DE202018102865U1 - Electrotechnical device - Google Patents

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Abstract

Elektrotechnische Einrichtung, bestehend aus einem leitfähigen, metallischen Gehäuse zur Aufnahme von elektronischen Komponenten, wobei das Gehäuse mindestens eine Zugangsöffnung aufweist, welche durch eine Klappe, Tür, Kabeleinführungsabdeckung oder dergleichen Mittel verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dassmindestens eine der elektronischen Komponenten als Mess- und Messdatensendeeinrichtung ausgebildet ist, wobei die zu sendenden und/oder zu empfangenden Daten drahtlos übertragen werden,die Messdatensendeeinrichtung mit einer Erreger- und Einspeiseeinrichtung in Verbindung steht,und dass das Mittel zum Verschließen der Öffnung (5; 8) eine lösbare Abdeckung (6; 7) ist, welche einen Antennenstrahler (9) aufnimmt, der Bestandteil der Erreger- und Einspeiseeinrichtung ist.Electrotechnical device consisting of a conductive, metallic housing for accommodating electronic components, the housing having at least one access opening, which can be closed by a flap, door, cable entry cover or similar means, characterized in that at least one of the electronic components is used as measuring and Messdatensendeeinrichtung is formed, wherein the data to be transmitted and / or received data are transmitted wirelessly, the Meßdatensendeeinrichtung with a excitation and feed device is in communication, and that the means for closing the opening (5, 8) a detachable cover (6; ), which receives an antenna radiator (9), which is part of the excitation and feeding device.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrotechnische Einrichtung, bestehend aus einem leitfähigen metallischen Gehäuse zur Aufnahme von elektronischen Komponenten, wobei das Gehäuse mindestens eine Zugangsöffnung aufweist, welche durch eine Klappe, Tür, Kabeleinführungsabdeckung oder dergleichen Mittel verschließbar ist gemäß Anspruch 1.The invention relates to an electrotechnical device consisting of a conductive metallic housing for receiving electronic components, wherein the housing has at least one access opening, which can be closed by a flap, door, cable entry cover or the like means according to claim 1.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2016 002 294 U1 ist eine elektronische Vorrichtung mit einer Metallgehäusewand, die eine Grundplatte bildet, vorbekannt. Die Metallgehäusewand weist einen Schlitz auf, der ein Schlitzantennenresonanzelement für eine Hybridantenne bildet. Darüber hinaus ist ein Antennenresonanzelement für die Hybridantenne und eine abstimmbare Komponente zur Einstellung der Hybridantenne vorhanden. Bevorzugt kommt ein planares invertierendes F-Antennenresonanzelement als indirekte Einspeisestruktur für das Schlitzantennenresonanzelement zur Anwendung.From the German utility model DE 20 2016 002 294 U1 For example, an electronic device with a metal housing wall forming a base plate is previously known. The metal case wall has a slot forming a slot antenna resonating element for a hybrid antenna. In addition, there is an antenna resonating element for the hybrid antenna and a tunable component for adjusting the hybrid antenna. Preferably, a planar inverting F antenna resonant element is used as the indirect feed structure for the slot antenna resonant element.

Bei den elektronischen Vorrichtungen gemäß DE 20 2016 002 294 U1 handelt es sich um tragbare Computer und Mobiltelefone, welche in der Lage sind, drahtlos, zum Beispiel über eine Bluetooth-Schnittstelle mit anderen tragbaren Geräten zu kommunizieren. Die Unterbringung hierfür notwendiger Antennen muss die hohe Packungs- und Bauelementdichte im entsprechenden Mobiltelefon berücksichtigen und darüber hinaus sicherstellen, dass durch derartige Schlitzantennen das Eindringen von Staub, Feuchtigkeit oder dergleichen wirksam verhindert wird.In the electronic devices according to DE 20 2016 002 294 U1 These are portable computers and mobile phones that are capable of communicating wirelessly with other portable devices, for example via a Bluetooth interface. The accommodation of antennas necessary for this must take into account the high packing and device density in the corresponding mobile phone and, moreover, ensure that the penetration of dust, moisture or the like is effectively prevented by such slot antennas.

