DE1905119B2 - Ringförmiger Reibkörper - Google Patents
Ringförmiger ReibkörperInfo
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Description
3 4
Fig. I eine Draufsicht auf einen als Kupplungsbelag jedem AsbestkeUfaden oder auch nur jedem dritten
dienenden Reibkörper, Kettfaden usw. einen Glasfaserstrang zuordnen.
£ig.-eine Seitenansicht zu Fig. 1, Fig. 6 zeigt ein nicht gewebtes Faserstoffband.
t α !er8roßerter Darstellung eine Teilseiten- Dieses besteht aus einer Vielzahl paralleler Fäden 25,
ans^nt des Reibkorpers gemäß Fig. 2, wobei zur 5 die jeweils aus Asbestfasern bestehen und durch einen
chin ist mneren Aufbaues ein Tei] weSgebro- dünnen Kerndraht 26 verstärkt sind. Zwischen benach-
p" 1S '. harten Asbestfaden 25 sind Glasfaserstränge 27 ange-
r ig. 4 in vergrößerter Darstellung eine Ausführungs- ordnet. Die Fäden werden durch einen Kleber oder
kö™e«neS aserstoffbandes zur Herstellung des Reib- Binder zusammengehalten.
p· '_ . Io Das Faserstoff band gemäß Fig. 6 wird derart in
ng. 3 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung Streifen geschnitten, daß die Fäden in Längsrichtung
einer anderen Ausfuhrungsform des Faserstoffbandes des Streifens verlaufen, wobei die einzelnen Streifen
'F- , . spiralförmig aufgewickelt werden.
r'g· 0 meiner vergrößerten Darstellung eine weitere Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß das
tendes "" eineS niCht gewebten paseretoff- 15 nicht gewebte Faserstoffband gemäß Fig. 6 aus As-
j . ' 7 . , . bestfaserfäden besteht, die durch einen Kern verstärkt
in aen zeichnungen ist em Reibkörper 10 aus einem sind, der einen dünnen Metalldraht und Glasfaser-
spiralformig aufgewickelten Faserstoff band 11 herge- stränge enthält, so daß diese Fäden von der Art der
3 Τ?" e c S,S'rl.um, em G«webe oder um einen im Gewebe gemäß Fig. 4 dargestellten Kettfaden 15
nicht gewebten Stoff handeln kann. Die verschiedenen *» sind.
Lagen des Faserstoffbandes 11 sind mit einem Binder Eine andere Art eines für die Herstellung der Reib-
impragniert der ein warmehärtendes Harz, ein vulka- körper nicht gewebten Stoffes besteht aus trocken
enthält eS °mer und einen Reibmaterialfüller kardierten, versponnenen Asbestfasern, wobei zur
ρ,λ D Li .· - . Verstärkung zahlreiche parallele Glasfaserstränge sich
JSl ri tOrperi? mit Nietenlöchern W mit einer »5 in Längsrichtung des Stoffes erstrecken.
fÄ ί° Ag i versehen' weIche beispielsweise Statt den Reibkörper aus einer einzigen Stoffart
£h „Und fUr Aufnahme von Nieten zur herzustellen, kann man ihn auch aus einem spiral-
des,KuPPll!ngsbelages an einer nicht dar- förmig aufgewickelten Band bilden, das zwei oder
F^rP,PffKgSSJ??1* dienen· mehr Schichten aus verschiedenen Stoff aufweist,
»,,,!! Γ nnthält ζ*111™0** Stränge 3o wobei wenigstens eine dieser Schichten in der oben
fa«rn Zl?! TT? Parallelen, fortlaufenden Glas- beschriebenen Weise durch Glasfaserstränge verstärkt
lasern die sich in Längsrichtung des Faserstoffbandes ist
erstrecken *"*·
in a*v „λ-γ jr.,-. Das Faserstoffband Il wird mit einem Bindemittel
eine fortl»??nT -en ?esc^eibunß wird als Glasfaser imprägniert, das ein wärmehärtendes Harz, ein vulka-
ϊηίΐί ^S0^^""^1801118^- 35 nisierbares Elastomer und einen Reibmaterialfüller
strang wird_ ein Bündel aus einer großen Anzahl enthält.
