DE19851496A1 - Impact absorption appliance has deformation element with honeycomb structure of hexagonal cells - Google Patents

Impact absorption appliance has deformation element with honeycomb structure of hexagonal cells

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Abstract

The impact absorption appliance has at least one deformation element (11) possessing a honeycomb structure or another hollow chamber cellular structure. In its original position, the deformation element is a compact element. In its operating state, the deformation element has a hexagonal-celled deformable honeycomb structure (23) between widely spaced apart side walls (19,20). The honeycomb structure forms a compressible hollow chamber cellular structure (21)

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufpralldämpfungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an impact damping device according to the preamble of Claim 1.

Zur Dämpfung des Aufpralls werden in Kraftfahrzeugen Deformationselemente verwendet, die bei einem Unfall energieverzehrend deformiert werden. Besonders wirkungsvoll haben sich Deformationselemente mit einer Wabenstruktur erwiesen, die im Bereich der Stoßfängereinrichtungen eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein können. Die deutsche Offenlegungsschrift 24 13 772 beschreibt eine stoßdämpfende Stoßstange, die mit einer aus metallischem Material bestehenden Wabenstruktur ausgefüllt ist. Die Wabenstruktur ist sandwichartig zwischen dem vorderen Aufprallteil der Stoßstange und einer hinteren Platte angeordnet.Deformation elements are used in motor vehicles to dampen the impact used, which are deformed in an energy-consuming manner in an accident. Especially Deformation elements with a honeycomb structure have proven to be effective Area of the bumper devices of a motor vehicle can be arranged. The German Offenlegungsschrift 24 13 772 describes a shock-absorbing bumper that is filled with a honeycomb structure made of metallic material. The The honeycomb structure is sandwiched between the front impact part of the bumper and arranged on a rear plate.

Ein weiteres Deformationselement für ein Kraftfahrzeug beschreibt die DE 196 50 647 A1. Dieses Deformationselement besteht aus einem Mantelrohr, in dem ein Matrixkörper aufgenommen ist, der aus abwechselnd aneinanderliegenden glatten Blechen und gewellten Blechen gebildet ist. Dadurch erhält man eine Hohlkammerzellenstruktur, die als wabenähnlich bezeichnet werden kann.Another deformation element for a motor vehicle is described in DE 196 50 647 A1. This deformation element consists of a jacket tube in which a matrix body is included, which consists of alternately lying flat sheets and corrugated sheets is formed. This gives a hollow chamber structure, the can be described as honeycomb.

Dieses Deformationselement wirkt beim Deformieren energieverzehrend. Die deutsche Offenlegungsschrift 21 58 086 zeigt ein weiteres Deformationselement, welches aus mehreren Schichten bienenwabenartig bzw. mit wellenförmigen Wabenwandungen aufgebaut ist.This deformation element has an energy-consuming effect when deformed. The German Laid-open application 21 58 086 shows a further deformation element, which consists of several layers of honeycomb or with wavy honeycomb walls is constructed.

Aus der DE 196 33 110 A1 ist ein Aufpralldämpfer mit Deformationselementen unterschiedlicher Steifigkeit bekannt. Die Deformationselemente sind insbesondere für eine Stoßfängeranordnung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, die in verschiedenen Aufprallgeschwindigkeitsbereichen aufprallenergieverzehrend deformierbar sind. Ein weniger steifes Deformationselement ist in einer Aufprallenergie aufnehmenden Fahrzeugzone fest angeordnet, während ein steiferes Deformationselement fahrgeschwindigkeitsabhängig aus einer Ausgangsposition heraus durch eine translatorische Bewegung oder durch eine Schwenkbewegung in einer Arbeitsposition gebracht werden kann. Für höhere Geschwindigkeiten erhält man somit eine steifere und mehr Energie verzehrende Deformationszone als bei niedrigen Geschwindigkeiten, bei denen sich das steifere Deformationselement nicht in der Arbeitsposition befindet und somit auch bei einer niedrigeren Geschwindigkeit nicht deformiert wird.DE 196 33 110 A1 describes an impact damper with deformation elements different stiffness known. The deformation elements are especially for a bumper assembly of a motor vehicle is provided, which in different Impact velocity ranges are deformable to absorb impact energy. On less stiff deformation element is in an impact energy absorbing Vehicle zone firmly arranged, while a stiffer deformation element  depending on driving speed from a starting position by a translatory movement or by a pivoting movement in a working position can be brought. For higher speeds you get a stiffer and more energy consuming deformation zone than at low speeds, at which the stiffer deformation element is not in the working position and is therefore not deformed even at a lower speed.

