DE102005055046A1 - Übersprecher für eine Abgasanlage - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Übersprecher (5) zum fluidischen und/oder akustischen Koppeln von zwei parallel von Abgas durchströmbaren Abgassträngen einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Der Übersprecher (5) weist ein Gehäuse (6) auf, das zwei Einlässe (7, 8) und zwei Auslässe (9, 10) aufweist, die über einen Innenraum (11) des Gehäuses (6) miteinander kommunizierend verbunden sind und über die die beiden Abgasstränge an den Übersprecher (5) anschließbar sind. DOLLAR A Der Übersprecher (5) besitzt einen preiswerten Aufbau sowie eine hohe Stabilität, da sein Gehäuse (6) aus zwei Halbschalen (14, 15) zusammengebaut ist, deren Trennebene (16) sich quer zur Hauptdurchströmungsrichtung (13) des Übersprechers (5) erstreckt.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Übersprecher zum fluidischen und/oder akustischen Koppeln von zwei parallel von Abgas durchströmbaren Abgassträngen einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einem derartigen Übersprecher ausgestattete zweiflutige Abgasanlage.
- Derartige Übersprecher werden bei zweiflutigen Abgasanlagen, also bei Abgasanlagen mit zwei parallel von Abgas durchströmbaren Abgassträngen zur Beeinflussung der Akustik der Abgasanlage, also im Rahmen des sogenannten Sounddesigns verwendet. Ziel ist es dabei, in dem einen Abgasstrang transportierten Luftschall in den anderen Abgasstrang einzuleiten und vice versa. Derartige Übersprecher sind im Betrieb der Abgasanlage hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt, die sich insbesondere darauf zurückführen lassen, dass die beiden über den Übersprecher auch mechanisch miteinander gekoppelten Abgasstränge unterschiedlich belastet sind.
- Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Übersprecher der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine preiswerte Herstellbarkeit und eine relativ hohe Dauerfestigkeit auszeichnet.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein zwei Einlässe und zwei Auslässe aufweisendes Gehäuse des Übersprechers aus zwei Halbschalen zusammenzubauen, die so ausgestaltet sind, dass sich ihre Trennebene quer zu einer Hauptdurchströmungsrichtung des Übersprechers erstreckt. Durch die gewählte Ausgestaltung der Halbschalen bzw. durch die sich daraus ergebende Orientierung der Trennebene lässt sich im Übersprecher eine Spannungsverteilung erzielen, die eine Befestigung, über die die beiden Halbschalen aneinander befestigt sind, z.B. eine Schweißverbindung, nur vergleichsweise gering belastet. Des weiteren kann der Übersprecher bei dieser Bauweise sehr kompakt und gleichzeitig mit einer hohen Steifigkeit ausgestaltet werden. Gleichzeitig lässt sich der Übersprecher vergleichsweise preiswert herstellen. Beispielsweise können die Halbschalen als Blechteile ausgestaltet sein, die durch Umformung hergestellt sind.
- Die vorgeschlagene Bauweise hat außerdem zur Folge, dass sich die Trennebene weder durch die beiden Einlässe noch durch die beiden Auslässe erstreckt, so dass die Einlässe und die Auslässe jeweils ungeteilt sind. Dies hat zur Folge, dass beim Einbau des Übersprechers in die beiden Abgasstränge der Abgasanlage Rohrkörper der Abgasanlage mit unterbrechungsfreien, vollständig umlaufenden Schweißnähten an den Einlässen und an den Auslässen befestigt werden können. Somit lassen sich auch im Bereich der Einlässe und im Bereich der Auslässe Spannungsspitzen innerhalb der Schweißnähte reduzieren, wodurch die Dauerhaltbarkeit des in die Abgasanlage eingebundenen Übersprechers erhöht wird.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Halbschalen so ausgestaltet, dass sie in der Hauptdurchströmungsrichtung des Übersprechers ineinander steckbar sind, so dass sich im montierten Zustand Steckbereiche der beiden Halbschalen gegenseitig überlappen. Durch die ineinander gesteckten Halbschalen ergibt sich im Bereich der Trennebene eine Materialdopplung, die zu einer signifikanten Versteifung des Übersprechers führt.
- Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Steckbereiche der beiden Halbschalen bezüglich einer Teilungsebene, die sich senkrecht zur Trennebene erstreckt, asymmetrisch ausgestaltet sind. Die Asymmetrie ist dabei so ausgestaltet, dass ein einerseits der Teilungsebene angeordneter äußerer Steckteilbereich der einen Halbschale außen auf einen inneren Steckteilbereich der anderen Halbschale aufgesteckt ist, während ein andererseits der Teilungsebene angeordneter innerer Steckteilbereich der einen Halbschale innen in einen äußeren Steckteilbereich der anderen Halbschale eingesteckt ist. Ein großer Vorteil dieser Ausführungsform wird darin gesehen, dass es grundsätzlich möglich ist, die Halbschalen als Gleichteile auszugestalten. Der Aufwand zur Herstellung des Übersprechers wird dadurch beträchtlich reduziert.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
- Es zeigen, jeweils schematisch,
-
1 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer Abgasanlage, -
2 eine perspektivische Ansicht eines Übersprechers, -
3 eine Seitenansicht des Übersprechers entsprechend Blickrichtung III in2 , -
4 eine Vorderansicht oder Rückansicht des Übersprechers entsprechend Blickrichtung IV in2 , -
5 eine Schnittansicht des Übersprechers entsprechend Schnittlinien A-A in4 , -
6 eine Schnittansicht des Übersprechers entsprechend Schnittlinien B-B in4 , -
7 eine Draufsicht des Übersprechers entsprechend Blickrichtung VII in2 , -
8 eine Schnittansicht des Übersprechers entsprechend Schnittlinien C-C in7 . - Entsprechend
1 weist eine zweiflutige Abgasanlage1 zwei Abgasstränge, nämlich einen ersten Abgasstrang2 und einen zweiten Abgasstrang3 auf. Die Abgasanlage1 dient zum Abführen von Abgasen einer Brennkraftmaschine4 . Hierzu sind die beiden Abgasstränge2 ,3 an die Brennkraftmaschine4 angeschlossen und sind im Betrieb der Brennkraftmaschine4 von deren Abgas parallel durchströmbar. Die Abgasstränge2 ,3 können in üblicher Weise, hier nicht gezeigte Einrichtungen zur Abgasreinigung, wie z.B. Katalysator und Partikelfilter, sowie zur Schalldämpfung enthalten. Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine4 zusammen mit ihrer Abgasanlage1 in einem Kraftfahrzeug angeordnet. - Die Abgasanlage
1 weist außerdem einen Übersprecher5 auf, der dazu dient, die beiden Abgasstränge2 ,3 fluidisch und/oder akustisch miteinander zu koppeln. Die akustische Kopplung bewirkt, dass Luftschall, der im Betrieb der Brennkraftmaschine4 in den Abgassträngen2 ,3 transportiert wird, über den Übersprecher5 vom ersten Abgasstrang2 in den zweiten Abgasstrang3 gelangt und umgekehrt. Die fluidische Kopplung bewirkt, dass Abgas, das im Betrieb der Brennkraftmaschine4 durch die Abgasstränge2 ,3 abgeführt wird, über den Übersprecher vom ersten Abgasstrang2 grundsätzlich in den zweiten Abgasstrang gelangen kann und umgekehrt. Der Übersprecher5 dient dabei im wesentlichen zur akustischen Beeinflussung der Abgasanlage1 . - Der Übersprecher
5 besitzt ein Gehäuse6 , das zwei Einlässe, nämlich einen ersten Einlass7 und einen zweiten Einlass8 , sowie zwei Auslässe, nämlich einen ersten Auslass9 und einen zweiten Auslass10 , aufweist. In dem in1 gezeigten Einbauzustand ist der erste Abgasstrang2 über den ersten Einlass7 und den ersten Auslass9 an den Übersprecher5 angeschlossen, während der zweite Abgasstrang3 über den zweiten Einlass8 und den zweiten Auslass10 an den Übersprecher5 angeschlossen ist. - Das Gehäuse
6 besitzt einen Innenraum11 , über den die Einlässe7 ,8 und die Auslässe9 ,10 miteinander fluidisch kom munizieren. Über diesen Innenraum11 erfolgt somit die fluidische und/oder akustische Kopplung der beiden Abgasstränge2 ,3 . Besagte Kopplung ist in1 durch einen Doppelpfeil symbolisiert und mit12 bezeichnet. - Im Betrieb der Brennkraftmaschine