Sntm^Sv™^™**1™1· So kann ein Das wärmehärtende Harz kann ein Phenolharz,
F, <f \JS ,LEinzJflfascni enthalten. etwa ein Phenolaldehyd oder ein Phenolformaldehyd-
und VhnRßSnT« SfT2* rl4' ,daS aUS Kettfäden 15 harz sein, das nach Wunsch durch Reaktion mit Lein-
^sA7ÄJm!J ^ £-ieurttfädMl5tastehcn4Osamen- oder Nierenbaumkernöl öllöslich gemacht
aus Asbestfasern oder einer M.schung aus Asbestfasern sein kann.
Ravon LeTnei OH, ??' "V^* Baumwolle>
Wolfe' Das vulkanisierbare Elastomer des Bindemittels
ii Kerr Z H a·" We»f" ^ Verstärkun8 kann natürliches Gummi oder auch ein synthetisches
g Kult P Γ/Τ Metalldrähten 17 aus Elastomer sein, wie etwa Neopren, Polychloropren,
undhf, Z Ä ψ™ **" einem anderen 45 Butadienstyrol, Butadienacrylonitril, Isopren, die in
sthußfäden 1Ä I GltsfaserfranS 18 b^^ Die jüngerer Zeit entwickelten Kohlenwasserstoffelasto-
"'eXn oder lin"neHn \™1 die Glasfasern den mere, wie etwa diejenigen, die ein Mischpolymerisat
15 haben ur H rf ah ,? ^" Wie die Kettfäden des Äthylens, Propylene und ein drittes Monomer ent-
Fie 4 al Alpif **' ^ DarsteIlung gemäß halten, wie etwa Dicvclopentadien, das die fehlende
19zurVersSrkun nmiteinemdÜnnenKerndraht *" SättiSung zur Härtung liefert, und dergleichen, und
Das -1 Fio sä r* insbesondere kann es sich dabei um diejenigen elasto-
fäden St'ran«fμ !if*u ηί-ί6**1* wdst a's KeU" meren Materialien handeln, die durch Peroxid oder
Asbe Sern h f κ Schuffaden 2I auf. die beide aus durch Schwefelverbindungen zu einem festen Zustand
draht 22 ver,./ie, Tr-T\anaa dÜnnen Kern- hartbar oder vulkanisierbar sind. Der ein Elastomer
unmittelbar nS"kX.smd· Glajfaserstränge 22 liegen 55 enthaltende Binder enthält selbstverständlich auch
b w η If den Kettfaden und erstrecken sich bekannt* Vulkanisierungs- und Stabilise ungsmittel.
w?rd,urvir κ Γ'3"'1 zu diesen- Dies<* Gewebe Das Bindemittel enthalt einen ReibmaterialfüUer.
Gewebe in Sf-f"*" Tedas In FiS-4 dargestellte Derartige Füller enthalten gewöhlich anorganische
lader in~l«n» ί? ge^hni"cn·.wobei sich die Kett- Materialien, wie etwa Bleioxid und Ba.yt, oder orga-
i Strdln η η8 Γ Slrfifen erstrecken' und 6o nische Füller, wie etwa Partikeln, die aus polymerisier-
™ w,rd dann spiralförmig aufgewickelt. tem Nierenbaumkernöl gebildet sind.
Glasa^Sn °™^ «αρΜ Fig. 5 werden die Ein typisches Bindemittel hat folgende Zusammen-
Glasfaserstrange zusätzlich zu den kerndrahtverstärk- setzung
ten Asbestkettfäden auf Aufsteckgatter aufgesteckt,
ten Asbestkettfäden auf Aufsteckgatter aufgesteckt,
und die zwei Fäden werden beispielsweise durch Ver- 6S Gewichtsteile
'U"f νεΓεΐΓ"8ι und ^gemeinsam durch den Webstuhl Vulkanisierbares Elastomer 5 bis 15
X J^'8' 1St J T ZWeiten Asbestke«faden Beschleuniger 0,05 bis 0,5
Olasfaserstrang zugeordnet, man kann jedocH auch Schwefel . 1 bis 12
Gewichtsteile
Baryt 30 bis 50
Bleioxid 10 bis 40
Graphit 0,5 bis 10
wärmehärtendes Harz 5 bis 25
Glasfasern anschließend mit einem Elastomer zu
Das Bindemittel enthält etwa 25 bis 75% vulkanisierbare, elastomere Feststoffe und etwa 75 bis 25% wärmehärtende
Harzfeststoffe bezogen auf das Gesamtgewicht der beiden.
