DE102021200135A1 - Transmission arrangement, hybrid transmission arrangement, hybrid drive train and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Getriebeanordnung (4) mit einer ersten Getriebeeingangswelle (24), einer zweiten Getriebeeingangswelle (26), einer zwei Kupplungen (K1, K2) zur wahlweisen Verbindung eines Getriebeeingangs, insbesondere einer Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors (2), mit der ersten oder der zweiten Getriebeeingangswelle (24, 26) aufweisenden Doppelkupplung (K1, K2), einer ersten Vorgelegewelle (28), einer zweiten Vorgelegewelle (30), einem ersten Losrad (32) und einem zweiten Losrad (34), wobei das erste Losrad (32) und das zweite Losrad (34) auf der ersten Vorgelegewelle (30) angeordnet sind, und einem Koppelschaltelement (W), wobei mittels des Koppelschaltelementes (W) das erste Losrad (32) und das zweite Losrad (34) drehfest verbindbar sind, wobei eine erste Kupplung (K1) und/oder eine zweite Kupplung (K2) der Doppelkupplung (K1, K2) als Klauenkupplung ausgebildet ist.
Daneben betrifft die Erfindung eine Hybrid-Getriebeanordnung. Daneben betrifft die Erfindung einen Hybrid-Antriebsstrang. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
Transmission arrangement (4) with a first transmission input shaft (24), a second transmission input shaft (26), two clutches (K1, K2) for selectively connecting a transmission input, in particular an output shaft of an internal combustion engine (2), to the first or the second transmission input shaft ( 24, 26) having double clutch (K1, K2), a first countershaft (28), a second countershaft (30), a first idler wheel (32) and a second idler wheel (34), wherein the first idler wheel (32) and the second The idler gear (34) is arranged on the first countershaft (30), and a coupling shifting element (W), the first idler gear (32) and the second idler gear (34) being non-rotatably connectable by means of the coupling shifting element (W), a first clutch ( K1) and/or a second clutch (K2) of the dual clutch (K1, K2) is designed as a claw clutch.
In addition, the invention relates to a hybrid transmission arrangement. In addition, the invention relates to a hybrid drive train. In addition, the invention relates to a motor vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einer ersten Getriebeeingangswelle, einer zweiten Getriebeeingangswelle, einer zwei Kupplungen zur wahlweisen Verbindung eines Getriebeeingangs, insbesondere einer Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors, mit der ersten oder der zweiten Getriebeeingangswelle aufweisenden Doppelkupplung, einer ersten Vorgelegewelle, einer zweiten Vorgelegewelle, einem ersten Losrad und einem zweiten Losrad, wobei das erste Losrad und das zweite Losrad auf der ersten Vorgelegewelle angeordnet sind und mittels eines Koppelschaltelements drehfest verbindbar sind.The invention relates to a transmission arrangement with a first transmission input shaft, a second transmission input shaft, a two clutches for the selective connection of a transmission input, in particular an output shaft of an internal combustion engine, with the first or the second transmission input shaft having double clutch, a first countershaft, a second countershaft, a first idler gear and a second idler wheel, wherein the first idler wheel and the second idler wheel are arranged on the first countershaft and can be connected in a torque-proof manner by means of a coupling shifting element.
Aus der
Dieses zweiseitige Schaltelement ist gegenüber einem anderen zweiseitigen Schaltelement auf der zweiten Vorgelegewelle angeordnet.This double-sided shifting element is arranged opposite another double-sided shifting element on the second countershaft.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung anzugeben, die bauraumoptimiert ist.Proceeding from this, it is the object of the present invention to specify a transmission arrangement that is space-optimized.