4 durchströmen die Abgase den Übersprecher5 in einer Hauptdurchströmungsrichtung13 , die in den Figuren durch Pfeile symbolisiert ist. Diese Hauptdurchströmungsrichtung13 führt dabei vom jeweiligen Einlass7 ,8 zu dem demselben Abgasstrang2 ,3 zugeordneten Auslass9 bzw.10 . Die Hauptdurchströmungsrichtung13 des Übersprechers5 entspricht somit der Hauptströmungsrichtung des Abgases innerhalb des jeweiligen Abgasstrangs2 ,3 im Bereich des Übersprechers5 , also beim Passieren des Übersprechers5 . - Die konstruktiven Details des Übersprechers
5 werden im folgenden anhand der2 bis8 näher erläutert. - Entsprechend den
2 bis8 ist das Gehäuse6 aus zwei Halbschalen, nämlich aus einer ersten Halbschale14 und einer zweiten Halbschale15 , zusammengebaut. Dabei besitzen die beiden Halbschalen14 ,15 eine Trennebene16 , die sich quer zur Hauptdurchströmungsrichtung13 des Übersprechers5 erstreckt. Aufgrund dieser Ausgestaltung der Halbschalen14 ,15 weist die erste Halbschale14 die beiden Einlässe7 ,8 auf. Im Unterschied dazu weist die zweite Halbschale15 beide Auslässe9 ,10 auf. Die Trennebene16 erstreckt sich somit zwischen den Einlässen7 ,8 die sich einerseits der Trennebene16 befinden, und den Auslässen9 ,10 , die sich andererseits der Trennebene16 befinden. Gleichzeitig erstreckt sich die Trennebene16 durch den Innenraum11 . - Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Halbschalen
14 ,15 so ausgestaltet, dass sie im gezeigten montierten Zustand ineinander gesteckt sind, und zwar in der Hauptdurchströmungsrichtung13 des Übersprechers5 . Hierdurch kommt es zu einer gegenseitigen Überlappung von Steckbereichen, nämlich eines ersten Steckbereichs17 der ersten Halbschale14 und eines zweiten Steckbereichs18 der zweiten Halbschale15 . In dem durch die ineinander gesteckten Steckbereiche17 ,18 gebildeten Überlappungsbereich kommt es innerhalb des Gehäuses6 zu einer Materialdopplung, die zu einer intensiven Aussteifung des Gehäuses6 in diesem Gehäusebereich führt. Die Trennebene16 erstreckt sich genau in diesem Überlappungsbereich, also durch die Steckbereiche17 ,18 . - Bei den hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsformen sind die Steckbereiche
17 ,18 bezüglich einer Teilungsebene19 asymmetrisch ausgestaltet. Diese Teilungsebene19 erstreckt sich dabei senkrecht zur Trennebene16 . Entlang der Teilungsebene19 ist jeder Steckbereich17 ,18 in einem einerseits der Teilungsebene19 angeordneten inneren Steckteilbereich17i bzw.18i und einen andererseits der Teilungsebene19 angeordneten äußeren Steckteilbereich17a bzw.18a unterteilt. Im montierten Zustand ist somit auf der einen Seite der Teilungsebene19 der äußere Steckteilbereich17a der ersten Halbschale14 außen auf den inneren Steckteilbereich18i der zweiten Halbschale15 aufgesteckt, während auf der anderen Seite der Teilungsebene19 der innere Steckteilbereich17i der ersten Halbschale14 innen in den äußeren Steckteilbereich18a der zweiten Halbschale15 eingesteckt ist. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Halbschalen14 ,15 im Bereich ihrer Trennebene16 halb auf die jeweils andere Halbschale14 ,15 aufgesteckt und halb in die jeweils andere Halbschale14 ,15 eingesteckt. Die hier gezeigte Ausführungsform hat den Vorteil, dass die beiden Halbschalen14 ,15 als Gleichteile ausgestaltet werden können. Gleichteile erhöhen die Stückzahl und reduzieren den Stückpreis, so dass der Übersprecher5 durch diese Maßnahme besonders preiswert herstellbar ist. - Vorzugsweise erstreckt sich die Teilungsebene
19 wie bei den hier gezeigten Ausführungsformen, also so, dass sie sich durch beide Einlässe7 ,8 und durch beide Auslässe9 ,10 erstreckt. Bei dieser Ausrichtung der Teilungsebene19 können Kräfte, die über die Abgasstränge2 ,3 auf den Übersprecher5 eingeleitet werden, besonders günstig über den versteiften Überlappungsbereich übertragen werden. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, die Teilungsebene19 so anzuordnen, dass sich der erste Einlass7 und der erste Auslass9 , die beide dem ersten Abgasstrang2 zugeordnet sind, einerseits der Teilungsebene19 befinden und dass sich der zweite Einlass8 und der zweite Auslass10 , die beide dem zweiten Abgasstrang3 zugeordnet sind, andererseits der Teilungsebene19 befinden. - Vorzugsweise sind die beiden Halbschalen
