verzahnungsvorrichtung 7 miteinander drehfest verbunden. Hierzu weisen der Zapfen 3 und die
axiale Aufnahme 4 zueinander komplementäre, beispielsweise gerade, Verzahnungen auf, durch die die axiale Aufnahme 4 drehfest mit dem Zapfen 3 verbunden ist. Der Zapfen 3 kann eine axiale Bohrung 5 mit einem Innengewinde aufweisen, in die eine Zentralschraube (nicht gezeigt) mit einem Außengewinde eingeschraubt werden könnte. Diese wird in der vorliegenden Erfindung jedoch nicht benötigt.
Die Radnabe 2 kann an einer in Richtung der Seitenwelle weisenden Innenseite eine Stirnfläche 9 aufweisen. Das Gelenkgehäuse 1 kann auf der Höhe eines Ansatzes des Zapfens 3 ebenfalls eine Stirnfläche 10 aufweisen, die bei in die Aufnahme 4 eingeschobenem Zapfen 3 der Stirnfläche 9 gegenüberliegt, jedoch nicht zwingend an diese anschlägt.
Der Zapfen 3 weist hinsichtlich einer Richtung einer Raddrehachse 18 auf einer der Gelenkglocke 6 abgewandten Seite der Verzahnungsvorrichtung 7 eine erste umlaufende Nut 11 auf, in welcher ein Sicherungsring 12 zur axialen Sicherung der Radnabe 2 gegenüber dem Gelenkgehäuse 1 angeordnet ist. Die Nut 11 ist vorteilhaft als eine radial außenseitige Vertiefung in dem Zapfen (3) ausgebildet und axial außerhalb der Verzahnungsvorrichtung 7 und auf einer der Gelenkglocke 6 abgewandten axialen Seite der der Verzahnungsvorrichtung 7 angeordnet.
Anders als im Stand der Technik wird die Radnabe 2 daher nicht gegen das Gelenkgehäuse 1 gepresst, sondern lockerer durch den Sicherungsring 12 gegen axiale Beweglichkeit gesichert.
Besonders vorteilhaft kann die Verzahnungsvorrichtung 7 derart ausgeführt sein, dass zumindest eine der beiden genannten komplementären Verzahnungen der Verzahnungsvorrichtung 7 nicht exakt achsparallel zur Raddrehachse 18 sondern leicht (zum Beispiel um weniger als 1 Grad) gewinkelt zu dieser ausgerichtet ist. Durch eine derartige Ausrichtung kann bereits innerhalb der Verzahnungsvorrichtung eine Verspannung zwischen den beiden genannten komplementären Verzahnungen bewirkt werden, wodurch eine axiale Sicherung zumindest in begrenztem Maße möglich ist.
In einer Ausführungsform kann die Radnabe 2 eine senkrecht zu der Richtung der Raddrehachse 18 angeordnete Anlagefläche 8 zur Anlage an dem Sicherungsring 12 aufweisen.
Ferner kann hinsichtlich der axialen Richtung auf einer der Gelenkglocke 6 zugewandten Seite der Verzahnungsvorrichtung 7 an einem Außenumfang des Gelenkgehäuses 1 ein Dichtring 13 zur Abdichtung eines Spaltes 14 zwischen der Radnabe 2 und dem Gelenkgehäuse 1 angeordnet sein.
In einer Ausführungsform kann an dem Außenumfang des Gelenkgehäuses 1 eine zweite umlaufende Nut 15 oder ein Trägerring zur Aufnahme des Dichtringes 13 angeordnet sein.
In einer Ausführungsform kann hinsichtlich der Richtung der Raddrehachse 18 in einem axialen Bereich zwischen dem Dichtring 13 und dem Sicherungsring 12 an einem Außenumfang der Radnabe 2 ein Wälzlager 16 angeordnet sein.
In einer Ausführungsform kann die Radnabe 2 an einem der Gelenkglocke 6 zugewandten axialen Ende der Radnabe 2 einen nach radial außen gerichteten Kragen 17 aufweisen, wobei der Kragen 17 an dem Dichtring 13 anliegt.
Im Stand der Technik entsteht, insbesondere bei Elektroantrieben, bei dynamischen Lastwechseln ein Klackern im Bereich des Kragens 17 an der Radnabe 2 (Momentenübertragung vom Gelenkgehäuse 1 über den Kragen 17); dieses Klackern wird durch die erfindungsgemäße Lösung verhindert.
