DE102011118464B4 - THREE-WAY SOLENOID VALVE FOR A FLUID FEED CIRCUIT, PARTICULARLY FOR A COFFEE OR SIMILAR BEVERAGE MAKING MACHINE - Google Patents
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Abstract
Drei-Wege-Elektroventil für einen Fluidzufuhrkreislauf (1), insbesondere für eine Kaffee oder ein ähnliches Getränk herstellende Maschine, wobei das Elektroventil (8) einen Ventilkörper (12), welcher einen Raum bzw. ein Abteil (13) definiert; eine erste und eine zweite Einlassleitung (14, 15) zu dem Raum (13); eine Austragsleitung (16) von dem Raum (13); eine erste Verschlusseinrichtung (17) und eine zweite Verschlusseinrichtung (18) für ein Unterbrechen einer Verbindung zwischen dem Raum (13) und der Austragsleitung (16) und zwischen der zweiten Einlassleitung (15) und dem Raum (13); ein elektromagnetisches Stellglied (19) für ein Regeln bzw. Steuern wenigstens der Position der ersten Verschlusseinrichtung (17); und eine hydraulische Vorrichtung für ein Verhindern eines Rückstroms bzw. -flusses von der ersten Einlassleitung (14) zu der zweiten Einlassleitung (15) umfasst,wobei die hydraulische Vorrichtung ein Rückschlagventil (20) umfasst, welches an dem Eintritt der zweiten Einlassleitung (15) in den Raum (13) angeordnet ist; wobei spezifischer das Rückschlagventil (20) im Inneren des Raums (13) angeordnet ist,wobei die erste Verschlusseinrichtung (17) mit einem Schaft (25, 30) verbunden ist, welcher entlang einer gegebenen Achse (A) bewegbar ist und mit dem elektromagnetischen Stellglied (19) verbunden ist, undwobei der Schaft (30) ein freies Ende aufweist, welches ausgebildet ist, um die zweite Verschlusseinrichtung (18) zu kontaktieren, um die zweite Verschlusseinrichtung (18) in der geschlossenen Position zu halten, wenn sich die erste Verschlusseinrichtung (17) in der geschlossenen Position befindet, und um der zweiten Verschlusseinrichtung (18) ein Öffnen zu erlauben, wenn sich die erste Verschlusseinrichtung (17) in der offenen Position befindet; wobei die zweite Verschlusseinrichtung (18) entlang dergegebenen Achse (A) bewegbar ist.Three-way electrovalve for a fluid supply circuit (1), in particular for a coffee or similar beverage making machine, the electrovalve (8) having a valve body (12) defining a compartment (13); a first and a second inlet line (14, 15) to the space (13); a discharge line (16) from the space (13); first closing means (17) and second closing means (18) for interrupting communication between the space (13) and the discharge line (16) and between the second inlet line (15) and the space (13); an electromagnetic actuator (19) for controlling at least the position of the first shutter (17); and a hydraulic device for preventing reverse flow from the first inlet line (14) to the second inlet line (15), the hydraulic device comprising a check valve (20) arranged at the entrance of the second inlet line (15) placed in the space (13); more specifically the non-return valve (20) is placed inside the space (13), the first closure means (17) being connected to a rod (25, 30) movable along a given axis (A) and to the electromagnetic actuator (19), and wherein the stem (30) has a free end adapted to contact the second closure means (18) to hold the second closure means (18) in the closed position when the first closure means (17) is in the closed position and to allow the second closure means (18) to open when the first closure means (17) is in the open position; the second closure means (18) being movable along the given axis (A).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Drei-Wege-Elektroventil für einen Fluidzufuhrkreislauf, insbesondere für eine Kaffeeherstellungsmaschine.The present invention relates to a three-way electrovalve for a fluid supply circuit, particularly for a coffee-making machine.