Um in einer Unfallsituation eine Verbesserung der Aufpralldämpfung zu erzielen, sind auch Maßnahmen bekannt, die eine Veränderung der Außenkontur des Fahrzeugs betreffen. Diese Maßnahmen umfassen insbesondere ausfahrbare Stoßfängeranordnungen, wie sie aus den Offenlegungsschriften DE 195 12 600 A1, DE 38 35 674 A1 und DE 195 14 191 A1 bekannt sind.In order to improve the impact absorption in an accident situation also known measures that change the outer contour of the vehicle affect. These measures include extendable ones in particular Bumper arrangements such as those described in published patent applications DE 195 12 600 A1, DE 38 35 674 A1 and DE 195 14 191 A1 are known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufpralldämpfungseinrichtung zu schaffen, die bei Bedarf in einer Unfallsituation aktivierbar ist und gute energieverzehrende Dämpfungseigenschaften hat.The invention has for its object to an impact damping device create that can be activated in an accident situation and good ones has energy-absorbing damping properties.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Das Deformationselement bildet in einer Ausgangsposition ein Kompaktelement mit verhältnismäßig geringen Abmessungen, das sich vor oder bei einem Aufprall in einer Unfallsituation in einen deformationsfähigen Arbeitszustand aufweitet. Dabei können Unfallsensoren, insbesondere Pre-Crash-Sensoren, in Verbindung mit einer elektronischen Steuerung feststellen, ob eine Aktivierung des Deformationselements erforderlich ist oder ob aufgrund einer verhältnismäßig geringen Aufprallgeschwindigkeit eine Aktivierung des Deformationselements unterbleiben kann. Durch die kompakte Ausführung des im Ausgangszustand befindlichen Deformationselements ist es möglich, dieses so anzubringen, daß die sonstigen Dämpfungseinrichtungen ohne einen Einfluß dieses Deformationselements in Funktion treten können. Bei einer geringen Aufprallgeschwindigkeit kann beispielsweise eine zerstörungsfreie Aufpralldämpfung wirksam sein, während bei höheren Aufprallgeschwindigkeiten das erfindungsgemäße Deformationselement zu geschaltet und eine Verstärkung der Deformationszone mit höherer Energieaufnahme erreicht wird.The solution to this problem is obtained by the features specified in claim 1. In a starting position, the deformation element forms a compact element relatively small dimensions that occur before or in the event of an impact Accident situation widened into a deformable working state. You can Accident sensors, especially pre-crash sensors, in conjunction with a electronic control determine whether activation of the deformation element is required or whether due to a relatively low impact speed activation of the deformation element can be omitted. Because of the compact Execution of the deformation element in the initial state, it is possible to attach this so that the other damping devices without any influence this deformation element can function. At a low Impact speed can be, for example, non-destructive impact damping be effective while at higher impact speeds the invention Deformation element switched on and a reinforcement of the deformation zone with higher energy consumption is achieved.