Vorteilhaft ist der Sicherungsring 12 auf einer der Gelenkglocke 6 abgewandten axialen Seite der Anlagefläche 8 angeordnet, derart, dass die Anordnung des Sicherungsringes 12 in der Nut 11 und an der Anlagefläche 8 eine axiale Auseinanderbewegung von Radnabe 2 und Gelenkgehäuse 1 verhindert. Vorteilhaft kann so insgesamt auf eine Schraube zur Verhinderung der axialen Auseinanderbewegung, wie dies im Stand der Technik in der Regel der Fall ist, verzichtet werden.
Bezugszeichenliste
1 Gelenkgehäuse
2 Radnabe
3 Zapfen
4 Aufnahme
5 Bohrung
6 Gelenkglocke
7 Verzahnungsvorrichtung
8 Anlagefläche
9 Stirnfläche
10 Stirnfläche
11 Nut
12 Sicherungsring
13 Dichtring
14 Spalt
15 Nut
16 Wälzlager
17 Kragen
18 Raddrehachse
Claims
1. Radantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer um eine Raddrehachse (18) drehbar gelagerten Radnabe (2), mit einem Gelenkgehäuse (1), welches eine Gelenkglocke (6) und einen mit der Gelenkglocke (6) drehfest verbundenen Zapfen (3) aufweist, mit einer Verzahnungsvorrichtung (7), welche eine radnabenseitige erste Verzahnung sowie eine an einem Außenumfang des Zapfens (3) angeordnete zweite Verzahnung aufweist, wobei die erste Verzahnung mit der zweiten Verzahnung in Eingriff steht, wodurch die Radnabe (2) drehfest mit dem Gelenkgehäuse (1) verbunden ist, wobei in einem axialen Bereich der Verzahnungsvorrichtung (7) die Radnabe (2) den Zapfen (3) radial umgibt, und mit einem Sicherungsring (12) zur axialen Sicherung der Radnabe (2) gegenüber dem Gelenkgehäuse (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (3) hinsichtlich einer Richtung der Raddrehachse (18) auf einer der Gelenkglocke (6) abgewandten Seite der Verzahnungsvorrichtung (7) eine erste umlaufende Nut (11) aufweist, in welcher der Sicherungsring (12) angeordnet ist.
2. Radantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (2) eine senkrecht zu der Richtung der Raddrehachse (18) angeordnete Anlagefläche (8) zur Anlage an dem Sicherungsring (12) aufweist, wobei der Sicherungsring (12) auf einer der Gelenkglocke (6) abgewandten axialen Seite der Anlagefläche (8) angeordnet ist, derart, dass die Anordnung des Sicherungsringes (12) in der Nut (11) und an der Anlagefläche (8) eine axiale Auseinanderbewegung von Radnabe (2) und Gelenkgehäuse (1) verhindert.
3. Radantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (11) als eine radial außenseitige Vertiefung in dem Zapfen (3) ausgebildet und axial außerhalb der Verzahnungsvorrichtung (7) und auf einer der Gelenkglocke (6) abgewandten axialen Seite der der Verzahnungsvorrichtung (7) angeordnet ist.
4. Radantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hinsichtlich der axialen Richtung auf einer der Gelenkglocke (6) zugewandten Seite der Verzahnungsvorrichtung (7) an einem Außenumfang des Gelenkgehäuses (1) ein Dichtring (13) zur Abdichtung eines Spaltes (14) zwischen der Radnabe (2) und dem Gelenkgehäuse (1) angeordnet ist.
5. Radantriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Außenumfang des Gelenkgehäuses (1) eine zweite umlaufende Nut (15) oder ein Trägerring zur Aufnahme des Dichtringes (13) angeordnet ist.
6. Radantriebsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass hinsichtlich der Richtung der Raddrehachse (18) in einem axialen Bereich zwischen dem Dichtring (13) und dem Sicherungsring (12) an einem Außenumfang der Radnabe (2) ein Wälzlager (16) angeordnet ist.
7. Radantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (2) an einem der Gelenkglocke (6) zugewandten axialen Ende der Radnabe (2) einen nach radial außen gerichteten Kragen (17) aufweist, wobei der Kragen (17) an dem Dichtring (13) anliegt.
8. Kraftfahrzeug mit mehreren Rädern, umfassend eine oder mehrere Radantriebsvorrichtungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Applications Claiming Priority (2)
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| DE102024002352.6A DE102024002352B4 (de) | 2024-07-18 | 2024-07-18 | Radantriebsvorrichtung und Kraftfahrzeug |
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| Publication number | Publication date |
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| DE102024002352B4 (de) | 2026-01-29 |
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