Im Allgemeinen umfasst eine Kaffeeherstellungsmaschine einen Kreislauf für ein Zuführen von heißem Wasser, welches durch den Kaffee hindurchtritt, welcher innerhalb einer Brühkammer angeordnet ist. Der Heißwasser-Zufuhrkreislauf umfasst eine Zufuhr- bzw. Lieferleitung, welche einen Kessel bzw. Behälter mit der Brühkammer verbindet; ein Druckreduzierventil, welches entlang einer derartigen Zufuhrleitung angeordnet ist; zwei Austragsleitungen, welche von der Zufuhrleitung stromaufwärts und stromabwärts jeweils von dem Druckreduzierventil abzweigen; und zwei Elektroventile, welche jeweils entlang der zwei Austragsleitungen angeordnet sind. Der Heißwasserfluss bzw. -strom entlang der Zufuhrleitung wird selektiv durch eine Pumpe zugeführt, welche stromaufwärts von dem Kessel angeordnet ist.In general, a coffee making machine includes a circuit for supplying hot water that passes through the coffee, which is located within a brewing chamber. The hot water supply circuit includes a supply line connecting a vessel to the brewing chamber; a pressure reducing valve arranged along such supply line; two discharge lines branched from the supply line upstream and downstream of the pressure reducing valve, respectively; and two electrovalves respectively arranged along the two discharge lines. The flow of hot water along the supply line is selectively supplied by a pump located upstream of the boiler.
Die folgenden Betriebsschritte können mittels der zwei Elektroventile ausgeführt werden, welche entlang der Austragsleitung angeordnet sind; Pumpenvorbereitungsschritt, Brühschritt und Austrags- bzw. Ausbringschritt. In größerem Detail besteht der Pumpenvorbereitungsschritt in einem Betätigen der Pumpe, einem Halten des Elektroventils stromaufwärts von dem Druckreduzierventil in offenem Zustand, und einem Halten des Elektroventils stromabwärts von dem Druckreduzierventil in geschlossenem Zustand, um kaltes Wasser auszutragen, welches zwischen dem Kessel und dem Druckreduzierventil als eine Folge des vorangehenden Ausbringens verbleibt.The following operations can be carried out by means of the two electrovalves placed along the discharge line; pump preparation step, brewing step and discharge step. In more detail, the pump preparation step consists of one Actuating the pump, keeping the electrovalve upstream of the pressure-reducing valve in the open state, and keeping the electrovalve downstream of the pressure-reducing valve in the closed state, to discharge cold water remaining between the boiler and the pressure-reducing valve as a result of the previous discharge.
Der Brühschritt beinhaltet ein Aufrechterhalten eines Arbeitens der Pumpe und eines Haltens beider Elektroventile in geschlossenem Zustand, so dass das heiße Wasser die Brühkammer erreicht.The brewing step involves keeping the pump working and both electrovalves closed so that the hot water reaches the brewing chamber.
Während des Austragsschritts wird die Pumpe angehalten, während das Elektroventil stromaufwärts von dem Druckreduzierventil geschlossen gehalten wird und das Elektroventil stromabwärts von dem Druckreduzierventil offen gehalten wird, um den Druck in dem Zufuhrleitungsabschnitt zwischen dem Druckreduzierventil und der Brühkammer auszutragen bzw. auszubringen, um ein mögliches Tropfen zu vermeiden, wenn der Kaffee entfernt wird.During the discharge step, the pump is stopped while the electrovalve upstream of the pressure reducing valve is kept closed and the electrovalve downstream of the pressure reducing valve is kept open to discharge the pressure in the supply line section between the pressure reducing valve and the brewing chamber to avoid possible dripping to avoid when the coffee is removed.
Der beschriebene Kreislauf hat sich als insbesondere effektiv bzw. wirksam erwiesen, wobei jedoch zwei Elektroventile erforderlich sind, um alle Schritte auszuführen, welche für den korrekten Betrieb der Kaffeeherstellungsmaschine erforderlich sind.The circuit described has proved to be particularly effective, but two electrovalves are required to carry out all the steps necessary for the correct operation of the coffee-making machine.