Zur Lösung dieses Problems wird bei einer Getriebeanordnung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass eine erste Kupplung und/oder eine zweite Kupplung der Doppelkupplung als Klauenkupplung ausgebildet ist. Dadurch wird es möglich, die Verteilung der Zahnräder auf den Vorgelegewellen und den Getriebeeingangswellen abweichend zum Stand der Technik zu gestalten, wodurch insgesamt eine verbesserte Bauraumnutzung erfolgt.In order to solve this problem, it is proposed in a transmission arrangement of the type described above that a first clutch and/or a second clutch of the dual clutch be designed as a claw clutch. This makes it possible to design the distribution of the gears on the countershafts and the transmission input shafts in a way that differs from the prior art, resulting in an overall improved use of space.
Bevorzugt kann ausschließlich das Koppelschaltelement zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Losrad angeordnet sein. Dadurch können das erste Losrad und das zweite Losrad sowie die damit in Eingriff stehenden Zahnräder enger aneinander angeordnet werden.Preferably, only the coupling switching element can be arranged between the first idler wheel and the second idler wheel. As a result, the first idler wheel and the second idler wheel and the gears meshing with them can be arranged closer together.
Vorteilhafterweise kann das erste Losrad mit der ersten Getriebeeingangswelle und das zweite Losrad mit der zweiten Getriebeeingangswelle wirkverbunden sein. Grundsätzlich können zwei Losräder auch mit Festrädern auf einer einzigen Getriebeeingangswelle kämmen. Da das erste Losrad und das zweite Losrad bei der Realisierung von wenigstens einem Windungsgang verwendet werden sollen müssen dann aber die Teilgetriebe verbunden werden. Dies kann beispielsweise über das erste Losrad und das zweite Losrad geschehen, in dem diese mit Zahnrädern sowohl der ersten Getriebeeingangswelle als auch der zweiten Getriebeeingangswelle als auch der zweiten Getriebeeingangswelle kämmen.Advantageously, the first idler wheel can be operatively connected to the first transmission input shaft and the second idler wheel can be operatively connected to the second transmission input shaft. In principle, two idler gears can also mesh with fixed gears on a single transmission input shaft. However, since the first idler wheel and the second idler wheel are to be used in the realization of at least one winding gear, the partial transmissions must then be connected. This can be done, for example, via the first idler wheel and the second idler wheel, in which they mesh with gears of both the first transmission input shaft and the second transmission input shaft as well as the second transmission input shaft.
Bevorzugt ist die zweite Getriebeeingangswelle auf der ersten Getriebeeingangswelle gelagert. Das heißt, dass sie als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Getriebeeingangswelle zumindest teilweise, bevorzugt auf ihrer gesamten Länge, umgreift. Die erste Getriebeeingangswelle kann als Vollwelle ausgebildet sein, sie kann aber ebenfalls eine Hohlwelle sein.The second transmission input shaft is preferably mounted on the first transmission input shaft. This means that it is designed as a hollow shaft and at least partially, preferably over its entire length, surrounds the first transmission input shaft. The first transmission input shaft can be designed as a solid shaft, but it can also be a hollow shaft.
Vorteilhafterweise kann die erste Getriebeeingangswelle und/oder die zweite Getriebeeingangswelle schaltkupplungsfrei ausgebildet sein. In einer ersten Alternative sind sowohl die erste Getriebeeingangswelle als auch die zweite Getriebeeingangswelle schaltkupplungsfrei ausgebildet. In einer zweiten Alternative kann auf der ersten Getriebeeingangswelle eine Schaltkupplung angeordnet sein. Eine Schaltkupplung verbindet dabei ein Losrad mit einer Welle, eine Kupplung mit zwei Wellen miteinander. Das Kupplungselement verbindet, wie weiter oben beschrieben, zwei Losräder miteinander.Advantageously, the first transmission input shaft and/or the second transmission input shaft can be designed without a shifting clutch. In a first alternative, both the first transmission input shaft and the second transmission input shaft are designed without a clutch. In a second alternative, a clutch can be arranged on the first transmission input shaft. A clutch connects a loose wheel to a shaft, and a clutch to two shafts. As described above, the coupling element connects two loose wheels to one another.