Zur Imprägnierung des Faserstoffbandes 11 mit dem Bindemittel kann man dieses durch eine Lösung
des Bindemittels in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel führen und dann mit Quetschwalzen den Überschuß
entfernen. Das Faserstoffband wird Jann auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Lösungsmittel
verdampft, die jedoch unter der Härtungstemperatur des Harzes und Elastomers liegt.
Die bei der Herstellung der Glasfaserstränge benutzten einzelnen Fasern haben einen Durchmesser
von etwa 500 · 106 bis etwa 1900-10s mm, oder
890 · 10 5 bis 1016 · 10~5 mm. Die einzelnen Fasern
haben ferner die in der folgenden Tabelle aufgezählten Eigenschaften :
Zugfestigkeit (min.) 35000 kg/cm2
Festigkeit (min.) 15,3 gr/Den-er
Bruchdehnung 4.8 %
Rückdehnung (min.) 100 %
Zähigkeit (min.) 833 kg/cm2
Modul 735000 kg/cm2
Wärmedehiiungs-
koeffizient (max.) 2,8 · i0e
Wasserabsorptions-
fähigkeit (max.) 0,3 %
Feuchtigkeitsgehalt (max.)... 0,0 %
Gewöhnlich sind die Glasfasern in Form eines oder mehrerer Fäden vorgesehen, die jeweils aus mehreren
Strängen bestehen. Diese Fäden haben im allgemeinen einen Durchmesser von etwa 0,4 bis 0,6 mm. Die
Anzahl der verwendeten Fäden hängt von den Abmessungen des Reibkörper.', ab. Zur Erzielung der erforderlichen
Verstärkung verwendet man bei Reibkörpern, z. B. Kupplungsbelägen, mit größerem Durchmesser
eine größere Anzahl von Fäden als bei Körpern mit kleinerem Durchmesser.
Damit die Glasfasern wirksam zur Verstärkung des
Reibkörpers beitragen können, werden sie zunächst zum Schutz gegen eine Zerstörung oder Beschädigung
und zur Erlangung einer Oberfläche behandelt, die mit einem vulkanisierbaren Elastomer eine feste und
dauerhafte Bindung einzugehen vermag. Man kann dies dadurch erreichen, daß man die Glasfasern unmittelbar
nach ihrer Herstellung ein oder mehrere Male mit flüssigen Zurichtmitteln besprüht und später
die Stränge oder Fäden bei ihrer Herstellung gewöhnlich einfach durch Eintauchen der Fasern in einen Teil
einer Behandlungsflüssigkeit imprägniert, während die Faserstränge zur Verbesserung der Eindringung der
Imprägnierungsflüssigkeit gleichzeitig verformt werden. Eine Art der Behandlung von Glasfasern besteht
darin, daß man zunächst eine Oberflächenbehandlung vornimmt, um ein Haftmittel aufzubringen, das die
Bindung zwischen der Glasfaseroberfläche und dem schließlich verwendeten Elastomer verbessert, um die
imprägnieren.
Geeignete Haftmittel sind die Aminosilane, wie etwa Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan oder ein
gleichartiges Silan mit einer Carboxylgruppe in der an das Siliciumatom gebundenen organischen Gruppe
oder einer Amino- oder Carboxylgruppe in der Carboxylgruppe einer Wernerschen Komplexverbindung.
Diese können auf die Glasfaseroherflächen aufgebracht oder als ein Bestandteil in eine Zurichtverbindun»
eingebracht werden (vgl. z. B. die USA.-Patenlschrift
3 287 204).
