DE102013208025A1 - Adjustment unit for adjusting a stroke volume of an axial piston machine - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine Verstelleinheit für eine Schrägachsenmaschine mit einem Stellkolben und einem parallel dazu angeordneten Steuerkolben zum Verstellen des Stellkolbens. Über den Steuerkolben wird eine vom Stellkolben begrenzte Steuerkammer mit Druckmittel beschickt oder es wird von dieser Steuerkammer Druckmittel über den Steuerkolben entlassen. Der Steuerkolben ist über einen Aktuator in Richtung von ersten Schaltstellungen und über eine Rückführfeder mit einer Federkraft entgegengesetzt in Richtung von zweiten Schaltstellungen betätigbar. Die Rückführfeder ist dabei mit dem Stellkolben gekoppelt. Zur Koppelung ist ein Rückführelement vorgesehen, das versetzt zu einem Stellzapfen angeordnet ist, wobei der Stellzapfen zum Verbinden des Stellkolbens mit einer Steuerlinse dient.Disclosed is an adjustment unit for a bent axis machine with an adjusting piston and a control piston arranged parallel thereto for adjusting the adjusting piston. A control chamber delimited by the actuating piston is charged with pressure medium via the control piston or pressure medium is released from this control chamber via the control piston. The control piston can be actuated via an actuator in the direction of first switching positions and via a return spring with a spring force in the opposite direction in the direction of second switching positions. The return spring is coupled to the actuating piston. A return element is provided for coupling, which is arranged offset to an adjusting pin, the adjusting pin serving to connect the adjusting piston to a control lens.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinheit zur Verstellung eines Hubvolumens einer Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an adjusting unit for adjusting a stroke volume of an axial piston machine in bent-axis construction according to the preamble of patent claim 1.
In der
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Schrägachsenpumpe insbesondere in Längsrichtung der Stelleinheit gesehen einen großen Bauraumbedarf aufweist. The disadvantage of this solution is that the oblique axis pump has seen a large space requirement, especially in the longitudinal direction of the actuator.
In der
Ähnliche Ausführungsformen sind beispielsweise auch in der Druckschrift „Using Industrial Hydraulics“, Hydraulics and Pneumatics Magazin, 2nd Edition 1984 offenbart oder in den Datenblättern RD 91600, RD 92210, RD 92205 und RD 92200 von Mannesmann Rexroth. Similar embodiments are also disclosed for example in the document "Using Industrial Hydraulics", Hydraulics and Pneumatics Magazine, 2nd Edition 1984 or in the data sheets RD 91600, RD 92210, RD 92205 and RD 92200 by Mannesmann Rexroth.
Bei den genannten Ausführungsformen mit der parallelen Anordnung von Stellkolben und Steuerkolben ist ebenfalls nachteilig, dass eine derartige Schrägachsenmaschine einen vergleichsweise großen Bauraumbedarf aufweist.In the aforementioned embodiments with the parallel arrangement of actuating piston and control piston is also disadvantageous that such a bent axis machine has a comparatively large space requirement.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinheit zu schaffen, die einen geringen Bauraumbedarf hat. In contrast, the invention has for its object to provide an adjustment that has a low space requirement.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verstelleinheit gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by an adjusting unit according to the features of patent claim 1.