Bei der elektronischen Vorrichtung, ausgebildet als Mobiltelefon gemäß DE 20 2016 006 358 U1 , wird wiederum von einem metallischen Gehäuse ausgegangen. Eine Nicht-Millimeterwellenantenne weist einen dielektrischen Spalt auf, welcher leitende Nicht-Millimeterwellenantennenstrukturen voneinander trennt, wobei der dielektrische Spalt der Nicht-Millimeterwellenantenne ein Fenster für eine Millimeterwellenantenne bildet. Die Millimeterwellenantenne ist innerhalb des Gehäuses montiert und empfängt hochfrequente Signale durch das vorerwähnte Antennenfenster. Das Antennenfenster stellt sich als kunststoffgefüllte Öffnung im Metallgehäuse dar.In the electronic device, designed as a mobile phone according to DE 20 2016 006 358 U1 , is again assumed by a metallic housing. A non-millimeter-wave antenna has a dielectric gap that separates non-millimeter-wave conductive antenna structures, with the dielectric gap of the non-millimeter-wave antenna forming a window for a millimeter-wave antenna. The millimeter wave antenna is mounted within the housing and receives high frequency signals through the aforementioned antenna window. The antenna window presents itself as a plastic-filled opening in the metal housing.

Die DE 10 2013 114 205 A1 offenbart eine Schlitzantenne und deren Verwendung in einer Informationssendevorrichtung. Die Informationssendevorrichtung ist ein tragbarer Computer oder aber auch ein Mobiltelefon. Die vorgestellte Schlitzantenne weist wenigstens einen Schlitz auf, welcher an einer Ecke und einem Rand des leitfähigen Gehäuses ausgebildet ist. Der Schlitz kann auch an zwei oder mehr Seiten ausgebildet werden, welche die Seiten und die Unterseite an der Ecke und dem Rand des leitfähigen Gehäuses aufweisen.The DE 10 2013 114 205 A1 discloses a slot antenna and its use in an information transmitting device. The information sending device is a portable computer or a mobile phone. The proposed slot antenna has at least one slot which is formed at a corner and an edge of the conductive housing. The slot may also be formed on two or more sides having the sides and bottom at the corner and edge of the conductive housing.

Zur Überwachung des Energieverbrauches aber auch im Bereich der Energiegewinnung durch photovoltaische Einrichtungen muss zunehmend eine aktuelle Erfassung von Verbrauchs- oder Erzeugungsdaten möglich werden. Diesbezüglich kommen sogenannte Smart-Meter zum Einsatz, welche beispielsweise über den Tagesverlauf den Energieverbrauch bewerten oder aber Daten dahingehend liefern, welche erzeugte Energiemenge durch eine Photovoltaikanlage bereitsteht, um gezielt Verbraucher einzuschalten oder auch vom Netz zu trennen. Eine Übertragung dieser Daten erfolgt drahtlos zu einer Leiteinheit, welche dann in der Lage ist, die vorerwähnten, kurz umrissenen Steuerungsaufgaben zu lösen.To monitor the energy consumption but also in the field of energy production by photovoltaic devices, an up-to-date collection of consumption or generation data must be increasingly possible. In this regard, so-called smart meters are used, which evaluate the energy consumption over the course of the day, for example, or provide data on the amount of energy generated by a photovoltaic system in order to selectively switch consumers on or to disconnect them from the grid. A transmission of this data is wireless to a guidance unit, which is then able to solve the aforementioned, briefly outlined control tasks.

Üblicherweise kommen Smart-Meter in Zählerkästen zum Einsatz, wobei die Problematik besteht, dass derartige schrankartige Gehäuse zur Aufnahme elektrotechnischer Komponenten aus einem metallischen, leitfähigen Material bestehen. Ein solches metallisches Gehäuse schirmt gegen hochfrequente Strahlung ab, so dass bisher die Notwendigkeit bestand, außerhalb des Gehäuses diskrete Sendeeinrichtungen bzw. entsprechende Antennen zur drahtlosen Datenübertragung vorzusehen.Usually smart meters are used in meter boxes, the problem is that such cabinet-like housing for receiving electrical components made of a metallic, conductive material. Such a metallic housing shields against high-frequency radiation, so that up to now it was necessary to provide discrete transmission devices or corresponding antennas for wireless data transmission outside the housing.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte elektrotechnische Einrichtung, bestehend aus einem metallischen Gehäuse zur Aufnahme von elektronischen Komponenten anzugeben, welche derart modifiziert ist, dass ohne zusätzlichen Aufwand Daten, die zum Beispiel von einem Smart-Meter geliefert werden, drahtlos an die Umgebung, beispielsweise zu einer Leitzentrale, übertragen werden können.From the foregoing, it is therefore an object of the invention to provide a further developed electrical device consisting of a metallic housing for receiving electronic components, which is modified such that without additional effort data that are supplied, for example, from a smart meter, wirelessly can be transmitted to the environment, for example to a control center.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit der Lehre gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1 oder 6, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The object of the invention is achieved with the teaching according to the feature combination according to claim 1 or 6, wherein the dependent claims represent at least expedient refinements and developments.