14 ,15 im montierten Zustand des Übersprechers5 durch eine einzige, geschlossen umlaufende Schweißnaht20 aneinander befestigt. Die Schweißnaht20 ist exemplarisch nur in den Schnittdarstellungen der5 ,6 und8 angedeutet. Die Schweißnaht20 erstreckt sich somit randseitig entlang der äußeren Steckteilbereiche17a und18a und verschließt dabei Schlitze21 , die erforderlich sind, um die geteilten Steckbereiche17 ,18 auszubilden und wechselseitig ineinander stecken zu können. Durch die geschlossen umlaufende Schweißnaht20 ist das Gehäuse6 hinreichend dicht. - Um die Einbindung des Übersprechers
5 in die Abgasstränge2 ,3 zu vereinfachen sind vorzugsweise beide Einlässe7 ,8 jeweils als Einlassstutzen und die beiden Auslässe9 ,10 jeweils als Auslassstutzen ausgestaltet. Dementsprechend sind bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ein erster Einlassstutzen22 , ein zweiter Einlassstutzen23 , ein erster Auslassstutzen24 und ein zweiter Auslassstutzen25 vorgesehen. Die Dimensionierung der Stutzen22 bis25 ist auf die Abgasstränge2 ,3 so abgestimmt, dass der jeweilige Abgasstrang2 ,3 entweder in den jeweiligen Stutzen22 bis25 einsteckbar oder auf den jeweiligen Stutzen22 bis25 aufsteckbar ist. Zur Befestigung der Abgasstränge2 ,3 am Übersprecher5 kann im Bereich jedes Stutzens22 bis25 jeweils eine geschlossen umlaufende Schweißnaht vorgesehen sein. Da die Einlässe7 ,8 und somit die Einlassstutzen22 ,23 ebenso wie die Auslässe9 ,10 und deren Auslassstutzen24 ,25 außerhalb der Trennebene16 angeordnet sind, können die Schweißnähte zum Anbinden der Abgasstränge2 ,3 unterbrechungsfrei ausgeführt werden, wodurch diese im Betrieb reduzierten Spannungen ausgesetzt sind und eine erhöhte Dauerhaltbarkeit aufweisen. - Die hier gezeigte, kompakt bauende Ausführungsform zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass beide Einlässe
7 ,8 in einer gemeinsamen, nicht näher bezeichneten Einlassebene liegen, die insbesondere parallel zur Trennebene16 verläuft. Darüber hinaus liegen bei der hier gezeigten Ausführungsform die beiden Auslässe9 ,10 in einer gemeinsamen, nicht näher bezeichneten Auslassebene, die vorzugsweise parallel zur Trennebene16 verläuft. Des weiteren sind der erste Einlass7 und der erste Auslass9 , die beide dem ersten Abgasstrang2 zugeordnet sind, zueinander koaxial angeordnet, so dass das zusammengehörende Paar aus erstem Einlass7 und erstem Auslass9 zueinander fluchten. Entsprechendes gilt bei der hier gezeigten Ausführungsform auch für das andere zusammengehörende Paar aus zweitem Einlass8 und zweitem Auslass10 . - Der Übersprecher
5 ermöglicht über seinen Innenraum11 die akustische sowie die fluidische, hier pneumatische, Kopplung zwischen den beiden Abgassträngen2 ,3 , wenn der Übersprecher5 in die Abgasanlage1 eingebaut ist. Darüber hinaus sind die beiden Abgasstränge2 ,3 über den Übersprecher5 mechanisch fest miteinander verbunden. Die durch den Übersprecher5 realisierte mechanische Verbindung zwischen den beiden Abgassträngen2 ,3 ist im Betrieb der Abgasanlage1 hohen Belastungen ausgesetzt. Der hier gezeigte Aufbau des Übersprechers5 ermöglicht eine günstige Spannungsverteilung, da die Richtungen, in denen die auftretenden Kräfte zwischen den beiden Abgassträngen2 ,3 hauptsächlich Übertragen werden, im wesentlichen in der Trennebene16 liegen. Gleichzeitig zeichnet sich der Übersprecher5 aufgrund seiner Bauweise im Bereich seiner Trennebene16 durch eine besonders hohe Steifigkeit aus. Dementsprechend besitzt der Übersprecher5 im Hinblick auf die auftretenden Belastungen eine relativ hohe Haltbarkeit.