Die Hohlraumzellenstruktur des Deformationselements kann sehr vorteilhaft aus Waben bestehen, deren Wandungen aus dünnwandigem Blech oder einem elastisch zusammendrückbaren Material bestehen. Eine Wabenstruktur aus sechseckigen Waben hat sich besonders vorteilhaft für die Anwendung in den Deformationselementen erwiesen.The cavity cell structure of the deformation element can very advantageously consist of honeycombs consist of walls made of thin-walled sheet metal or an elastic compressible material. A honeycomb structure made of hexagonal honeycombs  has been particularly advantageous for use in the deformation elements proven.

Das Deformationselement kann sich durch pyrotechnisch oder in anderer Weise aufgebauten Druck in einem Sekundenbruchteil aus dem kompakten Ausgangszustand in den deformationsfähigen Arbeitszustand aufweiten. Besteht die Wabenstruktur aus einem elastischen Material, so kann dessen Eigenelastizität ohne zusätzlichen Innendruck das Aufweiten des Deformationselements bewirken, wenn die Außenwandungen, zwischen denen die komprimierte Hohlkammerzellenstruktur im Ausgangszustand einliegt, für die erforderliche Bewegung freigegeben bzw. entriegelt werden.The deformation element can be pyrotechnic or otherwise pressure built up in a split second from the compact initial state expand into the deformable working state. Consists of the honeycomb structure an elastic material, its inherent elasticity can be increased without additional Internal pressure cause the deformation element to expand when the Outer walls between which the compressed hollow chamber cell structure in the Initial state is present, released or unlocked for the required movement become.

Die bevorzugte Ausführung sieht vor, daß sich das Deformationselement unmittelbar vor oder bei einem Aufprall von einer Ausgangsposition in eine Arbeitsposition bewegt. Die Bewegung kann eine translatorische und/oder eine Drehbewegung sein. Dadurch ist es möglich, das Deformationselement in einer Ausgangsposition unterzubringen, die sicherstellt, daß das nicht aktivierte Deformationselement die Eigenschaften der sonstigen Deformationseinrichtung nicht beeinträchtigt. Dies ist beispielsweise für den Fall wesentlich, wenn aufgrund einer geringen Aufprallgeschwindigkeit nur die sonstigen Deformationseinrichtungen wirksam sein sollen. Dadurch wird bei geringen Aufprallgeschwindigkeiten eine unnötige Verhärtung der Knautschzone vermieden und es tritt in diesen Fällen auch keine Zerstörung des Deformationselements ein. Es ist beispielsweise auch möglich, ein solches Deformationselement zur Vergrößerung des Deformationswegs direkt an der Stoßfängervorderseite anzubringen.The preferred embodiment provides that the deformation element is immediately in front or moved from a starting position to a working position in the event of an impact. The Movement can be a translatory and / or a rotary movement. That’s it possible to accommodate the deformation element in a starting position, the ensures that the non-activated deformation element has the properties of the other deformation device not affected. This is for example for the Case essential if only the others due to a low impact speed Deformation devices should be effective. This will result in low Impact speeds avoid unnecessary hardening of the crumple zone and in these cases, the deformation element is not destroyed. It is for example also possible, such a deformation element to enlarge the Deformation paths to be attached directly to the front of the bumper.

Die Positionsänderung des Deformationselements erfolgt vorzugsweise mittels pyrotechnisch erzeugtem Druck, da auf diese Weise eine schlagartige Bewegung aus der Ausgangsposition in die Arbeitsposition im Falle eines bevorstehenden Unfalls durchgeführt werden kann.The position of the deformation element is preferably changed by means of pyrotechnically generated pressure, because in this way a sudden movement the starting position in the working position in the event of an impending accident can be carried out.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den vorderen Teil eines Kraftfahrzeugs, Fig. 1 is a plan view of the front part of a motor vehicle,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines der bei dem in Fig. 1 dargestellten Kraftfahrzeugs verwendeten Deformationselemente und Fig. 2 is an enlarged view of one of the deformation elements used in the motor vehicle shown in Fig. 1 and

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Wabenstruktur des Deformationselements von Fig. 2. FIG. 3 shows an enlarged illustration of the honeycomb structure of the deformation element from FIG. 2.

