CN102003526A - 用于双离合变速器的具有刮擦密封件的致动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于双离合变速器的具有刮擦密封件的致动装置。双离合器致动装置包括第一环状活塞和第二环状活塞。环状活塞包括与环状轴承组件接触的第一端。所述环状轴承组件与致动杆接触，致动杆与第一组摩擦元件接触。环状活塞设置在同心环状活塞槽中。活塞和环状槽一起形成环状活塞腔。活塞腔用液压流体填充。致动装置还包括设置在每个环状活塞中的第一和第二环状沟槽内的第一组刮擦密封件和第二组刮擦密封件。当液压流体被加压时，活塞滑出环状槽且在致动杆上施加力，致动杆继而在摩擦元件上施加轴向压缩力。有利地，通过第一和第二组刮擦密封件抵靠在致动装置壳体中形成的环状槽的壁的刮擦或清洗动作，减少或消除了活塞腔的污染。

Description

用于双离合变速器的具有刮擦密封件的致动装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2009年8月26日提交的美国临时申请No.61/237,096的优先权，该临时申请的全部内容在此通过参考并入本文。
技术领域
本发明涉及变速器，更具体地涉及一种用于紧凑型双离合多速变速器的双离合器致动装置。
背景技术
该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能会或可能不会构成现有技术。
典型的双输入多速变速器具有第一输入轴和第二输入轴，所述第二输入轴是与第一输入轴同心的中空套轴。第一输入轴和第二输入轴通过双离合器选择性地联接到发动机曲轴。双离合器或双重离合器具有两个独立的离合器单元，所述离合器单元各独立地旋转地固定到一个输入轴。离合器单元包括摩擦元件，所述摩擦元件抵靠最终旋转地固定到曲轴的摩擦元件轴向地压缩。双离合器致动装置产生轴向地压缩摩擦元件和将输入轴与曲轴旋转联接所需的应用力。
虽然当前双离合器致动装置实现其预期目的，但是对展现改进性能的新式和改进配置的需要实质上是持续不断的。例如，现有技术未能解决的一个问题是由通过双离合器的摩擦元件磨损产生的颗粒对致动装置的污染。因此，本领域需要一种双离合器致动装置，其在提供用以减少或消除致动装置的污染的机构的同时具有改进的封装。
发明内容
本发明提供一种用于双离合变速器的双离合器致动装置。所述变速器具有两个输入轴：第一轴和第二轴，所述第二轴是中空套轴。所述第二轴与所述第一轴同心。具有两个离合器单元的双离合器将发动机的曲轴选择性地联接到所述两个输入轴中的一个。更具体地，所述双离合器包括诸如离合器壳体的构件和诸如轮毂的其它构件，所述离合器壳体具有第一组摩擦元件，所述第一组摩擦元件通过飞轮旋转地固定到曲轴，所述轮毂具有第二组摩擦元件，所述第二组摩擦元件旋转地固定到输入轴。第一摩擦元件和第二摩擦元件抵靠彼此轴向地压缩，以将一个轮毂联接到双离合器壳体，从而将扭矩从曲轴传输给所述输入轴中的一个。设置双离合器致动装置以产生压缩第一组摩擦元件和第二组摩擦元件所需的轴向压缩力。双离合器致动装置包括第一环状活塞和第二环状活塞。所述环状活塞包括与环状轴承组件接触的第一端。所述环状轴承组件与致动杆接触，所述致动杆与所述第一组摩擦元件接触。所述环状活塞设置在同心环状活塞槽中。活塞和环状槽一起形成环状活塞腔。所述活塞腔用液压流体填充。当液压流体被加压时，活塞滑出环状槽且在致动杆上施加力，致动杆继而在摩擦元件上施加轴向压缩力。
在本发明的一个方面，所述双离合器致动装置在每个环状活塞中包括第一环状沟槽和第二环状沟槽。
在本发明的另一个方面，所述双离合器致动装置包括设置在每个环状活塞中的第一和第二环状沟槽中的第一组刮擦密封件和第二组刮擦密封件。
在本发明的另一个方面，所述双离合器致动装置包括壳体，所述壳体具有在第二环状槽的径向内部的第一环状槽。