Erfindungsgemäß ist eine Verstelleinheit für eine Hydromaschine, insbesondere eine Schrägachsenmaschine, insbesondere eine Schrägachsenpumpe, zum Verschwenken einer Steuerlinse der Hydromaschine vorgesehen. Die Verstelleinheit hat einen Stellzapfen, der in die Steuerlinse zum Verschwenken eingreift. Der Stellzapfen ist dabei mit einem Stellkolben verbunden und erstreckt sich insbesondere quer zu diesem. Mit einer ersten Steuerfläche begrenzt der Stellkolben eine hochdruckseitig mit der Hydromaschine verbindbare erste Steuerkammer, insbesondere eine Ringkammer, und mit seiner zweiten Steuerfläche eine zweite Steuerkammer, insbesondere eine Zylinderkammer. Über die Steuerkammern kann der Stellkolben dann mit Druckmittel beaufschlagt werden, um ihn und somit den Stellzapfen mit der Steuerlinse zu verschieben. Im Parallelabstand zum Stellkolben ist ein Steuerkolben vorgesehen. Dieser steuert eine Beschickung und Entlassung eines Stelldruckmittels, das insbesondere hochdruckseitig der Hydromaschine abgegriffen ist, in die beziehungsweise von der zweiten Steuerkammer. Der Steuerkolben ist dann über einen Aktuator mit einer Stellkraft in Richtung von ersten Schaltstellungen und über eine Federkraft einer Rückführfeder entgegengesetzt in Richtung von zweiten Schaltstellungen beaufschlagbar. Diese ist hierbei insbesondere axial zum Steuerkolben angeordnet. Erfindungsgemäß ist die Rückführfeder über ein Rückführelement mit dem Stellkolben gekoppelt, wobei das Rückführelement mit Vorteil versetzt zum Stellzapfen in der Verstelleinheit angeordnet ist. Durch die Kopplung der Rückführfeder und des Stellkolbens kann die Federkraft beispielsweise bei einer Verschiebung des Stellkolbens und somit der Steuerlinse in einer ersten Richtung steigen und in entgegengesetzter Richtung sinken. According to the invention, an adjustment unit for a hydraulic machine, in particular a bent axis machine, in particular a bent axis pump, is provided for pivoting a control lens of the hydraulic machine. The adjusting unit has an adjusting pin which engages in the control lens for pivoting. The adjusting pin is connected to an actuating piston and extends in particular transversely to this. With a first control surface of the control piston defines a high pressure side connectable to the hydraulic machine first control chamber, in particular an annular chamber, and with its second control surface, a second control chamber, in particular a cylinder chamber. Via the control chambers, the adjusting piston can then be subjected to pressure medium in order to displace it and thus the adjusting pin with the control lens. In parallel distance to the actuating piston, a control piston is provided. This controls a loading and discharge of an actuating pressure medium, which is tapped particularly high pressure side of the hydraulic machine, in or from the second control chamber. The control piston is then acted upon by an actuator with a force in the direction of first switching positions and a spring force of a return spring opposite in the direction of second switching positions. This is in this case arranged in particular axially to the control piston. According to the invention, the return spring is coupled via a return element to the adjusting piston, wherein the return element is advantageously offset from the setting pin in the adjusting unit. By the coupling of the return spring and the actuating piston, the spring force may increase, for example, in a displacement of the actuating piston and thus the control lens in a first direction and decrease in the opposite direction.
Die versetzt zum Stellzapfen angeordnete Anordnung des Rückführelements hat den Vorteil, dass dieses im Vergleich zum Stand der Technik vom Stellzapfen entkoppelt ist. Dies führt dazu, dass die Rückführfeder in der Verstelleinheit derart verlagert werden kann, dass die Verstelleinheit eine im Vergleich zum Stand der Technik kompakte Bauweise aufweist. The offset to the adjusting pin arranged arrangement of the return element has the advantage that this is decoupled from the setting pin in comparison to the prior art. As a result, the return spring in the adjustment unit can be displaced in such a way that the adjustment unit has a compact design compared to the prior art.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Stellkolben und der Steuerkolben in Längsrichtung des Stellkolbens gesehen auf einer gleichen Seite des Stellzapfens angeordnet. Diese können somit benachbart sein und es ist eine Einbaulage der Kolben auf einer gleichen Seite des Stellzapfens ermöglicht. Dies führt zu einer noch kompakteren Bauweise der Verstelleinheit.In a further embodiment of the invention, the adjusting piston and the control piston are arranged in the longitudinal direction of the actuating piston on a same side of the adjusting pin. These can thus be adjacent and it is an installation position of the Piston allows on a same side of the spigot. This leads to an even more compact design of the adjustment.