Es ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Elektroventil für einen Fluidzufuhrkreislauf, insbesondere für eine Kaffee oder ein ähnliches gebrühtes Getränk herstellende Maschine zur Verfügung zu stellen, welches fähig ist, die Funktion von zwei Elektroventilen auszuführen, welche unabhängig voneinander betrieben werden.It is an object of the present invention to provide an electrovalve for a fluid supply circuit, in particular for a coffee or similar brewed beverage making machine, which is capable of performing the function of two electrovalves operated independently of each other.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Drei-Wege-Elektroventil für einen Fluidzufuhrkreislauf zur Verfügung gestellt, insbesondere für eine Kaffee oder ein ähnliches Getränk herstellende Maschine, wobei das Elektroventil einen Ventilkörper, welcher einen Raum bzw. ein Abteil definiert; eine erste und eine zweite Einlassleitung zu dem Raum; eine Austragsleitung von dem Raum; eine erste Verschlusseinrichtung und eine zweite Verschlusseinrichtung für ein Unterbrechen einer Verbindung zwischen dem Raum und der Austragsleitung und zwischen der zweiten Einlassleitung und dem Raum; ein elektromagnetisches Stellglied für ein Regeln bzw. Steuern wenigstens der Position der ersten Verschlusseinrichtung; und eine hydraulische Vorrichtung für ein Verhindern eines Rückstroms bzw. -flusses von der ersten Einlassleitung zu der zweiten Einlassleitung umfasst.According to the present invention there is provided a three-way electrovalve for a fluid supply circuit, in particular for a coffee or similar beverage making machine, the electrovalve comprising a valve body defining a space or compartment; first and second inlet conduits to the space; a discharge line from the room; a first closure device and a second closure device for interrupting a connection between the space and the discharge line and between the second inlet line and the space; an electromagnetic actuator for controlling at least the position of the first shutter; and a hydraulic device for preventing reverse flow from the first inlet line to the second inlet line.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist bzw. wird die erste Verschlusseinrichtung, welche die Austragsleitung regelt bzw. steuert, durch das elektromagnetische Stellglied bzw. die elektromagnetische Betätigungseinrichtung geregelt bzw. gesteuert, um den Schritt eines Brühens sicherzustellen. Der Ausbring- bzw. Austragsschritt wird durch das gleichzeitige Öffnen der ersten und zweiten Verschlusseinrichtung sichergestellt: in diesem Fall können keine Rückstromprobleme durch die erste Einlassleitung auftreten.In accordance with the present invention, the first shutter controlling the discharge line is controlled by the electromagnetic actuator to ensure the brewing step. The extraction or discharge step is ensured by the simultaneous opening of the first and second closure means: in this case no backflow problems can arise through the first inlet line.
Der Pumpenvorbereitungsschritt wird durch ein gleichzeitiges Öffnen der ersten Einlassleitung und der Austragsleitung sichergestellt. Ein mögliches Rückströmen durch die zweite Einlassleitung wird durch die hydraulische Vorrichtung verhindert.The pump preparation step is ensured by simultaneously opening the first inlet line and the discharge line. A possible backflow through the second inlet line is prevented by the hydraulic device.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine derartige hydraulische Vorrichtung als ein Rückschlagventil ausgebildet bzw. konstruiert, welches an dem Eintritt der zweiten Leitung in den Raum bzw. das Abteil angeordnet ist. Insbesondere ist das Rückschlagventil innerhalb des Raums angeordnet.According to the present invention, such a hydraulic device is constructed as a check valve arranged at the entry of the second line into the compartment. In particular, the check valve is arranged inside the space.
