DE102010050766B4 - Pressure relief device, coolant circuit and tank - Google Patents

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Abstract

Druckentlastungsvorrichtung (10) für einen Behälter (12), der eine in einer Wand (14) des Behälters (12) angeordnete Druckentlastungsöffnung (20) aufweist, miteinem die Druckentlastungsöffnung (20) verschließenden Verschlusselement (18),einem pyrotechnischen Element (26), mittels dessen das Verschlusselement (18) zerstörbar und dadurch die Druckentlastungsöffnung (20) am Behälter (12) freigebbar ist, um einen Fluidausfluss aus dem Behälter zu gestatten, wobei das pyrotechnische Element (26) an einem Trägerbauteil (24) und das Trägerbauteil (24) an einer Halterung (22) am Behälter (12) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidaustrittskanal zumindest teilweise zwischen dem Trägerbauteil (24) und der Halterung (22) ausgebildet ist und Trägerbauteil (24) und Halterung (22) ineinandergreifende Gewinde (30) aufweisen, wobei mindestens eines der Gewinde (30) mindestens einen Schlitz (32) oder eine Unterbrechung aufweist, welcher sich zumindest teilweise in axialer Richtung durch das Gewinde (30) erstreckt und einen Fluidaustrittskanalabschnitt bildet.Pressure relief device (10) for a container (12) which has a pressure relief opening (20) arranged in a wall (14) of the container (12), with a closure element (18) closing the pressure relief opening (20), a pyrotechnic element (26), by means of which the closure element (18) can be destroyed and the pressure relief opening (20) on the container (12) can thereby be released in order to allow fluid to flow out of the container, the pyrotechnic element (26) being attached to a carrier component (24) and the carrier component (24 ) is attached to a holder (22) on the container (12), characterized in that a fluid outlet channel is formed at least partially between the carrier component (24) and the holder (22) and the carrier component (24) and holder (22) have interlocking threads ( 30), wherein at least one of the threads (30) has at least one slot (32) or an interruption, which at least partially extends through in the axial direction the thread (30) extends and forms a fluid exit channel section.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungsvorrichtung für einen Behälter, der eine in einer Wand des Behälters angeordnete Druckentlastungsöffnung aufweist sowie ein Verschlusselement, das die Druckentlastungsöffnung verschließt, wobei die Druckentlastungsvorrichtung ein pyrotechnisches Element hat, mittels dessen das Verschlusselement zerstörbar und dadurch die Druckentlastungsöffnung am Behälter freigebbar ist, um einen Fluidausfluss aus dem Behälter zu gestatten, wobei das pyrotechnische Element an einem Trägerbauteil und das Trägerbauteil an einer Halterung am Behälter befestigt ist.The invention relates to a pressure relief device for a container which has a pressure relief opening arranged in a wall of the container and a closure element which closes the pressure relief opening, the pressure relief device having a pyrotechnic element by means of which the closure element can be destroyed and the pressure relief opening on the container can thereby be released. to allow fluid outflow from the container, the pyrotechnic element being attached to a support member and the support member being attached to a mount on the container.

Die Erfindung betrifft ferner einen Kühlmittelkreislauf für ein Fahrzeug mit mindestens einer Druckentlastungsvorrichtung sowie einen Behälter zum Transport oder Lagern von chemischen Stoffen mit einer Druckentlastungsvorrichtung.The invention also relates to a coolant circuit for a vehicle with at least one pressure relief device and a container for transporting or storing chemical substances with a pressure relief device.

Aus der gattungsgemäßen Druckschrift US 2006 / 0 137 742 A1 ist eine Druckentlasungsvorrichtung bekannt für einen Behälter, der eine in einer Wand des Behälters angeordnete Druckentlastungsöffnung aufweist, mit einem die Druckentlastungsöffnung verschließenden Verschlusselement, einem pyrotechnischen Element, mittels dessen das Verschlusselement zerstörbar und dadurch die Druckentlastungsöffnung am Behälter freigebbar ist, um einen Fluidausfluss aus dem Behälter zu gestatten, wobei das pyrotechnische Element an einem Trägerbauteil und das Trägerbauteil an einer Halterung am Behälter befestigt ist.From the generic document US 2006 / 0 137 742 A1 a pressure relief device is known for a container which has a pressure relief opening arranged in a wall of the container, with a closure element closing the pressure relief opening, a pyrotechnic element by means of which the closure element can be destroyed and thereby the pressure relief opening is releasable on the container to allow fluid outflow from the container, the pyrotechnic element being attached to a support member and the support member being attached to a mount on the container.

Zudem ist in der nachveröffentlichten Druckschrift WO 2010/ 129 638 A2 eine Vorrichtung bekannt, welche dort als „burst disk assembly“ beschrieben ist, die ein sicheres Ablassen von Überdruck eines unter Druck stehenden Fluidsystems ermöglicht.In addition, a device is known from the subsequently published publication WO 2010/129 638 A2, which is described there as a “burst disk assembly” that enables the excess pressure of a pressurized fluid system to be released safely.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute Druckentlastungsvorrichtung zu schaffen, welche kostengünstig herzustellen ist und ein Wiederverschließen des Behälters ermöglicht.It is the object of the invention to create a pressure relief device of simple construction which can be manufactured at low cost and allows the container to be closed again.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kühlmittelkreislauf für ein Fahrzeug mit einer kostengünstigen und einfach aufgebauten Druckentlastungsvorrichtung zu schaffen.A further object of the invention is to create a coolant circuit for a vehicle with an inexpensive and simply constructed pressure relief device.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Behälter zum Transport oder Lagern von chemischen Stoffen mit einer kostengünstigen Druckentlastungsvorrichtung zu schaffen.Furthermore, the object of the invention is to provide a container for transporting or storing chemical substances with an inexpensive pressure relief device.