Bevorzugt kann bei geschlossenem Koppelschaltelement ein erster Vorwärtsgang für einen Vorwärts-Fahrbetrieb oder ein sechster Gang für einen Vorwärts-Fahrbetrieb realisiert sein. Der erste Vorwärtsgang und/oder der sechste Vorwärtsgang sind also als Windungsgang ausgebildet. Das heißt, dass beide Teilgetriebe zur Realisierung verwendet werden. Beispielsweise können beide Getriebeeingangswellen und eine oder beide Vorgelegewellen im Drehmomentfluss stehen.When the coupling shifting element is closed, a first forward gear for forward driving operation or a sixth gear for forward driving operation can preferably be implemented. The first forward gear and/or the sixth forward gear are therefore designed as a winding gear. This means that both partial transmissions are used for the realization. For example, both transmission input shafts and one or both countershafts can be in the torque flow.
Bevorzugt kann bei einem geöffneten Koppelschaltelement dem ersten Losrad ein dritter Vorwärtsgang zugeordnet sein. Weiterhin kann bei einem geöffneten Koppelschaltelement dem zweiten Losrad ein vierter Vorwärtsgang zugeordnet sein. Die Losräder des dritten und vierten Gangs werden also bei der Bildung des ersten und des sechsten Gangs mitverwendet.A third forward gear can preferably be assigned to the first loose wheel when the coupling shifting element is open. Furthermore, a fourth forward gear can be assigned to the second loose wheel when the coupling shifting element is open. The idler gears of the third and fourth gear are also used in the formation of the first and sixth gear.
Bevorzugt kann auf der zweiten Getriebeeingangswelle ein Festrad angeordnet sein, das mit zwei Losrädern in Eingriff steht. Durch die Doppelung des Eingriffs kann in axialer Richtung Bauraum eingespart werden. Bevorzugt befindet sich auf der zweiten Getriebeeingangswelle ein einziges Festrad.A fixed wheel, which meshes with two loose wheels, can preferably be arranged on the second transmission input shaft. By doubling the engagement, space can be saved in the axial direction. A single fixed wheel is preferably located on the second transmission input shaft.
Daneben betrifft die Erfindung eine Hybrid-Getriebeanordnung mit einer Getriebeanordnung und wenigstens einer an die Getriebeanordnung angebundenen Antriebseinrichtung. Die Hybrid-Getriebeanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeanordnung wie beschrieben ausgebildet ist.In addition, the invention relates to a hybrid transmission arrangement with a transmission arrangement and at least one drive device connected to the transmission arrangement. The hybrid Transmission arrangement is characterized in that the transmission arrangement is designed as described.
Vorzugsweise kann die Antriebseinrichtung als Elektromotor ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann die Antriebseinrichtung achsparallel zu den Getriebeeingangswellen angeordnet sein. Sie ist damit üblicherweise auch achsparallel zu den Vorgelegewellen angeordnet. Bevorzugt kann die Antriebseinrichtung mit einer Kupplungsanordnung wirkverbunden sein, insbesondere auf deren Antriebsseite. Der Angriffspunkt der Antriebseinrichtung kann bevorzugt auf der zweiten Getriebeeingangswelle liegen, beispielsweise über ein auf der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnetes Festrad. Ebenso ist es möglich, ein Festrad auf der ersten Getriebeeingangswelle zu verwenden, beispielsweise in an einem Getriebeeingang abgewandten Ende der ersten Getriebeeingangswelle. Insbesondere kann ein Gangfestrad zur Anbindung der Antriebseinrichtung verwendet werden.The drive device can preferably be designed as an electric motor. Advantageously, the drive device can be arranged axially parallel to the transmission input shafts. It is therefore usually also arranged axially parallel to the countershafts. The drive device can preferably be operatively connected to a clutch arrangement, in particular on its drive side. The point of action of the drive device can preferably be on the second transmission input shaft, for example via a fixed wheel arranged on the second transmission input shaft. It is also possible to use a fixed wheel on the first transmission input shaft, for example in the end of the first transmission input shaft facing away from a transmission input. In particular, a fixed gear wheel can be used to connect the drive device.