Gemäß einer anderen Behandlung zur Verbesserung der Bindung eines Elastomers an die Glasfasern kann
man auf diese eine wäßrige Lösung des Magnesiumchlorids oder Zinkchlorids oder Magnesiumhydroxyds
oder Zinkhydroxyds aufbringen. Nach der Aufbringung in Form eines Chlorids wird die wäßrige Lösung auf
einen alkalischen pH-Wert eingestellt, um die Ablage-
ί0 rung auf den Glasfasern in Form des Hydroxyds zu
bewirken. Die Hydroxyde werden dann durch Hitzebehandlung in die entsprechenden Oxyde umgewandelt.
Die Glasfasern kann man auch zur Erzeugung einer starken Bindung mit einem vulkanisierbaren Elasto-
a5 mer mit einem Zurichtmittel behandeln, das als wesentlichen
Bestandteil das Reaktionsprodukt eines Imidazoline enthält, welches eine Fett^äurekette mit
mindestens fünf Kohlenstoffatomen und einem ungesättigtes
Polyesterharz in einem ungehärteten Zustand
3° enthält.
Nach der Behandlung der Glasfasern mit einem Haftmittel für ein Elastomer wird der Glasfaserstrang mit
einem vulkanisierbaren Elastomer imprägniert, das hinsichtlich seiner Vulkanisierbarkeit mit dem vulksni
sierbaren Elastomer verträglich ist, das zur Imprägnierung des Faserstoffbandes benutzt wird. Zu diesem
Zweck wird der Ghisfaserstrang oder der Glasfaserfaden
einfach von einer Vorratstrommel abgewickelt und eintauchend in ein elastomeres Imprägnierungsmittelbad
geführt. Anschließend wird der imprägnierte Strang durch eine Abstreifvorrichtung gezogen, die
die Imprägnierungsflüssigkeit in das Innere des Faserstranges hineinarbeitet und zugleich das überschüssige
Imprägnierungsmittel abstreicht.
Die Glasfaserstränge können mit dem gleichen vulkanisierbaren
Elastomer imprägniert werden, das a'ich im Bindemittel des Faserstoffbandes verwendet wir<l.
oder auch mit einem anderen Imprägnierungsmittel, vorausgesetzt allerdings, daß die beiden Elastomere
hinsichtlich ihrer Vulkanisierbarkeit verträglich sind und sich miteinander verbinden.
Das imprägnierte Faserstoffband, das eine Breite von i m oder mehr haben kann, wird fest auf einen
Dorn gewickelt. Der Durchmesser des Domes und die Menge des auf diesen gewickelten Faserstoffbandes
hängen vom Innendurchmesser und vom Außendurchmesser der gewünschten Reibkörper ab. Der
Reibkörper wird dann in Scheiben der gewünschten Dicke, z. B. 12,7 mm, geschnitten und die Scheiben
werden vom Dorn abgenommen und unter Hitze und Druck verfestigt.
Nach dem spiralförmigen Aufwickeln des Faserstoffbandes wird der so gebildete Ringkörper komprimiert
und unter Hitzeanwendung und Druck ver-
festigt. Beispielsweise kann man den Ringkörper fünf Minuten lang bei 160 C einem Druck in der Größenordnung
von 350 kg/cm2 aussetzen, um ihn zu verdichten und das Bindemittel teilweise zu härten.
Anschließend kann men den Ringkörper einige Stunden lang auf etwa 2000C erhitzen, um das wärmehärtende
Harz des Bindemittels in den im wesentlichen nicht schmelzbaren, unlöslichen Zustand zu bringen
und um die Elastomere im Bindemittel und in den Glasfasern zu vulkanisieren.