Die Aufgabe wird für eine Druckentlastungsvorrichtung der oben genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Fluidaustrittskanal zumindest teilweise zwischen dem Trägerbauteil und der Halterung ausgebildet ist und Trägerbauteil und Halterung ineinandergreifende Gewinde aufweisen, wobei mindestens eines der Gewinde mindestens einen Schlitz oder eine Unterbrechung aufweist, welcher sich zumindest teilweise in axialer Richtung durch das Gewinde erstreckt und einen Fluidaustrittskanalabschnitt bildet.The object is achieved according to the invention for a pressure relief device of the type mentioned above in that a fluid outlet channel is formed at least partially between the carrier component and the holder and the carrier component and holder have interlocking threads, with at least one of the threads having at least one slot or an interruption, which extends at least partially in the axial direction through the thread and forms a fluid outlet channel section.

Vorzugsweise umfasst die Druckentlastungsvorrichtung eine Dichtungsanordnung, welche ausgebildet ist, nach Freilegen der Druckentlastungsöffnung diese bzw. den Fluidaustrittskanal wieder zu verschließen.The pressure relief device preferably includes a sealing arrangement which is designed to close the pressure relief opening or the fluid outlet channel again after the pressure relief opening has been uncovered.

Durch das Aufbrechen des Verschlusselements durch das pyrotechnische Element ist eine aktive Betätigung der Druckentlastungsvorrichtung möglich. Im Gegensatz zu einem mechanischen Ventil wird für das Freilegen der Druckentlastungsöffnung kein bewegliches Teil der Druckentlastungsvorrichtung benötigt, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet wird. Durch die einfache Bauweise ist eine kostengünstige Herstellung der Druckentlastungsvorrichtung möglich. Die Druckentlastungsvorrichtung ermöglicht ein Wiederverschließen der Druckentlastungsöffnung und somit ein Wiederverschließen des Behälters, sodass ein Restfluid, welches noch nicht durch den Fluidaustrittskanal geflossen ist, nicht mehr aus dem Behälter austreten kann.The opening of the closure element by the pyrotechnic element enables the pressure relief device to be actuated actively. In contrast to a mechanical valve, no moving part of the pressure relief device is required to uncover the pressure relief opening, which ensures high reliability. Due to the simple construction, the pressure relief device can be manufactured at low cost. The pressure relief device allows the pressure relief opening to be closed again and thus the container to be closed again, so that residual fluid which has not yet flowed through the fluid outlet channel can no longer escape from the container.

Es sei betont, dass ein Behälter im Sinne der Erfindung auch eine durchflossene Rohrleitung oder eine andere mit Innendruck beaufschlagbare Einrichtung sein kann.It should be emphasized that a container within the meaning of the invention can also be a pipeline through which flows or another device that can be subjected to internal pressure.

Der Fluidaustrittskanal kann komplex ausgebildet sein, bis hin zu Kanalsystemen, die insbesondere auch Kanalverzweigungen aufweisen.The fluid outlet channel can have a complex design, up to and including channel systems, which in particular also have channel branches.

Das Verschlusselement kann ein Wandabschnitt des Behälters sein, wobei der Wandabschnitt insbesondere eine reduzierte Wandstärke hat. Auf diese Weise sind kein separates Verschlusselement und auch keine Dichtungsvorrichtungen zwischen dem Verschlusselement und der Wand des Behälters nötig, wodurch die Konstruktion der Druckentlastungsvorrichtung vereinfacht wird. Das Verschlusselement ist also einstückig in eine Wand des Behälters integriert.The closure element can be a wall section of the container, the wall section in particular having a reduced wall thickness. In this way, no separate closure element is required, nor is there any need for sealing devices between the closure element and the wall of the container, which simplifies the construction of the pressure relief device. The closure element is therefore integrated in one piece into a wall of the container.

Alternativ ist denkbar, dass das Verschlusselement ein gesondertes Bauteil, insbesondere eine Dichtungsscheibe ist, die nach ihrer Zerstörung durch das aktivierte Pyrotechnische Element, insbesondere gemeinsam mit diesem ausgetauscht werden kann, ohne dass der Behälter gewechselt werden müßte.Alternatively, it is conceivable that the closure element is a separate component, in particular a sealing disk, which can be replaced after it has been destroyed by the activated pyrotechnic element, in particular together with it, without the container having to be changed.

Vorzugsweise ist das Bauteil bzw. Trägerbauteil durch Umspritzen des pyrotechnischen Elements gebildet. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Bauweise des Bauteils bzw. Trägerbauteils, indem beispielsweise eine Umspritzung mit bekannten Kunststoffen, welche mit Glasfasern, zur mechanischen Stabilisierung, durchsetzt sein können, verwendet wird.The component or carrier component is preferably formed by overmolding the pyrotechnic element. This enables a simple and cost-effective construction of the component or carrier component, for example by using an overmolding with known plastics, which can be interspersed with glass fibers for mechanical stabilization.

Die Halterung kann Bestandteil eines Wandabschnitts des Behälters sein, also einstückig mit dem Behälter ausgebildet sein. Auf diese Weise werden die Befestigung des Trägerbauteils und somit die Positionierung des pyrotechnischen Elements am Verschlusselement vereinfacht.The holder can be part of a wall section of the container, ie it can be designed in one piece with the container. In this way, the attachment of the carrier component and thus the positioning of the pyrotechnic element on the closure element are simplified.

Dadurch dass der Fluidaustrittskanal zumindest teilweise zwischen dem Trägerbauteil und der Halterung ausgebildet ist, ermöglicht dies beispielsweise ein Verschließen des Fluidaustrittskanals durch Änderung der relativen Position von Trägerbauteil und Halterung.The fact that the fluid outlet channel is formed at least partially between the carrier component and the holder makes it possible, for example, to close the fluid outlet channel by changing the relative position of the carrier component and holder.

Das in ausgeführtes Gewinde ermöglicht einerseits die Befestigung des Trägerbauteils an der Halterung und andererseits einen Fluidfluss durch den Fluidaustrittskanalabschnitt im Gewinde. Ferner kann die Druckentlastungsvorrichtung, nach dem Aufbrechen des Verschlusselementes, einfach weiter auf die Halterung aufgeschraubt werden, um nach dem Freilegen der Druckentlasungsöffnung diese wieder zu verschließen.The thread made in FIG. Furthermore, after the closure element has been broken open, the pressure relief device can simply be screwed further onto the holder in order to close the pressure relief opening again after it has been uncovered.