Die Draufsicht von Fig. 1 zeigt die Umrisse des vorderen Teils eines Kraftfahrzeugs 1 mit einem Unfallsensor 2, der sich in der Mitte eines Stoßfängers 3 befindet. Der Unfallsensor 2 ist elektrisch mit einer elektronischen Steuerung 4 verbunden, die in an sich bekannter Weise die zur Auswertung von Sensorsignalen erforderlichen Einrichtungen aufweist. Die Steuerung 4 kann insbesondere auch mit weiteren hier nicht dargestellten Sensoren, die als Radar oder Ultraschallsensoren ausgebildet sein können, verbunden sein.The top view of FIG. 1 shows the outline of the front part of a motor vehicle 1 with an accident sensor 2 , which is located in the middle of a bumper 3 . The accident sensor 2 is electrically connected to an electronic control 4 , which has the devices required for evaluating sensor signals in a manner known per se. The controller 4 can in particular also be connected to further sensors, not shown here, which can be designed as radar or ultrasonic sensors.

Zwischen Fahrzeuglängsträgern 5, 6 und Trägerelementen 7, 8 des Stoßfängers 3 besteht jeweils ein Freiraum 9, 10.There is a free space 9 , 10 between vehicle longitudinal beams 5 , 6 and support elements 7 , 8 of the bumper 3 .

Im Falle eines Unfalls mit geringer Aufprallgeschwindigkeit besitzt die Deformationszone zwischen den Längsträgern 5, 6 und dem Stoßfänger 3 eine verhältnismäßig hohe Nachgiebigkeit, auch aufgrund der vorhandenen Freiräume 9, 10. Im Falle eines Unfalls mit höherer Aufprallgeschwindigkeit können Deformationselemente 11, 12 in die Freiräume 9, 10 bewegt werden. Die Bewegung erfolgt als Drehbewegung um Schwenkachsen 13, 14, und zwar gemäß der angegebenen Pfeilrichtungen 15, 16. Die Schwenkbewegungen werden von der Steuerung 4 bei Bedarf durch Aktivierung pyrotechnischer Betätigungsorgane 17, 18 veranlaßt.In the event of an accident with a low impact speed, the deformation zone between the longitudinal beams 5 , 6 and the bumper 3 has a relatively high degree of flexibility, also because of the free spaces 9 , 10 . In the event of an accident with a higher impact speed, deformation elements 11 , 12 can be moved into the free spaces 9 , 10 . The movement takes place as a rotary movement about pivot axes 13 , 14 , specifically according to the indicated arrow directions 15 , 16 . The pivoting movements are initiated by the control 4 if necessary by activating pyrotechnic actuators 17 , 18 .

Anhand von Fig. 2 ist der Aufbau und die Wirkungsweise der Deformationselemente anhand des Deformationselements 11 näher beschrieben. Mit unterbrochenen Linien ist dabei die Ausgangsposition 11' des Deformationselements 11 dargestellt. Diese Ausgangsposition entspricht der Position des Deformationselements 11 in Fig. 1.The structure and the mode of operation of the deformation elements are described in more detail with reference to FIG. 2 using the deformation element 11 . The starting position 11 'of the deformation element 11 is shown with broken lines. This starting position corresponds to the position of the deformation element 11 in FIG. 1.

In Fig. 2 ist das Deformationselement 11 aus der Ausgangsposition 11' um die Schwenkachse 15 in die Arbeitsposition verschwenkt und durch eine Aufweitung in den Arbeitszustand gebracht worden. In der Ausgangsposition 11' befanden sich seitliche Wandungen 19, 20 noch in einem geringen Abstand, so daß die einliegende Hohlkammerzellenstruktur 21 komprimiert zusammengehalten wurde. Die Wandungen 19, 20 wurden dabei von einem Riegel 22 fixiert.In FIG. 2, the deformation element 11 is pivoted from the initial position 11 'about the pivot axis 15 in the working position and has been brought about by a widening in the working state. In the starting position 11 ', the lateral walls 19 , 20 were still a short distance apart, so that the hollow-chamber structure 21 lying there was held together in a compressed manner. The walls 19 , 20 were fixed by a bolt 22 .