Vorzugsweise ist, wie vorstehend bereits angegeben, die erste vom Stellkolben begrenzte Steuerkammer eine Ringkammer und die zweite eine Zylinderkammer. Die Steuerflächen des Stellkolbens sind hierbei vorzugsweise auf einer Seite des Stellzapfens vorgesehen. In den ersten Schaltstellungen des Steuerkolbens ist dann im Unterschied zum Stand der Technik das Stelldruckmittel aus der Zylinderkammer entlassbar und in den zweiten Schaltstellungen das Stelldruckmittel in die Zylinderkammer beschickbar. Preferably, as already stated above, the first of the control piston limited control chamber has an annular chamber and the second a cylinder chamber. The control surfaces of the adjusting piston are preferably provided on one side of the adjusting pin. In contrast to the prior art, the actuating pressure medium can then be released from the cylinder chamber in the first switching positions of the control piston and the actuating pressure medium can be fed into the cylinder chamber in the second switching positions.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Stellkolben einseitig eine Kolbenstange aus. An deren vom Stellkolben wegweisenden Kolbenstangenabschnitt, insbesondere dem Endabschnitt der Kolbenstange, ist das Rückführelement befestigt. Der Stellzapfen kann dann zwischen dem Stellkolben und dem Rückführelement mit der Kolbenstange verbunden sein.In a further embodiment of the invention, the actuating piston on one side of a piston rod. At the latter of the actuating piston pioneering piston rod portion, in particular the end portion of the piston rod, the return element is attached. The adjusting pin can then be connected between the actuating piston and the return element with the piston rod.
Damit die Rückführfeder sicher verfahren werden kann, ist diese in einer Federhülse aufgenommen, die sich zumindest am Rückführelement abstützt oder fest mit diesem verbunden ist.Thus, the return spring can be moved safely, this is accommodated in a spring sleeve, which is supported at least on the return element or is firmly connected thereto.
Das Rückführelement kann vorrichtungstechnisch einfach als Rückführbolzen ausgebildet sein. Zum Verbinden des Rückführbolzens mit der Kolbenstange kann diese dann eine Bolzenaufnahme aufweisen, in die der Rückführbolzen, insbesondere quer zum Stellkolben, eingesetzt werden kann.The return element can be designed simply as a return bolt device. For connecting the return bolt with the piston rod, this can then have a bolt receptacle into which the return bolt, in particular transversely to the actuating piston, can be used.
Bevorzugter Weise sind die Bolzenaufnahme für den Rückführbolzen und eine Stellzapfenaufnahme für den Stellzapfen in der Kolbenstange als Durchgangsbohrungen ausgebildet, die in einer gemeinsamen Ebene liegen können. Hierdurch können die Aufnahmen mit geringem Herstellungsaufwand beispielsweise von einer gleichen Seite her und mit einem gleichen Werkzeug in die Kolbenstange eingebracht werden.Preferably, the bolt receptacle for the return pin and a setting pin receptacle for the adjusting pin in the piston rod are formed as through holes, which may lie in a common plane. As a result, the recordings can be made with little manufacturing effort, for example, from a same side and with a same tool in the piston rod.
Die Federhülse ist vorzugsweise stangeförmig ausgestaltet. Sie kann dann von ihrer zum Steuerkolben weisenden Stirnseite her eine Aussparung, insbesondere eine Sacklochbohrung aufweisen, in die dann die Rückführfeder abschnittsweise aufnehmbar ist. Axial beabstandet zur Aussparung kann in der Federhülse dann eine Bolzenaufnahme für den Rückführbolzen vorgesehen sein. Mit Vorteil ist die Bolzenaufnahme dann entsprechend der Aufnahmen der Kolbenstange ausgebildet, was wiederum zu einem geringen Herstellungsaufwand führt. The spring sleeve is preferably configured rod-shaped. It can then have a recess, in particular a blind hole, from its end pointing towards the control piston into which the return spring can then be received in sections. Axially spaced from the recess can then be provided in the spring sleeve, a bolt receptacle for the return bolts. Advantageously, the bolt receptacle is then formed according to the receptacles of the piston rod, which in turn leads to a low production cost.