Das Trägerbauteil kann beispielsweise ein auf einen Rand der Druckentlastungsöffnung aufschraubbarer Deckel sein, wobei dieser Rand insbesondere als die Halterung am Behälter ausgeführt sein kann.The support component can be, for example, a cover that can be screwed onto an edge of the pressure relief opening, and this edge can be designed in particular as the holder on the container.

Es ist möglich, dass die Dichtungsanordnung durch Trägerbauteil und Halterung gebildet ist und eine erste Position des Trägerbauteils relativ zur Halterung vorgesehen ist, in der der Fluidaustrittskanal offen ist und eine zweite Position des Trägerbauteils relativ zur Halterung vorgesehen ist, in der der Fluidaustrittskanalabschnitt geschlossen ist. Somit kann der Fluidaustrittskanalabschnitt durch eine Relativbewegung von Trägerbauteil und Halterung geschlossen und geöffnet werden.It is possible that the sealing arrangement is formed by the carrier component and holder and a first position of the carrier component is provided relative to the holder in which the fluid outlet channel is open and a second position of the carrier component is provided relative to the holder in which the fluid outlet channel section is closed. The fluid outlet channel section can thus be closed and opened by a relative movement of the carrier component and holder.

Vorzugsweise kann die Dichtungsanordnung den Fluidaustrittskanal ausschließlich bei zerstörtem Verschlusselement verschließen. Auf diese Weise wird ein geöffneter Zustand der Dichtungsanordnung bei intaktem Verschlusselement gewährleistet, wodurch beim Zünden des pyrotechnischen Elements und der damit erfolgenden Zerstörung des Verschlusselements und der Freilegung der Druckentlastungsöffnung der Fluidfluss durch den gesamten Fluidaustrittskanal sichergestellt ist.The sealing arrangement can preferably close the fluid outlet channel only when the closure element is destroyed. This ensures an open state of the sealing arrangement with an intact closure element, whereby the fluid flow through the entire fluid outlet channel is ensured when the pyrotechnic element is ignited and the closure element is destroyed and the pressure relief opening is uncovered.

Um eine Aktivierung der Druckentlastungsvorrichtung in Abhängigkeit von Parametern oder Sensordaten zu ermöglichen, kann eine Steuerung vorgesehen sein, welche ein Zünden des pyrotechnischen Elements initiiert.In order to enable the pressure relief device to be activated as a function of parameters or sensor data, a controller can be provided which initiates ignition of the pyrotechnic element.

Die Aufgabe der Erfindung wird darüber hinaus durch einen Kühlmittelkreislauf für ein Fahrzeug mit mindestens einer Druckentlastungsvorrichtung, welche gemäß einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführung aufgebaut ist, wobei die Druckentlastungsöffnung in einer Wand des Kühlmittelkreislaufs angeordnet ist, gelöst. Auf diese Weise kann ein Kühlmittelkreis über die Druckentlastungsvorrichtung auf einfache Weise drucklos gestellt werden, indem beispielsweise im Falle eines Unfalls, ein unter Druck stehendes heißes Kühlmittel entweichen kann, bevor im Bereich des Kühlmittelkreislaufs etwaige Hilfsarbeiten vorgenommen werden. Eine mögliche Verletzungsgefahr für einen Helfer kann dadurch verringert werden.The object of the invention is also achieved by a coolant circuit for a vehicle with at least one pressure relief device which is constructed according to an embodiment of the invention described above, the pressure relief opening being arranged in a wall of the coolant circuit. In this way, a coolant circuit can be depressurized in a simple manner via the pressure relief device, for example in the event of an accident, a pressurized hot coolant can escape before any auxiliary work is carried out in the area of the coolant circuit. A possible risk of injury for a helper can thereby be reduced.

Die Druckentlastungsöffnung ist vorzugsweise in einer Kühlmittelleitung vorgesehen.The pressure relief opening is preferably provided in a coolant line.

Vorteilhafterweise ist eine Druckentlastungsvorrichtung an der höchsten und/oder tiefsten Stelle des Kühlmittelkreislaufs angeordnet. Über eine Druckentlastungsvorrichtung an der höchsten Stelle des Kühlmittelkreislaufs kann Druck aus dem Kühlmittelkreislauf verringert werden, während kein oder nur wenig Kühlmittel aus dem Kühlmittelkreislauf entweicht. Durch eine Druckentlastungsvorrichtung an der tiefsten Stelle des Kühlmittelkreislaufs kann dagegen auch das Kühlmittel, vorzugsweise gänzlich, definiert abgelassen werden.A pressure relief device is advantageously arranged at the highest and/or lowest point of the coolant circuit. Pressure can be reduced from the coolant circuit via a pressure relief device at the highest point of the coolant circuit, while little or no coolant escapes from the coolant circuit. By contrast, a pressure relief device at the lowest point of the coolant circuit can also be used to drain the coolant, preferably completely, in a defined manner.

Um einen einfachen Austausch einer einmal benutzten Druckentlastungsvorrichtung mit zerstörtem Verschlusselement und gezündetem pyrotechnischen Element zu ermöglichen, kann die Druckentlastungsvorrichtung an einem austauschbaren Teilbereich des Kühlmittelkreislaufs angeordnet sein.In order to enable a simple replacement of a pressure relief device that has been used once and has a destroyed closure element and an ignited pyrotechnic element, the pressure relief device can be arranged on a replaceable partial area of the coolant circuit.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch einen Behälter zum Transport oder Lagern von chemischen Stoffen mit einer Druckentlastungsvorrichtung, welche gemäß einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführung aufgebaut ist gelöst, wobei das pyrotechnische Element an eine Steuerung gekoppelt, welche ausgebildet ist, um bei bestimmten Temperatur- oder Druckwerten oder Gaszusammensetzungen im Inneren des Behälters das pyrotechnische Element zu aktivieren. Auf diese Weise wird ein aktives Auslösen der Druckentlastungsvorrichtung aufgrund verschiedener Zustandsgrößen im Inneren des Behälters ermöglicht.The object of the invention is also achieved by a container for the transport or storage of chemical substances with a pressure relief device, which is constructed according to an embodiment of the invention described above, wherein the pyrotechnic element is coupled to a controller which is designed to at certain temperature or Pressure values or gas compositions inside the container to activate the pyrotechnic element. In this way, active triggering of the pressure relief device is made possible on the basis of various state variables inside the container.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