Dieses Design bzw. diese Konstruktion verhindert das Rückströmen in den Pumpenvorbereitungsschritt und stellt sicher, dass der Austragsschritt durchgeführt wird.This design or construction prevents backflow into the pump preparation step and ensures that the discharge step is carried out.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die erste Verschlusseinrichtung mit einem Stiel bzw. Schaft verbunden, welcher entlang der gegebenen Achse bewegbar ist, ist mit dem elektromagnetischen Stellglied gekoppelt und weist ein freies Ende auf, welches ausgebildet ist, um die zweite Verschlusseinrichtung zu kontaktieren, um die zweite Verschlusseinrichtung in der geschlossenen Position zu halten, wenn sich die erste Verschlusseinrichtung in der geschlossenen Position befindet, und um der zweiten Verschlusseinrichtung ein Öffnen zu erlauben, wenn sich die erste Verschlusseinrichtung in der offenen Position befindet; wobei die zweite Verschlusseinrichtung entlang der gegebenen Achse bewegbar ist.According to the present invention, the first closure means is connected to a shaft movable along the given axis, is coupled to the electromagnetic actuator, and has a free end adapted to contact the second closure means for the maintaining the second closure means in the closed position when the first closure means is in the closed position and allowing the second closure means to open when the first closure means is in the open position; the second closure means being movable along the given axis.
Diese Ausführungsform verhindert, dass mögliche Druckwellen eine Fehlfunktion des Rückschlagventils während des Brühschritts bewirken.This embodiment prevents possible pressure waves from causing the check valve to malfunction during the brewing step.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die hydraulische Vorrichtung eine Fluss- bzw. Strömungsführung für ein Führen eines Fluidstroms bzw. -flusses von der ersten Einlassleitung; wobei die Strömungsführung ausgebildet ist, um einen niedrigen bzw. Unterdruck an der Verbindung zwischen der zweiten Einlassleitung und dem Raum und einen Überdruck an dem Eintritt der Austragsleitung zu erzeugen.According to another preferred embodiment of the present invention, the hydraulic device comprises a flow guide for guiding a fluid flow from the first inlet line; wherein the flow guide is designed to create a low or negative pressure at the connection between the second inlet line and the space and a positive pressure at the entrance of the discharge line.
Dadurch ist das Rückschlagventil nicht erforderlich und die zweite Verschlusseinrichtung kann entlang der gegebenen Achse in einer Richtung und in einem Sinn betätigt werden, welche(r) mit der ersten Verschlusseinrichtung übereinstimmt bzw. zusammenfällt. Daher können die erste und zweite Verschlusseinrichtung an demselben Schaft angepasst bzw. angeordnet werden.Thereby the non-return valve is not required and the second closure means can be actuated along the given axis in a direction and in a sense coinciding with the first closure means. Therefore, the first and second closure means can be adapted or arranged on the same shaft.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung werden Ausführungsformen davon nachfolgend nur anhand eines nicht-beschränkenden Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
- -
1 eine schematische Ansicht, wobei Teile der Klarheit halber entfernt sind, eines Kreislaufs einer Kaffeeherstellungsmaschine ist, in welcher ein Ventil, welches in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wird, installiert ist, - -
2 ,3 und4 Längsschnittansichten in einem vergrößerten Maßstab, und wobei einige Teile der Klarheit halber entfernt sind, eines Elektroventils sind, welches in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt ist; - -
5 ,6 und7 Längsschnittansichten in einem vergrößerten Maßstab, und wobei einige Teile der Klarheit halber entfernt sind, eines Elektroventils sind, welches in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt ist; und - -
8 ,9 und10 Längsschnittansichten in einem vergrößerten Maßstab, und wobei einige Teile der Klarheit halber entfernt sind, eines Elektroventils sind, welches in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt ist.
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1 Figure 12 is a schematic view, with parts removed for clarity, of a circuit of a coffee making machine in which a valve provided in accordance with the present invention is installed. - -
2 ,3 and4 are longitudinal sectional views, on an enlarged scale and with some parts removed for clarity, of an electrovalve provided in accordance with a first embodiment of the present invention; - -
5 ,6 and7 are longitudinal sectional views, on an enlarged scale and with some parts removed for clarity, of an electrovalve provided in accordance with a second embodiment of the present invention; and - -
8th ,9 and10 are longitudinal sectional views, on an enlarged scale and with some parts removed for clarity, of an electrovalve provided in accordance with a third embodiment of the present invention.