在本发明的又一个方面，所述双离合器致动装置包括壳体，所述壳体具有与环状槽同心且在第一环状槽的内部的中心孔。
在本发明的又一个方面，所述双离合器致动装置包括位置传感器，所述位置传感器附连到致动装置的壳体上。
在本发明的又一个方面，位置传感器包括两个传感元件，一个用于感测第一环状活塞的位置，另一个用于感测第二环状活塞的位置。
方案1.一种用于致动双离合变速器中的双离合器的双离合器致动装置，所述双离合器致动装置包括：
壳体，所述壳体固定地紧固到所述双离合变速器且限定第一环状槽和第二环状槽；
第一环状活塞，所述第一环状活塞至少部分地且可滑动地设置在所述第一环状槽中，其中，所述第一环状活塞具有包括沟槽的外表面和包括沟槽的内表面；
第二环状活塞，所述第二环状活塞至少部分地且可滑动地设置在所述第二环状槽中，其中，所述第二环状活塞具有包括沟槽的外表面和包括沟槽的内表面；
第一环状活塞腔，所述第一环状活塞腔由所述第一环状槽和所述第一环状活塞限定，其中，所述第一环状活塞腔用液压流体填充；
第二环状活塞腔，所述第二环状活塞腔由所述第二环状槽和所述第二环状活塞限定，其中，所述第二环状活塞腔用液压流体填充；
第一外部密封件，所述第一外部密封件设置在所述第一环状活塞的外部沟槽中；
第二外部密封件，所述第二外部密封件设置在所述第二环状活塞的外部沟槽中；
第一内部密封件，所述第一内部密封件设置在所述第一环状活塞的内部沟槽中；
第二内部密封件，所述第二内部密封件设置在所述第二环状活塞的内部沟槽中；
第一环状轴承组件，所述第一环状轴承组件具有与第一环状活塞接触的第一座圈和与双离合器的一个离合器连通的第二座圈；以及
第二环状轴承组件，所述第二环状轴承组件具有与第二环状活塞接触的第一座圈和与双离合器的另一个离合器连通的第二座圈，以及
其中，所述双离合器通过独立地加压所述第一环状活塞腔和所述第二环状活塞腔中的至少一个内的液压流体来致动，从而促使所述第一环状活塞和所述第二环状活塞中的至少一个滑出所述第一环状槽和所述第二环状槽，且其中，所述第一内部密封件和第一外部密封件防止碎屑进入第一活塞腔，所述第二内部密封件和第二外部密封件防止碎屑进入第二活塞腔。
方案2.根据方案1所述的双离合器致动装置，其中，所述第一外部密封件和第二外部密封件还包括基本上设置在所述第一环状活塞和所述第二环状活塞的外部沟槽中的本体部分和基本上从所述第一环状活塞和所述第二环状活塞的外部沟槽突起的刮擦器部分。
方案3.根据方案2所述的双离合器致动装置，其中，所述第一内部密封件和第二内部密封件还包括基本上设置在所述第一环状活塞和所述第二环状活塞的内部沟槽中的本体部分和基本上从所述第一环状活塞和所述第二环状活塞的内部沟槽突起的刮擦器部分。
方案4.根据方案1所述的双离合器致动装置，其中，所述壳体具有中心孔，所述中心孔与第一环状槽和第二环状槽同心且在第一环状槽的内部。
方案5.根据方案1所述的双离合器致动装置，还包括附连到致动装置的壳体上的位置传感器，用于感测第一环状活塞和第二环状活塞的位置。
方案6.根据方案5所述的双离合器致动装置，其中，所述位置传感器包括两个传感元件，一个用于感测第一环状活塞的位置，另一个用于感测第二环状活塞的位置。
方案7.根据方案6所述的双离合器致动装置，其中，所述两个传感元件中用于感测第一环状活塞的位置的所述一个设置在第一环状腔的径向外部。
方案8.根据方案7所述的双离合器致动装置，其中，所述两个传感元件中用于感测第二环状活塞的位置的所述另一个设置在第一环状腔和第二环状腔之间。
方案9.根据方案1所述的双离合器致动装置，其中，所述第二环状槽与第一环状槽同心且在第一环状槽的径向内部。
方案10.根据方案9所述的双离合器致动装置，还包括第一环状端密封件，所述第一环状端密封件固定地紧固到第一环状活塞的第一端，用于密封第一环状活塞腔。