  • - 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Druckentlastungsvorrichtung in einem erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislauf;
  • - 2 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Druckentlastungsvorrichtung;
  • - 3 eine Schnittansicht der Druckentlastungsvorrichtung gemäß 2 in Ausgangsstellung;
  • - 4 eine Schnittansicht der Druckentlastungsvorrichtung gemäß 2 mit freigelegter Druckentlastungsöffnung;
  • - 5 eine Schnittansicht der Druckentlastungsvorrichtung gemäß 2 mit freigelegter Druckentlastungsöffnung und wiederverschlossenem Fluidaustrittskanal; und
  • - 6 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Behälters zum Transport oder Lagern von chemischen Stoffen mit einer erfindungsgemäßen Druckentlastungsvorrichtung.
Further advantages of the invention result from the following description and from the following drawings, to which reference is made. In the drawings show:
  • - 1 a schematic sectional view of a pressure relief device according to the invention in a coolant circuit according to the invention;
  • - 2 a detailed view of a pressure relief device according to the invention;
  • - 3 a sectional view of the pressure relief device according to FIG 2 in starting position;
  • - 4 a sectional view of the pressure relief device according to FIG 2 with exposed pressure relief opening;
  • - 5 a sectional view of the pressure relief device according to FIG 2 with exposed pressure relief opening and resealed fluid outlet channel; and
  • - 6 a schematic sectional view of a container according to the invention for the transport or storage of chemical substances with a pressure relief device according to the invention.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird anhand einer Druckentlastungsvorrichtung 10 in einem Kühlmittelkreislaufs 100 eines Fahrzeugs erläutert. In 1 ist eine schematische Ansicht der Druckentlastungsvorrichtung 10 an einem Behälter 12 gezeigt, wobei der Behälter 12 ein Leitungsabschnitt des Kühlmittelkreislaufs 100 ist. Die Druckentlastungsvorrichtung 10 kann natürlich auch an anderen unter Druck stehenden Systemen vorgesehen sein, wie beispielsweise an einem hydraulikgesteuerten Brems- oder Lenkungssystem.A first embodiment of the invention is explained using a pressure relief device 10 in a coolant circuit 100 of a vehicle. In 1 1 is a schematic view of the pressure relief device 10 on a container 12 , the container 12 being a line section of the coolant circuit 100 . The pressure relief device 10 can of course also be provided on other pressurized systems, such as on a hydraulically controlled braking or steering system.

Die Druckentlastungsvorrichtung 10 ist an einer Wand 14 des Behälters 12 angeordnet. Die Wand 14 weist einen Wandabschnitt 16 mit reduzierter Wandstärke auf, welcher als Verschlusselement 18 einer Druckentlastungsöffnung 20 in der Wand 14 dient. Nahe zum Rand des Wandabschnitts 16 mit reduzierter Wandstärke ist eine Halterung 22 ausgebildet, an der ein Trägerbauteil 24 befestigt ist, in welchem ein pyrotechnisches Element 26 vorgesehen ist. Zusätzlich zu oder anstatt der reduzierten Wandstärke ist auch eine dem Fachmann bekannte Sollbruchstelle möglich, die im Bereich des Verschlusselements 18, beispielsweise durch eine sternförmige Vertiefung, angebracht sein kann.The pressure relief device 10 is arranged on a wall 14 of the container 12 . The wall 14 has a wall section 16 with a reduced wall thickness, which serves as a closure element 18 of a pressure relief opening 20 in the wall 14 . Close to the edge of the wall section 16 with a reduced wall thickness, a holder 22 is formed, to which a support component 24 is fastened, in which a pyrotechnic element 26 is provided. In addition to or instead of the reduced wall thickness, a predetermined breaking point known to those skilled in the art is also possible, which can be attached in the area of the closure element 18, for example by means of a star-shaped indentation.

Das pyrotechnische Element 26 ist so ausgebildet, dass durch Aktivierung, also Zünden, des pyrotechnischen Elements 26 der Wandabschnitt 16 mit reduzierter Wandstärke der Wand 14 des Behälters 12 zerstört wird, wodurch die Druckentlastungsöffnung 20 freigelegt wird. Das pyrotechnische Element 26 ist durch das Trägerbauteil 24 und die Halterung 22 so am Wandabschnitt 16 positioniert, dass der Wandabschnitt 16 beim Zünden des pyrotechnischen Elements durch den dabei entstehenden Druck, insbesonders gemischt mit heißen Partikeln, und/oder die entstehende Temperatur zerstört wird.The pyrotechnic element 26 is designed in such a way that activation, ie ignition, of the pyrotechnic element 26 destroys the wall section 16 with a reduced wall thickness of the wall 14 of the container 12, as a result of which the pressure relief opening 20 is uncovered. The pyrotechnic element 26 is positioned on the wall section 16 by the carrier component 24 and the holder 22 in such a way that the wall section 16 is destroyed when the pyrotechnic element is ignited by the resulting pressure, in particular mixed with hot particles, and/or the resulting temperature.

Das Zünden des pyrotechnischen Elements 26 erfolgt über eine Steuerung 28. Die Steuerung 28 initiiert ein aktives Freilegen der Druckentlastungsöffnung 20 durch die Druckentlastungsvorrichtung 10, wobei die Steuerung sowohl aufgrund von Parametern im Inneren des Behälters 12, beispielsweise dem Druck, der Temperatur und/oder der chemischen Zusammensetzung, oder aufgrund von äußeren Parametern das Zünden des pyrotechnischen Elements 26 auslösen kann. Folglich sind an die Steuerung 28 entsprechende Sensoren angekoppelt.The pyrotechnic element 26 is ignited via a control 28. The control 28 initiates an active exposure of the pressure relief opening 20 by the pressure relief device 10, the control being based on parameters inside the container 12, for example the pressure, the temperature and/or the Chemical composition, or due to external parameters, the ignition of the pyrotechnic element 26 can trigger. Corresponding sensors are consequently coupled to the controller 28 .