Claims (11)
- Übersprecher zum fluidischen und/oder akustischen Koppeln von zwei parallel von Abgas durchströmbaren Abgassträngen (
2 ,3 ) einer Abgasanlage (1 ) einer Brennkraftmaschine (4 ), insbesondere in einem Kraftfahrzeug, – mit einem Gehäuse (6 ), das zwei Einlässe (7 ,8 ) und zwei Auslässe (9 ,10 ) aufweist, die über einen Innenraum (11 ) des Gehäuses (6 ) miteinander kommunizierend verbunden sind, und über die die beiden Abgasstränge (2 ,3 ) an den Übersprecher (5 ) anschließbar sind, – wobei das Gehäuse (6 ) aus zwei Halbschalen (14 ,15 ) zusammengebaut ist, deren Trennebene (16 ) sich quer zur Hauptdurchströmungsrichtung (13 ) des Übersprechers (5 ) erstreckt. - Übersprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Halbschale (
14 ) die beiden Einlässe (7 ,8 ) aufweist, während die andere Halbschale (15 ) die beiden Auslässe (9 ,10 ) aufweist. - Übersprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Trennebene (
16 ) durch den Innenraum (11 ) erstreckt. - Übersprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halbschalen (
14 ,15 ) in der Hauptdurchströmungsrichtung (13 ) des Übersprechers (5 ) ineinander gesteckt sind und sich Steckbereiche (17 ,18 ) der beiden Halbschalen (14 ,15 ) gegenseitig überlappen. - Übersprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckbereiche (
17 ,18 ) der beiden Halbschalen (14 ,15 ) bezüglich einer Teilungsebene (19 ), die sich senkrecht zur Trennebene (16 ) erstreckt, asymmetrisch ausgestaltet sind, derart, dass ein einerseits der Teilungsebene (19 ) angeordneter äußerer Steckteilbereich (17a ) der einen Halbschale (14 ) außen auf einen inneren Steckteilbereich (18i ) der anderen Halbschale (15 ) aufgesteckt ist, während ein anderseits der Teilungsebene (19 ) angeordneter innerer Steckteilbereich (17i ) der einen Halbschale (14 ) innen in einen äußeren Steckteilbereich (18a ) der anderen Halbschale (15 ) eingesteckt ist. - Übersprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – dass sich die Teilungsebene (
19 ) zwischen dem Einlass (7 ) und dem Auslass (9 ), die dem einen Abgasstrang (2 ) zugeordnet sind, und dem Einlass (8 ) und dem Auslass (10 ), die dem anderen Abgasstrang (3 ) zugeordnet sind, erstreckt, oder – dass sich die Teilungsebene (19 ) durch beide Einlässe (7 ,8 ) und durch beide Ausläse (9 ,10 ) erstreckt. - Übersprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halbschalen (
14 ,15 ) als Gleichteile ausgestaltet sind. - Übersprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halbschalen (
14 ,15 ) durch eine geschlossen umlaufende Schweißnaht (20 ) aneinander befestigt sind. - Übersprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, – dass der eine und/oder der andere Einlass (
7 ,8 ) als Einlassstutzen (22 ,23 ) ausgestaltet ist, in den der jeweilige Abgasstrang (2 ,3 ) einsteckbar oder auf den der jeweilige Abgasstrang (2 ,3 ) aufsteckbar ist, und/oder – dass der eine und/oder der andere Auslass (9 ,10 ) als Auslassstutzen (24 ,25 ) ausgestaltet ist, in den der jeweilige Abgasstrang (2 ,3 ) einsteckbar oder auf den der jeweilige Abgasstrang (2 ,3 ) aufsteckbar ist. - Übersprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, – dass beide Einlässe (
7 ,8 ) in einer gemeinsamen Einlassebene liegen, und/oder – dass die Einlassebene parallel zur Trennebene (16 ) verläuft, und/oder – dass beide Auslässe (9 ,10 ) in einer gemeinsamen Auslassebene liegen, und/oder – dass die Auslassebene parallel zur Trennebene (16 ) verläuft, und/oder – dass zumindest einer der Einlässe (7 ,8 ) und der dem gleichen Abgasstrang (2 ,3 ) zugeordnete Auslass (9 ,10 ) zueinander fluchtend und/oder koaxial angeordnet sind. - Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine (
4 ), insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit zwei parallel von Abgas durchströmbaren Abgassträngen (2 ,3 ) die mittels eines Übersprechers (5 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 fluidisch und/oder akustisch miteinander gekoppelt sind.
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