方案11.根据方案10所述的双离合器致动装置，还包括第二环状端密封件，所述第二环状端密封件固定地紧固到第二环状活塞的第一端，用于密封第二环状活塞腔。
方案12.一种用于致动双离合变速器中的双离合器的双离合器致动装置，其中，所述双离合器中的每个离合器包括摩擦构件和致动杆，且其中，所述致动杆在摩擦构件上施加轴向压缩力以致动所述双离合器中的每个离合器，所述双离合器致动装置包括：
壳体，所述壳体固定地紧固到所述双离合变速器且限定第一环状槽和第二环状槽，其中，所述第二环状槽与第一环状槽同心且在第一环状槽的径向内部；
第一环状活塞，所述第一环状活塞具有第一端和第二端，且至少部分地且可滑动地设置在所述第一环状槽中，其中，所述第一环状活塞具有包括沟槽的外表面和包括沟槽的内表面；
第二环状活塞，所述第二环状活塞具有第一端和第二端，且至少部分地且可滑动地设置在所述第二环状槽中，其中，所述第二环状活塞具有包括沟槽的外表面和包括沟槽的内表面；
第一外部密封件，所述第一外部密封件具有基本上设置在所述第一环状活塞的外部沟槽中的本体部分且具有基本上设置在所述沟槽外部的刮擦器部分；
第二外部密封件，所述第二外部密封件具有基本上设置在所述第二环状活塞的外部沟槽中的本体部分且具有基本上设置在所述沟槽外部的刮擦器部分；
第一内部密封件，所述第一内部密封件具有基本上设置在所述第一环状活塞的内部沟槽中的本体部分且具有基本上设置在所述沟槽外部的刮擦器部分；
第二内部密封件，所述第二内部密封件具有基本上设置在所述第二环状活塞的内部沟槽中的本体部分且具有基本上设置在所述沟槽外部的刮擦器部分；
第一环状活塞腔，所述第一环状活塞腔由所述第一环状槽和所述第一环状活塞限定，其中，所述第一环状活塞腔用液压流体填充；
第一环状密封件，所述第一环状密封件固定地紧固到第一环状活塞的第一端，用于密封第一环状活塞腔；
第二环状活塞腔，所述第二环状活塞腔由所述第二环状槽和所述第二环状活塞限定，其中，所述第二环状活塞腔用液压流体填充；
第二环状密封件，所述第二环状密封件固定地紧固到第二环状活塞的第一端，用于密封第二环状活塞腔；
第一环状轴承组件，所述第一环状轴承组件具有与第一环状活塞接触的第一座圈和与双离合器的一个离合器的一个致动杆连通的第二座圈；以及
第二环状轴承组件，所述第二环状轴承组件具有与第二环状活塞接触的第一座圈和与双离合器的另一个离合器的另一个致动杆连通的第二座圈，以及
其中，所述双离合器通过独立地加压所述第一环状活塞腔和所述第二环状活塞腔中的液压流体来致动，从而促使所述第一环状活塞和所述第二环状活塞滑出所述第一环状槽和所述第二环状槽且在至少一个致动杆上施加力，且其中，所述第一内部密封件和第一外部密封件的刮擦器部分防止碎屑进入第一活塞腔，所述第二内部密封件和第二外部密封件的刮擦器部分防止碎屑进入第二活塞腔。
方案13.根据方案12所述的双离合器致动装置，其中，所述壳体具有中心孔，所述中心孔与第一环状槽和第二环状槽同心且在第一环状槽的内部。
方案14.根据方案14所述的双离合器致动装置，还包括附连到致动装置的壳体上的位置传感器，用于感测第一环状活塞和第二环状活塞的位置。
方案15.根据方案14所述的双离合器致动装置，其中，所述位置传感器包括两个传感元件，一个用于感测第一环状活塞的位置，另一个用于感测第二环状活塞的位置。
方案16.根据方案15所述的双离合器致动装置，其中，所述两个传感元件中用于感测第一环状活塞的位置的所述一个设置在第一环状腔的径向外部。
方案17.根据方案15所述的双离合器致动装置，其中，所述两个传感元件中用于感测第二环状活塞的位置的所述另一个设置在第一环状腔和第二环状腔之间。
本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将从用于执行本发明的最佳模式的以下详细描述结合附图显而易见。