Der Leitungsabschnitt des Kühlmittelkreislauf 100, welcher den Behälter 12 bildet, an dem die Druckentlastungsvorrichtung 10 direkt angeordnet ist, ist als einfach austauschbarer Teilbereich 110 des Kühlmittelkreislaufs 100 ausgebildet. Nach Aktivierung der Druckentlastungsvorrichtung 10, bei welcher das Verschlusselement 18 der Druckentlastungsöffnung 20 zerstört wird, kann somit der gesamte Teilbereich 110 auf einfache Weise ausgetauscht werden. Ferner wird nach der später noch erläuterten Aktivierung die gesamte Druckentlastungsvorrichtung 10 ausgetauscht.The line section of the coolant circuit 100, which forms the container 12 on which the pressure relief device 10 is arranged directly, is designed as an easily replaceable subregion 110 of the coolant circuit 100. After activation of the pressure relief device 10, in which the closure element 18 of the pressure relief opening 20 is destroyed, the entire partial area 110 can thus be replaced in a simple manner. Furthermore, the entire pressure relief device 10 is replaced after activation, which will be explained later.

Im Kühlmittelkreislauf 100 kann die Druckentlastungsvorrichtung 10 beispielsweise bei einem Unfall des Fahrzeugs ausgelöst werden, um den Kühlmittelkreislauf drucklos zu machen und somit eine Verletzungsgefahr durch einen unkontrollierten Austritt von heißem Kühlmittel unter hohem Druck zu verhindern. Dazu ist die Druckentlastungsvorrichtung 10 vorzugsweise an der höchsten Stelle des Kühlmittelkreislaufs 100 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Druckentlastungsvorrichtung 10 an der tiefsten Stelle des Kühlmittelkreislaufs 100 angeordnet sein, welche ein gezieltes Auslassen des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf 100 ermöglicht.In the coolant circuit 100, the pressure relief device 10 can be triggered, for example, in the event of an accident of the vehicle, in order to depressurize the coolant circuit and thus prevent a risk of injury from an uncontrolled escape of hot coolant under high pressure. For this purpose, the pressure relief device 10 is preferably arranged at the highest point of the coolant circuit 100 . Alternatively or additionally, a pressure relief device 10 can be arranged at the lowest point of the coolant circuit 100, which enables the coolant in the coolant circuit 100 to be let out in a targeted manner.

Die Steuerung 28 kann dabei beispielsweise an einen Unfallsensor eines Fahrzeuginsassenrückhaltesystems gekoppelt sein.The controller 28 can be coupled to an accident sensor of a vehicle occupant restraint system, for example.

2 zeigt eine Detailansicht der Druckentlastungsvorrichtung 10 mit der am Behälter 12 vorgesehenen Halterung 22 und dem Trägerbauteil 24 mit dem darin eingebauten pyrotechnischen Element 26. 2 shows a detailed view of the pressure relief device 10 with the holder 22 provided on the container 12 and the carrier component 24 with the pyrotechnic element 26 installed therein.

Die Innenseiten des Behälters 12 und der Halterung 22 sind mit punktierten Linien dargestellt. In der Wand 14 des Behälters 12 ist die Druckentlastungsöffnung 20 angeordnet, die durch den Wandabschnitt 16 mit reduzierter Wandstärke als Verschlusselement 18 abgedichtet ist. Das Verschlusselement 18 ist somit als integraler Teil der Wand 14 ausgebildet.The insides of the container 12 and the holder 22 are shown in dotted lines. The pressure relief opening 20 is arranged in the wall 14 of the container 12 and is sealed by the wall section 16 with a reduced wall thickness as the closure element 18 . The closure element 18 is thus designed as an integral part of the wall 14 .

Alternativ ist es möglich, dass ein separates Verschlusselement 18 an der Druckentlastungsöffnung 20 angebracht wird, welches diese verschließt. Es ist auch denkbar, dass keine besondere Ausbildung der Wand 16, wie zum Beispiel eine reduzierte Wandstärke, vorgesehen ist und die Druckentlastungsöffnung 20 erst durch das Zünden des pyrotechnischen Elements 26 gebildet wird.Alternatively, it is possible that a separate closure element 18 is attached to the pressure relief opening 20, which closes it. It is also conceivable that no special design of the wall 16, such as a reduced wall thickness, is provided and that the pressure relief opening 20 is only formed by the ignition of the pyrotechnic element 26.

Um die Druckentlastungsöffnung 20 herum erstreckt sich die Halterung 22 in Form eines Hohlzylinders mit einer Stirnseite 38. An der Außenseite der Halterung 22 ist ein Gewinde 30 vorgesehen. Im Gewinde 30 sind mehrere Schlitze 32, die sich leicht angewinkelt in axialer Richtung durch das gesamte Gewinde 30 erstrecken. Die Schlitze können auch, zumindest teilweise, parallel zur axialen Richtung durch das Gewinde 30 verlaufen.The holder 22 extends around the pressure relief opening 20 in the form of a hollow cylinder with an end face 38. A thread 30 is provided on the outside of the holder 22. In the thread 30 are a plurality of slots 32 which extend through the entire thread 30 at a slight angle in the axial direction. The slots can also, at least partially, run through the thread 30 parallel to the axial direction.

Das Trägerbauteil 24 ist in Form eines auf die Halterung 22 aufschraubbaren Deckels ausgebildet. Das Trägerbauteil 24 weist einen hohlzylindrischen Wandabschnitt auf, an dessen Innenseite ein Gewinde 30 mit mehreren Schlitzen 32 ausgebildet ist, welches mit dem Gewinde 30 der Halterung 22 ineinandergreifen kann und somit ein Aufschrauben und eine Befestigung des Trägerbauteils 24 an der Halterung 22 ermöglicht.The carrier component 24 is designed in the form of a cover that can be screwed onto the holder 22 . The carrier component 24 has a hollow-cylindrical wall section, on the inside of which a thread 30 with a plurality of slots 32 is formed, which can mesh with the thread 30 of the holder 22 and thus enables the carrier component 24 to be screwed on and fastened to the holder 22.