In
Obwohl sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf Kaffee bezieht, ist davon auszugehen bzw. zu verstehen, dass sich die vorliegende Erfindung auch auf Elektroventile beziehen kann, welche in einer beliebigen Art einer Maschine für die Herstellung von gebrühten Flüssigkeiten bzw. Getränken in einer Brühkammer verwendet werden.Although the present invention relates particularly to coffee, it is to be understood that the present invention may also relate to electrovalves used in any type of machine for the production of brewed liquids or beverages in a brewing chamber .
Der Kreislauf 1 umfasst einen Zufuhr- bzw. Lieferzweig 2, entlang welchem ein Tank bzw. Behälter 3, eine Pumpe 4, ein Kessel 5, ein Druckreduzierventil 6, eine Brühkammer 7, welche ausgebildet ist, um Kaffee oder dgl. zu enthalten, in einer Reihenfolge bzw. aufeinanderfolgend angeordnet sind; und einen Austrags- bzw. Ausbringkanal C.The circuit 1 comprises a
Der Kreislauf 1 umfasst darüber hinaus ein Drei-Wege-Elektroventil 8, welches an den Zufuhrzweig 2 mittels zwei Einlasszweigen 9 und 10, welche jeweils stromaufwärts und stromabwärts von dem Druckreduzierventil 6 angeordnet sind, und mit dem Austragskanal C mittels eines Austragszweigs 11 verbunden ist.The circuit 1 also comprises a three-
Unter Bezugsnahme auf
Unter Bezugnahme auf
In dem in
In größerem Detail sind die zwei Verschlusseinrichtungen bzw. Verschlüsse 17 und 18 entlang einer Achse A ausgerichtet und sind beide entlang der Achse A bewegbar, um das Ausströmen des Fluids aus dem Raum 13 durch die Austragsleitung 16 zu blockieren bzw. den Fluideinlass in den Raum 13 von der Einlassleitung 1 zu erlauben. Das Elektroventil 1 umfasst einen Schaft 25, welcher selektiv bzw. wahlweise entlang der Achse A bewegbar ist und durch das elektromagnetische Stellglied 19 betätigt ist bzw. wird. Die Verschlusseinrichtung 17 ist entlang des Schafts 25 eingepasst oder ist bzw. wird in größerem Detail durch eine radiale Vergrößerung des Schafts 25 selbst definiert.In more detail, the two
Der Ventilkörper 12 besteht aus zwei Halbschalen 26 und 27, welche miteinander gekoppelt sind, wobei ihre jeweiligen konkaven Bereiche bzw. Hohlräume zueinander gerichtet sind.The
Beide Einlassleitungen 14 und 15 sind integral bzw. einstückig mit der Halbschale 26 ausgebildet, während die Austragsleitung 16 integral bzw. einstückig mit der Halbschale 27 ausgebildet ist.Both the
Gemäß einer Variante (welche nicht in den beiliegenden Figuren gezeigt ist) ist die Einlassleitung 14 integral bzw. einstückig mit der Halbschale 27 hergestellt.According to a variant (not shown in the attached figures), the
Insbesondere ist der Eintritt des Einlasses 14 an der Seite in Bezug auf die Achse A angeordnet, während der Eintritt der Einlassleitung 15 mit der Achse A ausgerichtet und zentriert ist. Die Halbschale 27 weist eine Zone mit einem kleinen Durchtrittsquerschnitt 28 auf, welcher ausgebildet ist, um mit der Verschlusseinrichtung zusammenzuwirken. Der Durchtrittsquerschnitt 28 ist klar mit der Achse A ausgerichtet und zentriert. Der Ventilkörper 12 umfasst einen elastischen Ring 29, welcher ausgebildet ist, um mit der Verschlusseinrichtung 17 zusammenzuwirken, und zwischen einer Schulter der Halbschale 27 und dem Abstandhalter 22 an dem Durchtrittsquerschnitt 28 gesichert ist.In particular, the entry of the
Das elektromagnetische Stellglied 19 und der Schaft 25 sind ausgebildet, so dass sich die Verschlusseinrichtung 17 in der normalerweise offenen Position befindet, d.h. der Raum 13 mit der Austragsleitung 16 in der Abwesenheit einer elektrischen Leistung zu dem elektromagnetischen Stellglied 19 in Verbindung steht.The