Damit der Rückführbolzen sicher in der Verstelleinheit festgelegt ist, kann für diesen eine Verdreh- und/oder Axialsicherung vorgesehen sein. Für die Sicherung ist beispielsweise eine Schraube vorgesehen, die in eine in der Bolzenbohrung der Kolbenstange oder der Federhülse mündende Gewindebohrung eingeschraubt ist, womit die Schraube dann am Rückführbolzen angreifen kann. Die Gewindebohrung kann sich dann beispielsweise etwa quer zum Rückführbolzen erstrecken. Vorzugsweise ist die Gewindebohrung stirnseitig in die Federhülse und/oder die Kolbenstange eingebracht.Thus, the return bolt is securely fixed in the adjustment, it can be provided for this a torsional and / or axial. For example, a screw is provided for securing, which is screwed into an opening in the pin bore of the piston rod or the spring sleeve threaded hole, with which the screw can then attack on the return bolt. The threaded bore can then extend for example approximately transversely to the return bolt. Preferably, the threaded bore is introduced into the front side of the spring sleeve and / or the piston rod.
Die Verstelleinheit kann als Abschlussplatte für ein Gehäuse der Schrägachsenmaschine ausgebildet sein. Die Abschlussplatte hat bevorzugter Weise vorrichtungstechnisch einfach eine Stufenbohrung. In eine erste Bohrungsstufe der Stufenbohrung ist ein insbesondere patronenartig ausgebildetes Steuerventil, das den Steuerkolben aufweist, einsetzbar. In eine sich daran anschließende, einen kleineren Durchmesser aufweisende zweite Bohrungsstufe, kann dann die Federhülse gleitend geführt sein. The adjusting unit can be designed as a cover plate for a housing of the bent axis machine. The end plate preferably has device technology simply a stepped bore. In a first bore stage of the stepped bore, in particular a cartridge-like control valve, which has the control piston, can be used. In an adjoining, a smaller diameter having second bore stage, then the spring sleeve can be guided in a sliding manner.
Mit Vorteil ist in der Abschlussplatte für den Stellkolben mit seiner Kolbenstange eine zweite Stufenbohrung vorgesehen, die vorrichtungstechnisch einfach von der gleichen Seite wie die erste Stufenbohrung eingebracht ist. In einer ersten Bohrungsstufe der zweiten Stufenbohrung kann dann der Stellkolben und in einer zweiten, einen kleineren Durchmesser aufweisende und sich an die erste Bohrungsfläche anschließende Bohrungsstufe die Kolbenstange gleitend geführt sein. Die Längsachsen beider Stufenbohrungen liegen dann bevorzugter Weise etwa in einer gemeinsamen Ebene zusammen mit einer Längsachse des Stellzapfens.Advantageously, a second stepped bore is provided in the end plate for the actuating piston with its piston rod, which is simply introduced in terms of device technology from the same side as the first stepped bore. In a first bore stage of the second stepped bore, the actuating piston and in a second, a smaller diameter having and subsequent to the first bore surface bore stage, the piston rod can be guided in a sliding manner. The longitudinal axes of both stepped bores are then preferably approximately in a common plane together with a longitudinal axis of the adjusting pin.
An die zweite Bohrungsstufe der zweiten Stufenbohrung der Abschlussplatte kann sich eine dritte Bohrungsstufe mit einem im Vergleich zur zweiten Bohrungsstufe größeren Durchmesser anschließen. Beispielsweise weist dann die dritte Bohrungsstufe den gleichen Durchmesser wie die erste Bohrungsstufe auf. In der dritten Bohrungsstufe kann dann der Kolbenstangenabschnitt der Kolbenstange gleitend geführt sein. Die Kolbenstange hat somit in diesem Bereich einen größeren Durchmesser, wodurch eine mechanische Festigkeit im Verbindungsbereich zwischen Stellzapfen, Rückführkolben und Stellkolben erhöht ist. The second bore step of the second stepped bore of the end plate may be followed by a third bore step having a larger diameter compared to the second bore step. For example, then the third hole stage has the same diameter as the first hole stage. In the third hole stage, the piston rod portion of the piston rod can then be slidably guided. The piston rod thus has in this area a larger diameter, whereby a mechanical strength in the connecting region between the adjusting pin, return piston and actuating piston is increased.