In einem zentralen Abschnitt des Trägerbauteils 24 ist das pyrotechnische Element 26 befestigt, das in der gezeigten Ausführungsform durch Kunststoff-Umspritzen von dem Trägerbauteil 24 umgeben ist, wodurch eine einfache Herstellungsweise möglich ist.The pyrotechnic element 26 is fastened in a central section of the carrier component 24 and, in the embodiment shown, is surrounded by the carrier component 24 by plastic overmoulding, as a result of which a simple production method is possible.

Eine Dichtungsanordnung 34 ist in einer umlaufenden Nut des Trägerbauteils 24 vorgesehen, die der Stirnseite 38 der Halterung 22 gegenüberliegt, und ist so angeordnet, dass sie an der Fläche der Stirnseite 38 der Halterung 22 anliegt, wenn das Trägerbauteil 24 vollständig auf die Halterung 22 aufgeschraubt ist. Der Fachmann kann natürlich für die Lage der Dichtungsanordnung 34 auch eine andere zur Abdichtung geeignete Stelle zwischen dem Trägerbauteil 24 und der Halterung 22 wählen.A seal assembly 34 is provided in a circumferential groove of the support member 24 opposite the face 38 of the bracket 22 and is arranged to abut the surface of the face 38 of the bracket 22 when the support member 24 is fully threaded onto the bracket 22 is. Of course, a person skilled in the art can also select another location between the carrier component 24 and the holder 22 that is suitable for sealing for the position of the sealing arrangement 34 .

An der Oberseite des Trägerbauteils 24 ist eine Anschlussstelle 36 ausgebildet, in welche zwei Kontaktstifte des pyrotechnischen Elements 26 hineinragen und welche zum Anschluss an die Steuerung 28 ausgebildet ist.A connection point 36 is formed on the upper side of the carrier component 24 , into which two contact pins of the pyrotechnic element 26 protrude and which is formed for connection to the controller 28 .

Im Folgenden wird die Funktionsweise der Druckentlastungsvorrichtung 10 anhand der 3 bis 5 dargestellt. 3 zeigt die Druckentlastungsvorrichtung 10 in ihrer Ausgangsstellung, in der sie durch den Wandabschnitt 16 mit reduzierter Wandstärke als Verschlusselement 18 verschlossen ist.In the following, the functioning of the pressure relief device 10 is based on the 3 until 5 shown. 3 shows the pressure relief device 10 in its initial position, in which it is closed by the wall section 16 with a reduced wall thickness as the closure element 18 .

Das Trägerbauteil 24 befindet sich relativ zur Halterung 22 in einer ersten Position, in der das Trägerbauteil 24 so weit auf die Halterung 22 aufgeschraubt ist, dass das pyrotechnische Element 26 am Wandabschnitt 16 anliegt oder zumindest nahe des Wandabschnitts 16 angeordnet ist, während zwischen der Stirnseite 38 der Halterung 22 und der Dichtungsanordnung 34 des Trägerbauteils 24 ein Spalt gebildet ist.The carrier component 24 is in a first position relative to the holder 22, in which the carrier component 24 is screwed onto the holder 22 to such an extent that the pyrotechnic element 26 bears against the wall section 16 or is at least arranged close to the wall section 16, while between the end face 38 of the holder 22 and the sealing arrangement 34 of the carrier component 24 a gap is formed.

Die Druckentlastungsvorrichtung 10 weist einen Fluidaustrittskanal auf, welcher sich in der gezeigten Ausführungsform von der Druckentlastungsöffnung 20, welche in 3 noch verschlossen ist, über den Spalt zwischen der Stirnseite 38 der Halterung 22 und der Dichtungsanordnung 34 des Trägerbauteils 24 und durch die Schlitze 32 im Gewinde 30 der Halterung 22 und des Trägerbauteils 24 erstreckt. In der Ausgangsstellung der Druckentlastungsvorrichtung 10 ist der Fluidaustrittskanal aber durch das Verschlusselement 18, in Form des Wandabschnitts 16 verschlossen, also nicht aktiv.The pressure relief device 10 has a fluid outlet channel, which in the embodiment shown extends from the pressure relief opening 20, which is shown in 3 is still closed, over the gap between the end face 38 of the bracket 22 and the sealing arrangement 34 of the support member 24 and through the slots 32 in the thread 30 of the bracket 22 and the support member 24 extends. In the initial position of the pressure relief device 10, however, the fluid outlet channel is closed by the closure element 18 in the form of the wall section 16, ie not active.

4 zeigt die Druckentlastungsvorrichtung 10 nach einer Aktivierung, also nach dem Zünden des pyrotechnischen Elements 26, wodurch das Verschlusselement 18 in Form des Wandabschnitts 16 mit reduzierter Wandstärke zerstört wurde. Durch die Zerstörung des Verschlusselements 18 ist die Druckentlastungsöffnung 20 freigelegt. 4 shows the pressure relief device 10 after activation, ie after the pyrotechnic element 26 has been ignited, as a result of which the closure element 18 in the form of the wall section 16 with a reduced wall thickness was destroyed. The destruction of the closure element 18 exposes the pressure relief opening 20 .

Das sich im Inneren des Behälters 12 befindliche Fluid, das beispielsweise heiß ist, auch gasförmig ist und/oder unter erhöhtem Druck steht, kann durch den Fluidaustrittskanal aus dem Behälter 12 entweichen, wie in 4 durch die Pfeile angedeutet ist. Das Fluid strömt dabei durch die Druckentlastungsöffnung 20 und den Spalt zwischen der Stirnseite 38 der Halterung 22 und der Dichtungsanordnung 34 des Trägerbauteils 24 sowie durch zumindest einen der Schlitze 32 in den Gewinden 30 zwischen der Halterung 22 und dem Trägerbauteil 24 nach außen.The fluid inside the container 12, which is for example hot, is also gaseous and/or is under increased pressure, can escape from the container 12 through the fluid outlet channel, as shown in FIG 4 is indicated by the arrows. The fluid flows through the pressure relief opening 20 and the gap between the end face 38 of the bracket 22 and the sealing arrangement 34 of the carrier component 24 and through at least one of the slots 32 in the threads 30 between the bracket 22 and the carrier component 24 to the outside.