附图说明
图1是根据本发明实施例的用于双输入变速器的扭矩传递装置的部分截面图；
图2A是根据本发明实施例的用于致动图1的扭矩传递装置的致动装置的前侧的透视图；
图2B是根据本发明实施例的用于致动图1的扭矩传递装置的致动装置的后侧的透视图；
图3A和3B是根据本发明实施例的图2A和2B的致动装置的部分截面图，示出了环状活塞上的密封件的位置；
图4是根据本发明实施例的附连到变速器壳体的壁上的图2A和2B的致动装置的前视图；和
图5和6是根据本发明实施例的用于感测图2A和2B所示的致动装置的位置的传感器的透视图。
具体实施方式
参考图1，用于双输入变速器(未示出)的扭矩传递装置的部分截面图总体上用附图标记10标示。扭矩传递装置10例如是设置在车辆动力系中的双离合器。车辆动力系通常包括发动机和变速器。在该实施例中，变速器是双输入变速器，其中，扭矩通过扭矩传递装置10的选择性操作经由曲轴12从发动机传输给变速器中的两个输入轴：第一输入轴14和第二输入轴16。第二输入轴16是与第一输入轴14同心且叠置第一输入轴14的套(或中空)轴。扭矩传递装置10设置在变速器壳体或钟形壳体18中。
扭矩传递装置10具有设置在离合器壳体24中的两个分开和独立的摩擦离合器20和22。离合器壳体24旋转地固定到飞轮25。飞轮25连接到曲轴12且优选为配置成阻尼和减少曲轴12中的振动的双质量飞轮。摩擦离合器20和22各包括摩擦构件26和28。摩擦构件26和28分别固定到轮毂构件30和32。轮毂构件30和32各分别旋转地固定到第一输入轴14和第二输入轴16。离合器壳体24也包括由轴承和摩擦元件34和36支撑的中心板33，轴承和摩擦元件34和36附连到壳体24并旋转地固定到壳体24。摩擦构件26和28以及摩擦元件34和36配置成形成摩擦离合器，本领域称为双离合器。因而，通过摩擦构件26与摩擦元件34的轴向压缩的选择性接合将曲轴12与第一输入轴14连接以便共同旋转。摩擦构件28与摩擦元件36的选择性接合将曲轴12与第二输入轴16连接以便共同旋转。摩擦离合器20和22可包括多个摩擦构件26和28，所述摩擦构件26和28与连接到壳体24的相应多个摩擦元件34和36相互作用。摩擦构件的数量和尺寸将基于合适的扭矩传递需要而变化。当然，装置10的扭矩传递容量可以通过改变摩擦元件的数量和每个摩擦元件的表面面积量而变化。
将曲轴12联接到输入轴14和16通过由致动杆38和40轴向压缩摩擦元件来实现。致动杆38、40具有第一端42、43，第一端42、43与壳体24接触且配置成在壳体24上枢转。第二端44、45与致动装置50接触且配置成接收由致动装置50产生的应用力。
现在参考图1-4，致动装置50包括环状壳体52、一对环状活塞54和56以及一对轴承组件58和60。壳体52安装到钟形壳体18上且因而旋转地固定到钟形壳体18，并限定中心孔61、一对环状槽62和64。中心孔61定尺寸为允许第一输入轴14和第二输入轴16从中通过。环状槽62与环状槽64同心且设置在环状槽64的径向内部。环状活塞54和56配置成在槽内轴向滑动且与槽形成活塞腔66和68。环状活塞54和56还包括分别固定到活塞54和56的端部的密封件70和72。密封件70和72配置成防止活塞腔66和68的壁与活塞端部之间的液压流体过多泄漏。活塞腔66和68通过离合器供给孔74和76用液压流体填充。轴承组件58和60是将离合器10的旋转元件(即，壳体24以及致动杆38和40)与致动装置50的非旋转构件(即，活塞54和56)在扭矩上断开的致动轴承。