Damit der Rückführbolzen zusammen mit der Kolbenstange des Stellkolbens und der Federhülse in der Abschlussplatte verschiebbar ist, ist zwischen der zweiten Bohrungsstufe der ersten Stufenbohrung und der dritten Bohrungsstufe der zweiten Stufenbohrung eine Aussparung vorgesehen.Thus, the return bolt is displaceable together with the piston rod of the actuating piston and the spring sleeve in the end plate, a recess is provided between the second bore stage of the first stepped bore and the third hole stage of the second stepped bore.
Die beiden Stufenbohrungen können vorrichtungstechnisch einfach in einer Richtung weg von ihrer ersten Stufe endseitig von einem die Abschlussplatte dichtend verschließenden Deckel begrenzt sein. Die zweite Stufe kann dann weiter in einer Richtung weg von ihrer dritten Stufe endseitig von einer Gehäuseeinheit verschlossen sein. In dieser Gehäuseeinheit sind beispielsweise ein Spülventil und/oder ein Speisdruckventil und/oder eine Stellzeitdämpfung für die Schrägachsenmaschine vorgesehen. The two stepped bores can be limited in terms of device technology simply in a direction away from their first step at the end by a cover sealingly closing the end plate. The second stage may then be closed further in a direction away from its third stage at the end by a housing unit. In this housing unit, for example, a purge valve and / or a feed pressure valve and / or a control time damping for the bent axis machine are provided.
Eine Öffnung der ersten Bohrungsstufe der ersten Stufenbohrung kann in Axialrichtung gesehen versetzt zur Öffnung der ersten Bohrungsstufe der zweiten Stufenbohrung hin in Richtung des Rückführelements in der Abschlussplatte ausgebildet sein. Hierdurch hat die Abschlussplatte eine Stufe wodurch der an das Steuerventil angebaute Aktuator, bei dem es sich insbesondere um einen Proportionalmagneten handelt, von der Abschlussplatte zumindest abschnittsweise geschützt ist und die Ventileinheit äußerst kompakt ausgestaltet ist.An opening of the first bore stage of the first stepped bore may be formed offset in the axial direction towards the opening of the first bore stage of the second stepped bore in the direction of the return element in the end plate. As a result, the end plate has a step whereby the actuator attached to the control valve, which is in particular a proportional solenoid, is at least partially protected by the end plate and the valve unit is made extremely compact.
Zur Übertragung der Federkraft der Rückführfeder auf den Steuerkolben kann ein Stößel vorgesehen sein. Mit seinem vom Steuerkolben wegweisenden Endabschnitt stützt sich der Stößel an einen kleinen Federteller ab, der von der Rückführfeder mit einer Federkraft beaufschlagt ist. Des Weiteren kann eine Stützfeder vorgesehen sein, die sich an einem ringförmigen Bohrungsgrund der ersten Stufe der ersten Stufenbohrung abstützt und die Rückführfeder umfassen kann. Die Stützfeder kann dann einen großen Federteller mit einer Federkraft beaufschlagen, wobei sich an diesem auf dessen von der Stützfeder abweisenden Seite wiederum eine kleinere Feder abstützen kann. Diese beaufschlagt dann vorzugsweise den sich am Steuerkolben stirnseitig abstützenden Stößel mit einer Federkraft, wobei der Stößel dann die kleinere Feder und den großen Federteller durchsetzt. To transmit the spring force of the return spring on the control piston, a plunger may be provided. With its end pointing away from the control piston end portion, the plunger is supported on a small spring plate, which is acted upon by the return spring with a spring force. Furthermore, a support spring may be provided, which is supported on an annular bore bottom of the first stage of the first stepped bore and may comprise the return spring. The support spring can then act on a large spring plate with a spring force, which in turn can be supported on this on its side facing away from the support spring, a smaller spring. This then acts on the preferably on the control piston frontally supporting plunger with a spring force, wherein the plunger then passes through the smaller spring and the large spring plate.