Nachdem die Steuerung 11 einen bevorstehenden Unfall mit entsprechend hoher Aufprallgeschwindigkeit erkannt hat, wurde das Deformationselement 11 aus der Ausgangsposition 11' in die dargestellte Position zwischen dem Trägerelement 7 und dem Längsträger 5 verschwenkt. Der Riegel 22 wurde entriegelt, so daß sich das Deformationselement 11 vollständig im Freiraum 15 zwischen dem Trägerelement 7 und dem Längsträger 5 aufweiten konnte.After the controller 11 detects an imminent accident with a correspondingly high speed of impact, the deformation element 11 has been pivoted from the initial position 11 'in the illustrated position between the support element 7 and the longitudinal member. 5 The bolt 22 was unlocked so that the deformation element 11 could expand completely in the free space 15 between the support element 7 and the side member 5 .

Alternativ oder zusätzlich können solche Deformationselemente 11 zur Vergrößerung des Deformationswegs auch vorne am Stoßfänger 3 angebracht werden, die sich dann unfallbedingt nach vorne in Fahrtrichtung aufweiten.As an alternative or in addition, such deformation elements 11 can also be attached to the front of the bumper 3 to enlarge the deformation path, which then widen forwards in the direction of travel as a result of an accident.

Das Aufweiten des Deformationselements 11 kann pyrotechnisch oder in anderer Weise mit geeigneten Druckerzeugern erfolgen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß eine Hohlkammerzellenstruktur aus einem Material verwendet wird, die ein selbsttätiges elastisches Aufweiten ermöglicht. Es kann sich dabei beispielsweise um ein elastisches Kunststoffmaterial handeln, welches faserverstärkt sein kann, um auch höhere Deformationsenergien aufnehmen zu können.The deformation element 11 can be expanded pyrotechnically or in another way with suitable pressure generators. However, there is also the possibility that a hollow chamber cell structure made of a material is used, which enables an automatic elastic expansion. It can be, for example, an elastic plastic material that can be fiber-reinforced in order to be able to absorb higher deformation energies.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Hohlkammerzellenstruktur ist eine Wabenstruktur 23 aus einer Vielzahl von sechseckigen Waben 24, wie dies in Fig. 3 nochmals vergrößert dargestellt ist. Die Wabenstruktur ist im Arbeitszustand in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet und Fig. 3 zeigt somit eine Ansicht in Fahrzeuglängsrichtung. The hollow chamber cell structure shown in the exemplary embodiment is a honeycomb structure 23 comprising a multiplicity of hexagonal honeycombs 24 , as is shown again enlarged in FIG. 3. The honeycomb structure is oriented in the longitudinal direction of the vehicle in the working state and FIG. 3 thus shows a view in the longitudinal direction of the vehicle.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SIGN LIST

11

Kraftfahrzeug
Motor vehicle

22nd

Unfallsensor
Accident sensor

33rd

Stoßfänger
Bumpers

44th

Steuerung
control

55

Längsträger
Side member

66

Längsträger
Side member

77

Trägerelemente
Support elements

88th

Trägerelemente
Support elements

99

Freiräume
Free space

1010th

Freiräume
Free space

1111

Deformationselement
Deformation element

1111

' Ausgangsposition
'Starting position

1212th

Deformationselement
Deformation element

1313

Schwenkachse
Swivel axis

1414

Schwenkachse
Swivel axis

1515

Pfeilrichtung
Arrow direction

1616

Pfeilrichtung
Arrow direction

1717th

Betätigungsorgan
Actuator

1818th

Betätigungsorgan
Actuator

1919th

Wandung
Wall

2020th

Wandung
Wall

2121

Hohlkammerzellenstruktur
Hollow cell structure

2222

Riegel
bars

2323

Wabenstruktur
Honeycomb structure

2424th

Wabe
honeycomb

Claims (9)