Daneben ist es weiterhin möglich, dass die Hybrid-Getriebeanordnung zwei Antriebseinrichtungen aufweist. Dabei kann jeweils eine Antriebseinrichtung einem der Teilgetriebe zugeordnet sein, wodurch eine erhöhte Funktionalität erzeugt wird.In addition, it is also possible for the hybrid transmission arrangement to have two drive devices. In this case, a drive device can be assigned to one of the partial transmissions, as a result of which increased functionality is generated.
Daneben betrifft die Erfindung einen Hybrid-Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einer Hybrid-Getriebeanordnung. Der Hybrid-Antriebsstrang zeichnet sich dadurch aus, dass die Hybrid-Getriebeanordnung wie beschrieben ausgebildet ist.In addition, the invention relates to a hybrid drive train with an internal combustion engine and a hybrid transmission arrangement. The hybrid drive train is characterized in that the hybrid transmission arrangement is designed as described.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Hybrid-Getriebeanordnung und/oder einem Hybrid-Antriebsstrang. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeanordnung und/oder der Hybrid-Antriebsstrang wie beschrieben ausgebildet sind.In addition, the invention relates to a motor vehicle with a hybrid transmission arrangement and/or a hybrid drive train. The motor vehicle is characterized in that the transmission arrangement and/or the hybrid drive train are designed as described.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
-
1 ein Kraftfahrzeug, -
2 eine Getriebeanordnung in einer ersten Ausführungsform, -
3 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer zweiten Ausführungsform, -
4 eine erste Schaltmatrix, -
5 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer dritten Ausführungsform, -
6 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer vierten Ausführungsform, und -
7 eine zweite Schaltmatrix.
-
1 a motor vehicle, -
2 a gear arrangement in a first embodiment, -
3 a hybrid transmission arrangement in a second embodiment, -
4 a first switching matrix, -
5 a hybrid transmission arrangement in a third embodiment, -
6 a hybrid transmission arrangement in a fourth embodiment, and -
7 a second switching matrix.
Somit folgt auf die Trennkupplung K0 eine Doppelkupplungsanordnung mit den Kupplungen K1 und K2. Diese verbinden jeweils eine der Getriebeeingangswellen 24 und 26 mit dem Verbrennungsmotor 2, also zunächst mit dem Ausgang 20 der Trennkupplung K0 und bei geschlossener Trennkupplung K0 mit der Kurbelwelle 16 des Verbrennungsmotors 2. die Getriebeeingangswelle 24 wird dabei als erste Getriebeeingangswelle 24 und die zweite Getriebeeingangswelle 26 als zweite Getriebeeingangswelle 26 bezeichnet.Thus, the separating clutch K0 is followed by a double clutch arrangement with the clutches K1 and K2. These each connect one of the
Neben den Getriebeeingangswellen 24 und 26 weist die Getriebeanordnung 4 eine Radsatzanordnung 7 auf, die zwei Vorgelegewellen 28 und 30 aufweist. Die Vorgelegewelle 28 wird dabei als erste Vorgelegewelle 28 und die Vorgelegewelle 30 als zweite Vorgelegewelle 30 bezeichnet. Auf der ersten Vorgelegewelle 28 sind insbesondere ein erstes Losrad 32 und ein zweites Losrad 34 angeordnet, die über ein Koppelschaltelement W drehfest miteinander verbindbar sind. Weiterhin sind auf der ersten Vorgelegewelle 28 eine Schaltkupplung B und eine Schaltkupplung C zur Verbindung des Losrads 32 bzw. 34 mit der ersten Vorgelegewelle 28 vorhanden. Weiterhin befindet sich auf der ersten Vorgelegewelle 28 ein Abtriebszahnrad 36, das an das Zahnrad 38 des Differenzials 8 angebunden ist.In addition to the
Auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 befindet sich ein erstes Festrad 22, das zur Ankopplung der Antriebseinrichtung 5 vorgesehen ist. Dabei ist auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 ein weiteres Festrad 40 angeordnet, das sowohl mit dem zweiten Losrad 34 als auch einem Losrad 42 auf der zweiten Vorgelegewelle 30 in Eingriff steht. Das dritte Losrad 42 ist dabei ein Losrad zur Realisierung des zweiten Gangs G2 sowie des ersten Gangs G1. Der zweite Vorwärtsgang G2 ist dabei ohne Windungen und der erste Vorwärtsgang G1 mit Windungen zu erhalten.On the second
Auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 ist bei der gezeigten Ausgestaltung genau ein Festrad 44 angeordnet. Das Festrad 44 steht dabei mit dem ersten Losrad 32 in Eingriff. In dieser Ausgestaltung ist außerdem genau ein Losrad 48 auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet, das mit einem Festrad 46 in Eingriff steht. Das Festrad 46 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 30 angeordnet, wobei das Losrad 48 durch Schließen der Schaltkupplung D mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 gekoppelt werden kann. In dieser Ausgestaltung weist die erste Getriebeeingangswelle sonach genau ein Festrad 44 und genau ein Losrad 48 auf. Die zweite Getriebeeingangswelle 26 weist genau 2 Festräder 22, 40 auf.In the embodiment shown, exactly one fixed
Neben dem Losrad 42 und dem Festrad 46 sowie der dem Losrad 42 zugeordneten Schaltkupplung A sind auf der zweiten Vorgelegewelle 30 ein Abtriebszahnrad 50 sowie vorteilhafterweise ein Parksperrenzahnrad 52 angeordnet. Das Abtriebszahnrad 50 steht ebenfalls mit dem Zahnrad 38 des Differenzials 8 in Eingriff. Das Parksperrenzahnrad 52 kann mittels einer Parksperrenvorrichtung blockiert werden, wodurch auch der Abtrieb insgesamt blockiert ist. Statt eines Parksperrenzahnrades 52 auf der zweiten Vorgelegewelle 30 können aber auch andere Parksperrenanordnungen zur Blockierung des Abtriebs vorgesehen werden.In addition to the
Die Hybrid-Getriebeanordnung 3 weist ebenfalls eine Antriebseinrichtung 5 auf, die als Elektromotor ausgebildet ist, die über ein Festrad 22 an der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angekoppelt ist. Der Verbrennungsmotor 2 bzw. die Kurbelwelle 16 des Verbrennungsmotors 2 wird wiederum über die Trennkupplung K0 und die Doppelkupplung K1, K2 wahlweise an die beiden Getriebeeingangswellen 24, 26 gekoppelt. Die erste Vorgelegewelle 28 weist wiederum das erste Losrad 32 und das zweite Losrad 34 auf, die mit entsprechenden Schaltkupplungen B, C mit der ersten Vorgelegewelle 28 gekoppelt werden können. Ebenso ist es möglich, die beiden Losräder 32, 34 über das Koppelschaltelement W miteinander zu verbinden.The
Hierbei steht wiederum das Festrad 40 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 in Eingriff mit dem zweiten Losrad 34 und dem Losrad 42 auf der zweiten Vorgelegewelle 30. Das Losrad 42 ist über die Schaltkupplung A mit der zweiten Vorgelegewelle 30 verbindbar. Im Unterschied zu der vorherigen Ausführungsform ist das Losrad 48 auf der zweiten Vorgelegewelle 30 angeordnet und nicht auf der ersten Getriebeeingangswelle 24. Stattdessen ist das Festrad 46 auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet. Mit anderen Worten sind Losrad 48 und Festrad 46 gegenüber der in
In Bezug auf die drei elektrischen Vorwärtsgänge E1-E3 ist
Die Schaltkupplungen B und D in den in