5 zeigt die Druckentlastungsvorrichtung 10 mit zerstörtem Verschlusselement 18 in einer wieder verschlossenen Stellung. Das Trägerbauteil 24 befindet sich in einer zweiten Stellung relativ zur Halterung 22. In dieser Stellung ist das Trägerbauteil 24 vollständig auf die Halterung 22 aufgeschraubt, die Dichtungsanordnung 34 des Trägerbauteils 24 liegt an der Stirnseite 38 der Halterung 22 an und der Fluidaustrittskanal ist an dieser Stelle verschlossen und abgedichtet. 5 shows the pressure relief device 10 with the destroyed closure element 18 in a closed position again. The carrier component 24 is in a second position relative to the holder 22. The carrier component 24 is in this position screwed completely onto the holder 22, the sealing arrangement 34 of the carrier component 24 rests against the end face 38 of the holder 22 and the fluid outlet channel is closed and sealed at this point.

Der Kühlmittelkreislauf 100 des Fahrzeugs kann auf diese Weise nach einem Druckentlastungsvorgang durch die Druckentlastungsvorrichtung 10 selbst wieder verschlossen werden, und der Kühlmittelkreislauf 100 kann zumindest vorübergehend wieder in Betrieb genommen werden, beispielsweise bis das Fahrzeug in eine Werkstatt gefahren werden kann, in der der austauschbare Teilbereich 110 des Kühlmittelkreislaufs 100 ausgetauscht und/oder die Druckentlastungsvorrichtung 10 erneuert werden kann.In this way, the coolant circuit 100 of the vehicle can be closed again after a pressure relief process by the pressure relief device 10 itself, and the coolant circuit 100 can be put back into operation at least temporarily, for example until the vehicle can be driven to a workshop where the replaceable subarea 110 of the coolant circuit 100 can be exchanged and/or the pressure relief device 10 can be renewed.

In der gezeigten Ausführungsform ist ein komplex ausgebildeter Fluidaustrittskanal gezeigt, der sich ausgehend von der Druckentlastungsöffnung 20 über den Spalt zwischen der Dichtungsanordnung 34 und den Stirnseiten 38 der Halterung 22 auf die mehreren Schlitze 32 der Gewinde 30 der Halterung 22 und des Trägerbauteils 24 aufteilt.In the embodiment shown, a fluid outlet channel of complex design is shown, which, starting from the pressure relief opening 20, is divided across the gap between the sealing arrangement 34 and the end faces 38 of the bracket 22 to the multiple slots 32 of the threads 30 of the bracket 22 and the carrier component 24.

Der Fluidaustrittskanal kann aber beispielsweise auch einfacher ausgebildet sein und im Wesentlichen nur die Druckentlastungsöffnung 20 umfassen oder beispielsweise durch Kanäle im Trägerbauteil 24 oder in der Halterung 22 ausgebildet sein.However, the fluid outlet channel can, for example, also have a simpler design and essentially only comprise the pressure relief opening 20 or be formed, for example, by channels in the carrier component 24 or in the holder 22 .

Zum Wiederverschließen der Druckentlastungsöffnung 20 könnte bei einer derartigen Bauweise beispielsweise der zentrale Abschnitt des Trägerbauteils 24, in dem das pyrotechnische Element 26 gehaltert wird, in der zweiten Position des Trägerbauteils 24 an den Rändern der Druckentlastungsöffnung 20 anliegen und diese somit wieder verschließen.In order to close the pressure relief opening 20 again, the central section of the carrier component 24, in which the pyrotechnic element 26 is held, could, for example, rest against the edges of the pressure relief opening 20 in the second position of the carrier component 24 in such a design and thus close it again.

Alternativ zu den in der Ausführungsform gezeigten Gewinden 30 können auch andere Befestigungsvorrichtungen des Trägerbauteils 24 an der Halterung 22 vorgesehen sein, beispielsweise könnte eine Bajonett- oder Rastvorrichtung vorgesehen sein, bei der das Trägerbauteil 24 linear in Richtung der Halterung 22 gedrückt wird und in der ersten und zweiten Stellung relativ zur Halterung 22 einrasten kann. Ferner ist es möglich, dass das Trägerbauteil 24 ein Außengewinde und die Halterung 22 ein Innengewinde aufweist und das Trägerbauteil 24 in die Halterung 22 eingeschraubt ist.As an alternative to the threads 30 shown in the embodiment, other fastening devices of the carrier component 24 on the holder 22 can also be provided, for example a bayonet or locking device could be provided in which the carrier component 24 is pressed linearly in the direction of the holder 22 and in the first and second position relative to the bracket 22 can engage. Furthermore, it is possible for the support component 24 to have an external thread and the mount 22 to have an internal thread and for the support component 24 to be screwed into the mount 22 .