Anschließend kann man die so geschaffenen Reibkörper einer Oberflächenbearbeitung unterziehen, um
beispielsweise die Oberfläche auf die gewünschten Abmessungen zu schleifen. Die Nietlöcher 12 kann
man während des Formvorganges formen oder auch anschließend bohren.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 518/165
Claims (3)
1. Ringförmiger Reibkörper bestehend aus einem wickelten Glasfasern. Wegen dieser hohen Berstfestigspiralförmig
aufgewickelten Faserstoffband aus 5 keit kann dieser Reibkörper auch den Fliehkräften
metalldrahtverstärkter Asbest-, Baumwoll-, WoIl-, widerstehen, die bei Betriebsdrehzahlen von mehr als
Kunstseide-, Leinen-, Jute- oder aus diesen Fasern 80(XJ Umdrehungen pro Minute auftreten. Zur Übergemischten
Fäden, das mit einem aus einem wärme- tragung der hohen Festigkeit der Glasfasern auf das
härtenden Harz und einem vulkanisierbaren EIa- Faserstoffband dient die Beschichtung der glatten
stomer bestehenden Bindemittel imprägniert, aufge- io Oberflächen der Glasfasern mit einem Verankerungswickelt
und zur Verfestigung der Windungen auf- mittel. Gleichzeitig wird damit verhindert, daß zwieinandergepreßt
ist und bei dem nach einer Wärme- sehen dem Faserstoffband und den Glasfasern bei
behandlung das Bindemittel gehärtet und das den auftretenden hohen Fliehkräften und anderen
Elastomer vulkanisiert vorliegt, dadurch ge- Beanspruchungen relativ Bewegungen auftreten, die
kennzeichnet, daß das Faserstoffband (11) 15 zu einer Reibung an und zum Bruch der Glasfasern
Giasfaserstränge (18) enthält, die ausschließlich in führen könnten (deutsche Patentschrift 1 905 118).
Wickelrichtung verlaufen und in an sich bekannter Die Beschichtung der Oberflächen von Glasfasern Weise aus einzeln mit einem Haftmittel beschich- mit einem Verankerungsmittel ist im Stand der Technik teten Glasfasern bestehen. beschrieben (Kunststoffe, Bd. 57, Jahrgang 1967, S. 442)
Wickelrichtung verlaufen und in an sich bekannter Die Beschichtung der Oberflächen von Glasfasern Weise aus einzeln mit einem Haftmittel beschich- mit einem Verankerungsmittel ist im Stand der Technik teten Glasfasern bestehen. beschrieben (Kunststoffe, Bd. 57, Jahrgang 1967, S. 442)
2. Ringförmiger Reibkörper nach Anspruch 1, ao und wird dort als Auftragen eines Haftvermittlers auf
dadurch gekennzeichnet, daß das Faserstoffband die Oberfläche der Fasern von Glasseide bezeichnet.
(11) ein gewebtes Band ist, dessen in Längsrichtung Bekannt sind weiter noch aus faserverstärkten
verlaufende Kettfäden (15) die Glasfaserstränge Kunststoff teilen bestehende Trag- oder Antriebsflügel
(18) enthalten. für Flugzeuge, bei denen Faserstränge in der Haupt-
3. Ringförmiger Reibkörper nach Anspruch 2, "5 beanspruchungsrichtung im Kunststoff eingebettet
dadurch gekennzeichnet, daß die Kettfaden (15), sind (deutsche Patentschrift 1 045 810).
deren Kern die Glasfaserstränge (18) enthält, aus Ausgehend von dem genannten älteren Vorschlag
Asbestfasern bestehen. und dem erläuterten bekannten Stand der Technik
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit ein-
30 fachen fertigungstechnischen Maßnahmen einen Reib-
Die Erfindung betrifft einen ringförmigen Reib- körper mit trotzdem hoher Berstfestigkeit zu schaffen,
körper bestehend aus einem spiralförmig aufgewickel- Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß sich dieses
ten Faserstoffverband aus metalldrahtverstärkter As- Ziel bei einem Reibkörper der eingangs genannten
best-, Baumwoll-, WoIl-, Kunstseide-, Leinen-, Jute- Gattung gemäß der Erfindung dann erreichen läßt,
oder aus diesen Fasern gemischten Fäden, das mit 35 wenn das Faserstoffband Glasfaserstränge enthält, die
einem aus einem wärmehärtenden Harz und einem ausschließlich in Wickelrichtung verlaufen und in an
vulkanisierbaren Elastomer bestehenaen Bindemittel sich bekannter Weise aus einzelnen mit einem Haftimprägniert, aufgewickelt und zur Verfestigung der mittel beschichteten Glasfasern bestehen. Versuche