Die Ausgestaltung nach
In Bezug auf die drei elektrischen Vorwärtsgänge E1-E3 ist
Die Schaltkupplungen A und C sind bevorzugt als Synchronisierungen ausgeführt. Die Schaltkupplungen B und D sowie das Koppelschaltelement W können als Klauenschaltelemente oder als Synchronisierungen ausgeführt werden, da diese ohnehin über die Antriebseinrichtung 5, also den Elektromotor, synchronisiert werden können.The clutches A and C are preferably designed as synchronizations. The clutches B and D as well as the coupling shifting element W can be designed as claw shifting elements or as synchronizations, since these can be synchronized in any case via the
Die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausführungsvarianten können anstelle einer konventionellen Doppelkupplung eine Doppelsynchronisierung aufweisen. Dabei kann die Antriebseinrichtung 5, also der Elektromotor, an einem der beiden Teilgetriebe angebunden sein. Zwischen der Doppelsynchronisierung und dem Verbrennungsmotor 2 ist die Trennkupplung K0 vorgesehen, die vorzugweise reibschlüssig ausgeführt ist.The embodiment variants shown in the individual figures can have a double synchronization instead of a conventional double clutch. The
Dabei sind jeweils diejenigen Gänge rein elektrisch fahrbar, die auf dem jeweiligen Teilgetriebe liegen, an dem die elektrische Maschine bzw. die Antriebseinrichtung 5 angebunden wird. Eine Zugkraftunterstützung bei verbrennungsmotorischen Schaltvorgängen kann mittels der Antriebseinrichtung 5 erreicht werden. Die Zugkraftunterstützung bei elektromotorischen Vorwahlschaltungen im Hybrid-Betrieb kann über den Verbrennungsmotor 2 erfolgen.In this case, those gears that are on the respective sub-transmission to which the electric machine or the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- Verbrennungsmotorcombustion engine
- 33
- Hybrid-GetriebeanordnungHybrid gear arrangement
- 44
- Getriebeanordnunggear arrangement
- 55
- Antriebseinrichtungdrive device
- 66
- Kupplungsanordnungclutch assembly
- 77
- Radsatzanordnungwheelset arrangement
- 88th
- Differenzialdifferential
- 99
- Vorderachsefront axle
- 1010
- Hinterachserear axle
- 1212
- Steuerungseinrichtungcontrol device
- 1414
- Hybrid-Antriebsstranghybrid powertrain
- 1616
- Kurbelwellecrankshaft
- 2020
- AusgangExit
- 2222
- Festradfixed wheel
- 2424
- erste Getriebeeingangswellefirst transmission input shaft
- 2626
- zweite Getriebeeingangswellesecond transmission input shaft
- 2828
- erste Vorgelegewellefirst countershaft
- 3030
- zweite Vorgelegewellesecond countershaft
- 3232
- erstes Losradfirst loose wheel
- 3434
- zweites Losradsecond loose wheel
- 3636
- Abtriebszahnradoutput gear
- 3838
- Zahnradgear
- 4040
- Festradfixed wheel
- 4242
- drittes Losradthird loose wheel
- 4444
- Festradfixed wheel
- 4646
- Festradfixed wheel
- 4848
- viertes Losradfourth loose wheel
- 5050
- Abtriebszahnradoutput gear
- 5252
- Parksperrenzahnradparking lock gear
- K0K0
- Trennkupplungdisconnect clutch
- K1K1
- erste Kupplungfirst clutch
- K2K2
- zweite Kupplungsecond clutch
- AA
- Schaltkupplungshifting clutch
- BB
- Schaltkupplungshifting clutch
- CC
- Schaltkupplungshifting clutch
- DD
- Schaltkupplungshifting clutch
- WW
- Koppelschaltelementcoupling switching element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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-
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- 2021-01-11 DE DE102021200135.1A patent/DE102021200135A1/en active Pending
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