1. Aufpralldämpfungseinrichtung mit wenigstens einem eine Wabenstruktur oder eine andere Hohlkammerzellenstruktur aufweisenden Deformationselement (11, 12), das bei einem Aufprall energieverzehrend deformiert wird, insbesondere für die Knautschzone eines Kraftfahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (11, 12) in einer Ausgangsposition (11') ein sich im Ausgangszustand befindendes Kompaktelement ist, das sich vor oder bei einem Aufprall in einen deformationsfähigen Arbeitszustand aufweitet.1. Impact damping device with at least one deformation element ( 11 , 12 ) having a honeycomb structure or another hollow chamber structure, which is deformed in an energy-consuming manner in the event of an impact, in particular for the crumple zone of a motor vehicle ( 1 ), characterized in that the deformation element ( 11 , 12 ) in a starting position ( 11 ') is a compact element which is in the initial state and which expands into a deformable working state before or in the event of an impact. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (11, 12) ein Wabenelement in Sandwichbauweise ist, das im Arbeitszustand zwischen seitlichen Wandungen (19, 20), die einen großen Abstand zueinander haben, eine deformierbare Wabenstruktur (23) hat, während im Ausgangszustand (11') die seitlichen Wandungen (19, 20) einen kleinen Abstand zueinander haben, so daß die Wabenstruktur im Zwischenraum zwischen den Wandungen (19, 20) als komprimierte Hohlkammerzellenstruktur (21) einliegt.2. Device according to claim 1, characterized in that the deformation element ( 11 , 12 ) is a honeycomb element in sandwich construction, which has a deformable honeycomb structure ( 23 ) in the working state between side walls ( 19 , 20 ) which have a large distance from one another , while in the initial state ( 11 ') the side walls ( 19 , 20 ) are at a small distance from one another, so that the honeycomb structure lies in the space between the walls ( 19 , 20 ) as a compressed hollow cell structure ( 21 ). 3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenstruktur (23) aus sechseckigen Waben (24) besteht.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the honeycomb structure ( 23 ) consists of hexagonal honeycombs ( 24 ). 4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Deformationselement (11, 12) mittels Druck aufweitet.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation element ( 11 , 12 ) expands by means of pressure. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels pyrotechnisch erzeugtem Druck sich das Deformationselement (11, 12) von dem Ausgangszustand in den Arbeitszustand aufweitet.5. Device according to claim 4, characterized in that by means of pyrotechnically generated pressure, the deformation element ( 11 , 12 ) widens from the initial state into the working state. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (11, 12) aus einem elastisch deformierbaren Material besteht und sich aus dem kompakten Ausgangszustand selbsttätig in den Arbeitszustand aufweitet.6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the deformation element ( 11 , 12 ) consists of an elastically deformable material and automatically widens from the compact initial state into the working state. 7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Deformationselement (11, 12) unmittelbar vor oder bei einem Aufprall von einer Ausgangsposition (11') in eine Arbeitsposition bewegt.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation element ( 11 , 12 ) moves immediately before or in the event of an impact from a starting position ( 11 ') into a working position. 8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Deformationselement (11, 12) vor oder bei einem Aufprall durch eine Drehbewegung aus der Ausgangsposition (11') in die Arbeitsposition bewegt.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation element ( 11 , 12 ) moves before or in the event of an impact by a rotary movement from the starting position ( 11 ') into the working position. 9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Deformationselement (11, 12) mittels pyrotechnisch erzeugtem Druck aus der Ausgangsposition (11') in die Arbeitsposition bewegt.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation element ( 11 , 12 ) moves by means of pyrotechnically generated pressure from the starting position ( 11 ') into the working position.
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