Windungen aufeinandergepreßt ist und bei dem nach haben gezeigt, daß dieses gemeinsame Wickeln des
einer Wärmebehandlung das Bindemittel gehärtet und 40 Faserstoffbandes und der Glasfaserstränge zu einer
das Elastomer vulkanisiert vorliegt. ausreichenden Übertragung der Festigkeit der Glas-Bekannt
ist eine .,ich aus mehreren scheibenförmigen faserstränge auf das Faserstoffband und damit auf
Teilen zusammensetzende Reibscheibe, wobei die Teile den gesamten Reibkörper führt. Das gemäß dem
jeweils aus einem spiralförmig aufgewickelten und mit älteren Vorschlag vorgesehene Längsfalten des Geeinem
Bindemittel imprägnierten BarA bestehen, wo- 45 webebandes und das Einlegen des Glaifaserbündels
bei diese Teile zu ihrer Vereinigung zusammengepreßt in G?:; eingezogenen Teil dieses Gewebebandes ist
und wärmebehandek sind. Einer der scheibenförmigen offensichtlich nicht unbedingt erforderlich. Damit ver-Teile
ist als Verstärkungsteil ausgebildet und enthält einfacht sich das Wickeln und damit das Herstellen
zur Verstärkung ein Glasfasergewebe, in das das des erfindungsgernäßen Reibkörpers,
imprägnierte Band dieses scheibenförmigen Teiles 5<> Gegenüber der bekannten sich aus mehreren scheihineingepreßt ist. Die Kettfaden dieses Glasfaser- benförmigen Teilen zusammensetzenden Reibscheibe gewebes bilden parallele, zwischen den Windungen des liegt der Vorteil darin, daß der erfindungsgemäße Faserstoffbandes verlaufende Glasfasern (USA.-Patent- Reibkörper trotz seiner einstückigen Ausführung die schrift 3 365 041). gewünschte hohe Berstfestigkeit erreicht, während bei Vorgeschlagen wurde auch schon ein Reibkörper der 55 der bekannten Reibscheibe zum Beispiel drei sehr im ersten Absatz dieser Beschreibung genannten Gat- schmale und damit empfindliche Ringkörper getrennt tung, bei dem das Faserstoffband längsgefaltet ist und hergestellt und zu der endgültigen Reibscheibe vereinen symmetrischen Querschnitt aufweist, dessen einigt werden müssen.
imprägnierte Band dieses scheibenförmigen Teiles 5<> Gegenüber der bekannten sich aus mehreren scheihineingepreßt ist. Die Kettfaden dieses Glasfaser- benförmigen Teilen zusammensetzenden Reibscheibe gewebes bilden parallele, zwischen den Windungen des liegt der Vorteil darin, daß der erfindungsgemäße Faserstoffbandes verlaufende Glasfasern (USA.-Patent- Reibkörper trotz seiner einstückigen Ausführung die schrift 3 365 041). gewünschte hohe Berstfestigkeit erreicht, während bei Vorgeschlagen wurde auch schon ein Reibkörper der 55 der bekannten Reibscheibe zum Beispiel drei sehr im ersten Absatz dieser Beschreibung genannten Gat- schmale und damit empfindliche Ringkörper getrennt tung, bei dem das Faserstoffband längsgefaltet ist und hergestellt und zu der endgültigen Reibscheibe vereinen symmetrischen Querschnitt aufweist, dessen einigt werden müssen.
vorspringender Teil in der Windung iadial außen liegt In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen,
und bei dem zwischen den Windungen im eingezogenen 6o daß das Faserstoffband ein gewebtes Band ist, dessen
Teil des Faserstoffbandes ein Bündel aus im wesent- in Längsrichtung verlaufende Kettfaden die Glasfaserlichen
parallelen fortlaufenden Glasfasern spiralförmig stränge enthalten.
mitaufgewickelt ist und bei dem die Oberflächen der Eine weitere Ausgestaltung sieht noch vor, daß die
Glasfasern zur Verbesserung ihrer Verbindung mit Kettfäden, deren Kern die Glasfaserstränge enthält,
einem vulkanisierbaren Elastomer mit einem Veranke- 65 aus Asbestfasern bestehen.
rungsmittel beschichtet sind und das Bündel gesondert Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausmit
einem Elastomer imprägniert ist. Dieser vorge- führungsformen wird die Erfindung ~\\n weiter beschlagene
Reibkörper eignet sich insbesondere als schrieben. In der Zeichnung ist
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