Die Steuerung 28 ermöglicht ein aktives Auslösen der Druckentlastungsvorrichtung 10. Das Zünden des pyrotechnischen Elements 26 kann durch einen oder mehrere Parameter, welche beispielsweise über Sensoren erfasst werden können, ausgelöst werden. Diese Parameter können beispielsweise Zustandsgrößen wie Temperatur, Druck oder chemische Zusammensetzungen im Inneren des Behälters 12 oder beliebige äußere Parameter sein.The controller 28 enables an active triggering of the pressure relief device 10. The ignition of the pyrotechnic element 26 can be triggered by one or more parameters, which can be detected by sensors, for example. These parameters can be, for example, state variables such as temperature, pressure or chemical compositions inside the container 12 or any external parameters.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in 6 gezeigt, mit einer Druckentlastungsvorrichtung 10, welche an einem Behälter 200 zum Transport oder Lagern von chemischen Stoffen angeordnet ist. Eine Druckentlastungsöffnung 20 ist analog zur vorher beschriebenen Ausführungsform in einer Wand 14 des Behälters 200 vorhanden und wird durch ein Verschlusselement 18 in Form eines Wandabschnitts 16 mit reduzierter Wandstärke verschlossen. Die Druckentlastungsvorrichtung 10 ist analog zur Druckentlastungsvorrichtung 10 der 2 bis 5 ausgebildet. Die Steuerung 28 ist dabei so vorgesehen, dass das pyrotechnische Element 26 bei vorbestimmten Temperatur- und/oder Druckwerten und/oder Gaszusammensetzungen im Inneren des Behälters 200 aktiviert wird.A second embodiment of the invention is 6 shown with a pressure relief device 10, which is arranged on a container 200 for transport or storage of chemical substances. A pressure relief opening 20 is present in a wall 14 of the container 200 analogously to the previously described embodiment and is closed by a closure element 18 in the form of a wall section 16 with a reduced wall thickness. The pressure relief device 10 is analogous to the pressure relief device 10 of FIG 2 until 5 educated. The controller 28 is provided in such a way that the pyrotechnic element 26 is activated at predetermined temperature and/or pressure values and/or gas compositions inside the container 200 .

Claims (8)

Druckentlastungsvorrichtung (10) für einen Behälter (12), der eine in einer Wand (14) des Behälters (12) angeordnete Druckentlastungsöffnung (20) aufweist, mit einem die Druckentlastungsöffnung (20) verschließenden Verschlusselement (18), einem pyrotechnischen Element (26), mittels dessen das Verschlusselement (18) zerstörbar und dadurch die Druckentlastungsöffnung (20) am Behälter (12) freigebbar ist, um einen Fluidausfluss aus dem Behälter zu gestatten, wobei das pyrotechnische Element (26) an einem Trägerbauteil (24) und das Trägerbauteil (24) an einer Halterung (22) am Behälter (12) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidaustrittskanal zumindest teilweise zwischen dem Trägerbauteil (24) und der Halterung (22) ausgebildet ist und Trägerbauteil (24) und Halterung (22) ineinandergreifende Gewinde (30) aufweisen, wobei mindestens eines der Gewinde (30) mindestens einen Schlitz (32) oder eine Unterbrechung aufweist, welcher sich zumindest teilweise in axialer Richtung durch das Gewinde (30) erstreckt und einen Fluidaustrittskanalabschnitt bildet.Pressure relief device (10) for a container (12), which has a pressure relief opening (20) arranged in a wall (14) of the container (12), with a closure element (18) closing the pressure relief opening (20), a pyrotechnic element (26) , by means of which the closure element (18) can be destroyed and thereby the pressure relief opening (20) on the container (12) can be released in order to allow fluid to flow out of the container, the pyrotechnic element (26) on a carrier component (24) and the carrier component ( 24) is attached to a holder (22) on the container (12), characterized in that a fluid outlet channel is formed at least partially between the carrier component (24) and the holder (22) and the carrier component (24) and holder (22) have interlocking threads (30), wherein at least one of the threads (30) has at least one slot (32) or an interruption which extends at least partially in the axial direction ch the thread (30) extends and forms a fluid outlet channel section. Druckentlastungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungsvorrichtung (10) eine Dichtungsanordnung (34) umfasst, mittels welcher die freigegebene Druckentlastungsöffnung (20) oder der sich hieran anschließende Fluidaustrittskanal verschließbar ist.Pressure relief device (10) according to claim 1 , characterized in that the pressure relief device (10) comprises a sealing arrangement (34) by means of which the released pressure relief opening (20) or the subsequent fluid outlet channel can be closed. Druckentlastungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (18) ein Wandabschnitt (16) des Behälters (12) ist, wobei der Wandabschnitt (16) eine reduzierte Wandstärke aufweist, oder dass das Verschlusselement (18) ein gesondertes Bauteil ist.Pressure relief device (10) according to claim 2 , characterized in that the closure element (18) is a wall section (16) of the container (12), wherein the wall section (16) has a reduced wall thickness, or that the closure element (18) is a separate component. Druckentlastungsvorrichtung (10) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerbauteil (24) durch zumindest teilweises Umspritzen des pyrotechnischen Elements (26) gebildet ist.Pressure relief device (10) according to at least one of Claims 1 until 3 , characterized in that the carrier component (24) is formed by at least partially encapsulating the pyrotechnic element (26). Druckentlastungsvorrichtung (10) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (34) den Fluidaustrittskanal ausschließlich bei zerstörtem Verschlusselement (18) verschließen kann.Pressure relief device (10) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sealing arrangement (34) can close the fluid outlet channel only when the closure element (18) is destroyed. Druckentlastungsvorrichtung (10) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, welche ein Zünden des pyrotechnischen Elements (26) initiiert.Pressure relief device (10) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a controller is provided which initiates ignition of the pyrotechnic element (26). Kühlmittelkreislauf (100) für ein Fahrzeug mit mindestens einer Druckentlastungsvorrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungsvorrichtung (10) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist und in einer Wand (14) des Kühlmittelkreislaufs (100) angeordnet ist.Coolant circuit (100) for a vehicle with at least one pressure relief device (10), characterized in that the pressure relief device (10) is designed according to at least one of the preceding claims and is arranged in a wall (14) of the coolant circuit (100). Behälter (200) zum Transport oder Lagern von chemischen Stoffen mit einer Druckentlastungsvorrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist, wobei das pyrotechnische Element (26) an eine Steuerung (28) gekoppelt ist, welche ausgebildet ist, bei vorbestimmten Temperatur- oder Druck-Werten oder Gaszusammensetzungen im Inneren des Behälters (200) das pyrotechnische Element (26) zu aktivieren.Container (200) for the transport or storage of chemical substances with a pressure relief device (10), characterized in that the pressure relief device (10) according to one of Claims 1 until 6 is formed, wherein the pyrotechnic element (26) is coupled to a controller (28) which is designed to activate the pyrotechnic element (26) at predetermined temperature or pressure values or gas compositions inside the container (200).
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