Bei dem Aktuator handelt es sich beispielsweise um einen Proportional-Magneten oder um einen hydraulischen Aktuator. Die Verstellung der Schrägachsenmaschine über die Verstelleinheit kann bei einem Proportional-Magneten somit als eine elektroproportionale Verstellung (EP) 1/2 Verstellung erfolgen, womit der Proportional-Magnet dann mit 12 oder 24 Volt betreibbar ist. Ein Regelbeginn der Schrägachsenmaschine erfolgt vorzugsweise bei einem maximalen Hubvolumen (Vgmax).The actuator is, for example, a proportional magnet or a hydraulic actuator. The adjustment of the oblique axis machine via the adjusting unit can thus take place in the case of a proportional magnet as an electro-proportional adjustment (EP) 1/2 adjustment, with which the proportional magnet can then be operated with 12 or 24 volts. A rule start of the bent axis machine is preferably carried out at a maximum displacement (V gmax ).
Bevorzugter weise hat eine Schrägachsenmaschine die erfindungsgemäße Verstelleinheit. Preferably, a bent axis machine has the adjusting unit according to the invention.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Other advantageous developments of the invention are the subject of further subclaims.
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. In the following, a preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to drawings.
Es zeigenShow it
Gemäß
Nach der Darstellung gemäß
Der Stellkolben
In der ersten Bohrungsstufe
Über ein in der Steuerachse
Der Rückführbolzen
Mit seinem anderen Endabschnitt
Die Federhülse
Da der Stellkolben
Damit der Rückführbolzen
Öffnungen der Stufenbohrungen
Eine Stirnfläche
Gemäß
Der Steuerkolben
Zum Verschwenken der Steuerlinse
Zum Verschieben der Steuerlinse
Bei der Schrägachsenmaschine in
Offenbart ist eine Verstelleinheit für eine Schrägachsenmaschine mit einem Stellkolben und einem parallel dazu angeordneten Steuerkolben zum Verstellen des Stellkolbens. Über den Steuerkolben wird eine vom Stellkolben begrenzte Steuerkammer mit Druckmittel beschickt oder es wird von dieser Steuerkammer Druckmittel über den Steuerkolben entlassen. Der Steuerkolben ist über einen Aktuator in Richtung von ersten Schaltstellungen und über eine Rückführfeder mit einer Federkraft entgegengesetzt in Richtung von zweiten Schaltstellungen betätigbar. Die Rückführfeder ist dabei mit dem Stellkolben gekoppelt. Zur Koppelung ist ein Rückführelement vorgesehen, das versetzt zu einem Stellzapfen angeordnet ist, wobei der Stellzapfen zum Verbinden des Stellkolbens mit einer Steuerlinse dient. Disclosed is an adjusting unit for a bent axis machine with an actuating piston and a control piston arranged parallel thereto for adjusting the adjusting piston. About the control piston a control piston limited by the control piston is supplied with pressure medium or it is discharged from this control chamber pressure medium via the control piston. The control piston is actuated via an actuator in the direction of first switching positions and via a return spring with a spring force opposite in the direction of second switching positions. The return spring is coupled to the actuating piston. For coupling a return element is provided, which is arranged offset to an adjusting pin, wherein the adjusting pin for connecting the actuating piston is used with a control lens.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19653165 C1 [0002, 0039] DE 19653165 C1 [0002, 0039]
- US 4256439 [0004] US 4256439 [0004]
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DE201310208025 DE102013208025A1 (en) | 2013-05-02 | 2013-05-02 | Adjustment unit for adjusting a stroke volume of an axial piston machine |
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DE102022205536A1 (en) | 2022-05-31 | 2023-11-30 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Valve assembly having an L-shaped main body which includes a purge valve assembly and an emergency divert valve assembly |
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2013
- 2013-05-02 DE DE201310208025 patent/DE102013208025A1/en not_active Withdrawn
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