In einer Verwendung verbleibt während des sogenannten Schritts eines Pumpenvorbereitens das Elektroventil 8 in der offenen Position und das Fluid wird ausgebracht bzw. ausgetragen (Konfiguration in
Sobald der Brühschritt vorüber ist, wird die Pumpe 4 gestoppt bzw. angehalten und die Verschlusseinrichtung 17 wird geöffnet, um den Restdruck, welcher in dem Segment des Kreislaufs 2 stromabwärts von dem Druckreduzierventil 6 existiert, durch das Rückschlagventil 20 auszubringen (Konfiguration in
Gemäß der Ausführungsform, welche in
Gemäß einer Variante (welche nicht in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt ist) ist das elastische Element 21 des Rückschlagventils 20 weggelassen, da die Betätigung der schließenden Verschlusseinrichtung 18 durch den Schaft 30 zumindest während des Schritts eines Austragens sichergestellt ist bzw. wird. Während des Pumpenvorbereitungsschritts stellt der Druck im Raum 13 die Betätigung bzw. den Vorgang eines Schließens der Verschlusseinrichtung 18 sicher.According to a variant (not shown in the accompanying drawings) the
Gemäß der Ausführungsform, welche in
Dieses spezielle Design der Einlassleitung 14 verhindert den Rückstrom eines Fluids durch die Einlassleitung 15 während des Pumpenvorbereitungsschritts (Konfiguration in
Die Betätigung der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von den vorangehenden Ausführungsformen nur während des Schritts eines Pumpenvorbereitens (Konfiguration, welche in
Das Elektroventil 8 in Übereinstimmung mit den verschiedenen Ausführungsformen weist den Vorteil auf, Aufgaben auszuführen bzw. durchzuführen, welche normalerweise durch zwei Elektroventile ausgeführt werden, und erlaubt somit, ein elektromagnetisches Stellglied einzusparen. Ein derartiges Ziel wird mittels einer passiven hydraulischen Vorrichtung erzielt, d.h. einer, welche nicht eine externe Regelung bzw. Steuerung erfordert, sondern welche die Merkmale nützt, welche der Kreislauf dem Fluid verleiht, wie beispielsweise Druck und Geschwindigkeit, um bevorzugte Wege bzw. Pfade in dem Ventilkörper 12 zu bestimmen.The
Darüber hinaus ist das Elektroventil 8 durch seine Konstruktionseinfachheit und Leichtigkeit eines Zusammenbaus charakterisiert.Furthermore, the
Es ist weiters ersichtlich bzw. augenscheinlich, dass Abwandlungen an der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, welcher in den beigeschlossenen Ansprüchen definiert ist.It is further apparent that modifications can be made to the present invention without departing from the scope of protection, which is defined in the appended claims.
Demgemäß wird ein Drei-Wege-Elektroventil für einen Fluidzufuhrkreislauf 1, insbesondere für eine Kaffee oder ein ähnliches Getränk herstellende Maschine zur Verfügung gestellt, welches einen Ventilkörper 12, welcher einen Raum bzw. ein Abteil 13 definiert; eine erste und eine zweite Einlassleitung 14, 15 zu dem Raum 13; eine Austragsleitung 16 von dem Raum 13; eine erste Verschlusseinrichtung 17 und eine zweite Verschlusseinrichtung 18 für ein Unterbrechen einer Verbindung zwischen dem Raum 13 und der Austragsleitung 16 und der Verbindung zwischen der zweiten Einlassleitung 15 und dem Raum 13; ein elektromagnetisches Stellglied 19 für ein Regeln bzw. Steuern wenigstens der Position der ersten Verschlusseinrichtung 17; und eine hydraulische Vorrichtung für ein Verhindern eines Rückstroms bzw. -flusses von der ersten Einlassleitung 14 zu der zweiten Einlassleitung 15 aufweist.Accordingly there is provided a three-way electrovalve for a fluid supply circuit 1, in particular for a coffee or similar beverage making machine, comprising a
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