现在具体地参考图3A和3B，致动装置50包括附加密封件，本文称为第一组刮擦密封件78和79以及第二组刮擦密封件81和83。第一组刮擦密封件78和79分别设置在环状沟槽85和87中。第二组刮擦密封件81和83分别设置在环状沟槽89和91中。环状沟槽85和87在环状活塞54中形成，环状沟槽89和91在环状活塞54中形成。环状沟槽85具有与壳体52的槽62的壁95相对的开口端。环状沟槽87具有与壳体52的槽62的壁97相对的开口端。类似地，环状沟槽89具有与壳体52的槽64的壁99相对的开口端，环状沟槽91具有与壳体52的槽64的壁101相对的开口端。
第一组刮擦密封件78和79以及第二组刮擦密封件81和83配置成从相应环状沟槽85、87、89和91突起，以确保与壁95、97、99和101持续密封。更具体地，刮擦密封件78、78、81和83中的每个包括本体部分120和刮擦器部分122。刮擦密封件78的本体部分120基本上定位在环状沟槽85内，同时刮擦器部分122根据需要从沟槽85突起以接触壁95并抵靠壁95密封。刮擦密封件79的本体部分120基本上定位在环状沟槽87内，同时刮擦器部分122根据需要从沟槽87突起以接触壁97并抵靠壁97密封。擦密封件81的本体部分120基本上定位在环状沟槽89内，同时刮擦器部分122根据需要从沟槽89突起以接触壁99并抵靠壁99密封。刮擦密封件83的本体部分120基本上定位在环状沟槽91内，同时刮擦器部分122根据需要从沟槽91突起以接触壁101并抵靠壁101密封。
操作中，第一组刮擦密封件78和79用于密封并防止液压流体流和/或碎屑进入活塞腔66。相应地，第二组刮擦密封件81和83用于密封并防止液压流体流和/或碎屑进入活塞腔68。通常，离合器10的摩擦材料将随着时间的经过而损毁且在钟形壳体18内产生自由悬浮颗粒。本发明有利地基本上消除由钟形壳体18内的自由悬浮颗粒引起的对致动装置10的活塞腔66和68的污染。通过第一组刮擦密封件78和79抵靠壁95和97以及第二组刮擦密封件81和83抵靠壁99和101的刮擦或清洗动作减少或消除污染。
继续参考图2A、2B且现在参考图5和6，位置传感器80固定到壳体52，以感测环状活塞54和56的移动和位置。位置传感器80包括传感器壳体82，传感器壳体82具有在其中形成的一对孔90。壳体52包括附连到壳体52侧面的安装销92，安装销92与传感器80中形成的孔90协作。销92与孔90的接合确保传感器80相对于环状活塞54和56的所需取向和位置。更具体地，位置传感器80包括第一传感元件94和第二传感元件96。第一传感元件94和第二传感元件96垂直于传感器壳体82的基部100延伸。第一传感元件94设置在环状活塞54和56之间且配置成感测活塞54的移动和位置。第二传感元件96设置在环状活塞54和56的径向外部且配置成感测活塞56的移动和位置。第二传感元件96通过环状环102螺纹连接在支架104中，支架104固定到活塞56。环102沿传感元件96的轴向移动改变传感器元件96的电属性且在传感器80中产生表示活塞58的位置的信号。传感器80是任何合适的传感器，包括霍尔效应传感器、可变磁阻传感器等。
在操作中，液压流体被加压且被强制通过离合器供给孔74和76，以将活塞54和56朝离合器10推出其相应活塞腔66和68。更具体地，加压液压流体被推动通过离合器供给孔74进入活塞腔66中，从而促使环状活塞56朝离合器10滑出腔。当环状活塞56移动出腔时，与环状活塞56接触的轴承组件58施加力到致动杆40的一端。致动杆40继而抵靠摩擦构件26轴向压缩摩擦元件34，使得摩擦构件26以与摩擦元件34大致相同的速度旋转。因而，将曲轴12与第一输入轴14选择性旋转联接。类似地，加压液压流体被推动通过离合器供给孔76进入腔68中，从而促使环状活塞54朝离合器10滑出腔。当环状活塞54移动出腔时，与环状活塞54接触的轴承组件60施加力到致动杆38的一端。致动杆38继而抵靠摩擦构件28轴向压缩摩擦元件36，使得摩擦构件28以与摩擦元件36大致相同的速度旋转。因而，将曲轴12与第二输入轴16选择性旋转联接。
尽管已经详细描述了执行本发明的最佳模式，但是本发明所属领域的技术人员将会认识到在所附权利要求范围内的用于实施本发明的各种替代性设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于致动双离合变速器中的双离合器的双离合器致动装置，所述双离合器致动装置包括：
壳体，所述壳体固定地紧固到所述双离合变速器且限定第一环状槽和第二环状槽；
第一环状活塞，所述第一环状活塞至少部分地且可滑动地设置在所述第一环状槽中，其中，所述第一环状活塞具有包括沟槽的外表面和包括沟槽的内表面；
第二环状活塞，所述第二环状活塞至少部分地且可滑动地设置在所述第二环状槽中，其中，所述第二环状活塞具有包括沟槽的外表面和包括沟槽的内表面；
第一环状活塞腔，所述第一环状活塞腔由所述第一环状槽和所述第一环状活塞限定，其中，所述第一环状活塞腔用液压流体填充；
第二环状活塞腔，所述第二环状活塞腔由所述第二环状槽和所述第二环状活塞限定，其中，所述第二环状活塞腔用液压流体填充；
第一外部密封件，所述第一外部密封件设置在所述第一环状活塞的外部沟槽中；
第二外部密封件，所述第二外部密封件设置在所述第二环状活塞的外部沟槽中；
第一内部密封件，所述第一内部密封件设置在所述第一环状活塞的内部沟槽中；
第二内部密封件，所述第二内部密封件设置在所述第二环状活塞的内部沟槽中；
第一环状轴承组件，所述第一环状轴承组件具有与第一环状活塞接触的第一座圈和与双离合器的一个离合器连通的第二座圈；以及
第二环状轴承组件，所述第二环状轴承组件具有与第二环状活塞接触的第一座圈和与双离合器的另一个离合器连通的第二座圈，以及
其中，所述双离合器通过独立地加压所述第一环状活塞腔和所述第二环状活塞腔中的至少一个内的液压流体来致动，从而促使所述第一环状活塞和所述第二环状活塞中的至少一个滑出所述第一环状槽和所述第二环状槽，且其中，所述第一内部密封件和第一外部密封件防止碎屑进入第一活塞腔，所述第二内部密封件和第二外部密封件防止碎屑进入第二活塞腔。
2.根据权利要求1所述的双离合器致动装置，其中，所述第一外部密封件和第二外部密封件还包括基本上设置在所述第一环状活塞和所述第二环状活塞的外部沟槽中的本体部分和基本上从所述第一环状活塞和所述第二环状活塞的外部沟槽突起的刮擦器部分。
3.根据权利要求2所述的双离合器致动装置，其中，所述第一内部密封件和第二内部密封件还包括基本上设置在所述第一环状活塞和所述第二环状活塞的内部沟槽中的本体部分和基本上从所述第一环状活塞和所述第二环状活塞的内部沟槽突起的刮擦器部分。
4.根据权利要求1所述的双离合器致动装置，其中，所述壳体具有中心孔，所述中心孔与第一环状槽和第二环状槽同心且在第一环状槽的内部。
5.根据权利要求1所述的双离合器致动装置，还包括附连到致动装置的壳体上的位置传感器，用于感测第一环状活塞和第二环状活塞的位置。
6.根据权利要求5所述的双离合器致动装置，其中，所述位置传感器包括两个传感元件，一个用于感测第一环状活塞的位置，另一个用于感测第二环状活塞的位置。
7.根据权利要求6所述的双离合器致动装置，其中，所述两个传感元件中用于感测第一环状活塞的位置的所述一个设置在第一环状腔的径向外部。
8.根据权利要求7所述的双离合器致动装置，其中，所述两个传感元件中用于感测第二环状活塞的位置的所述另一个设置在第一环状腔和第二环状腔之间。
9.根据权利要求1所述的双离合器致动装置，其中，所述第二环状槽与第一环状槽同心且在第一环状槽的径向内部。
10.根据权利要求9所述的双离合器致动装置，还包括第一环状端密封件，所述第一环状端密封件固定地紧固到第一环状活塞的第一端，用于密封第一环状活塞腔。
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