Erfindungsgemäß ist mindestens eine der elektronischen Komponenten als Mess- und Messdatensendeeinrichtung, z.B. als Smart-Meter-Gateway ausgebildet und befindet sich innerhalb des metallischen Gehäuses.According to the invention, at least one of the electronic components is used as a measuring and measuring data transmitting device, e.g. designed as a smart meter gateway and is located within the metallic housing.

Die zu sendenden aber auch zu empfangenden Daten werden drahtlos übertragen.The data to be sent but also to be received are transmitted wirelessly.

Die Messdatensendeeinrichtung steht diesbezüglich mit einer Erreger- und Einspeiseeinrichtung in Verbindung.The measuring data transmitting device is in this connection with an excitation and feeding device in connection.

Eine in der Wandung des Gehäuses vorgesehene Öffnung, welche eine lösbare Abdeckung aufweist, wird erfindungsgemäß zur Aufnahme einer Erreger- und Einspeiseeinrichtung ertüchtigt. A provided in the wall of the housing opening, which has a detachable cover, according to the invention for receiving an excitation and feeding device upgraded.

Die Erreger- und Einspeiseeinrichtung wird dann bevorzugt abdeckungsinnenseitig im Bereich der Öffnung angeordnet.The excitation and feeding device is then preferably arranged inside the cover in the region of the opening.

Mithin entsteht im Abdeckungsbereich ein Antennenstrahler, der in an sich bekannter Weise erregt werden kann.Thus arises in the coverage area an antenna radiator, which can be excited in a conventional manner.

Mit dem Aufsetzen der Abdeckung in die Öffnung des Gehäuses ist von außen die gewünschte Wirkung als Strahler nicht erkennbar.By placing the cover in the opening of the housing from the outside, the desired effect as a radiator is not visible.

Bevorzugt sind abgedeckte bzw. abdeckbare Öffnungen im Bereich einer Seitenwandung und/oder einer Klappe oder Tür des Gehäuses ausgebildet.Covered or coverable openings are preferably formed in the region of a side wall and / or a flap or door of the housing.

So kann zum Zweck des Nachrüstens eine öffnungsfreie Tür durch eine Tür mit Öffnung ersetzt und mithin das Gehäuse aufgerüstet werden.Thus, for the purpose of retrofitting an open-door can be replaced by a door with opening and thus the housing to be upgraded.

Das Gehäuse ist bevorzugt als Schaltschrank, Zählerschrank oder Hausanschlusskasten oder dergleichen schrankähnliches Gebilde ausgeführt.The housing is preferably designed as a cabinet, meter cabinet or house connection box or similar cabinet-like structure.

Die Erreger- und Einspeiseeinrichtung kann als Leiterplatte mit entsprechender Erregerstruktur realisiert und mit der Abdeckung verbunden aber auch durch Umspritzen oder Eingießen mit einem typischen Kunststoffmaterial für Abdeckungen umgesetzt werden.The excitation and feeding device can be realized as a printed circuit board with a corresponding excitation structure and connected to the cover but can also be implemented by encapsulation or pouring with a typical plastic material for covers.

Die Erreger- und Einspeiseeinrichtung bzw. die Antenne kann klemmend, klebend aber auch rastend mit der Abdeckung verbunden oder mit dieser einstückig ausgebildet werden.The excitation and feeding device or the antenna can be connected by clamping, adhesive but also latching with the cover or formed integrally with this.

Bei der Abdeckung kann es sich um eine typische abnehmbare Platte zum Einführen von Anschlusskabeln oder dergleichen in ein Schaltschrankgehäuse handeln. Derartige Abdeckungen sind üblicherweise einrastend mit einer entsprechenden Ausnehmung in der Gehäusewandung verbunden. In vielen Fällen sind Normgehäuse mit mehreren Abdeckungen versehen, um je nach Erfordernissen vor Ort entsprechende Kabelein- und Kabelausführungen umsetzen zu können.The cover may be a typical removable plate for inserting connection cables or the like into a cabinet housing. Such covers are usually latchingly connected to a corresponding recess in the housing wall. In many cases, standard housings are provided with multiple covers to implement appropriate Kabelein- and cable designs depending on the requirements locally.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, eine an sich bereits vorgesehene und vorhandene Abdeckung so zu ertüchtigen, dass diese einen Antennenstrahler aufnimmt, der mit dem bereits erwähnten Smart-Meter-Gateway in Verbindung steht. Der vorzugsweise als kupferkaschierte und strukturierte Leiterplatte ausgebildete Strahler kann durch Einclipsen bevorzugt mit der Unterseite, das heißt der zum Gehäuseinneren weisenden Oberfläche der Abdeckung verbunden werden.A basic idea of the invention therefore consists in making an already provided and existing cover suitable for picking up an antenna emitter which is connected to the already mentioned smart meter gateway. The radiator, which is preferably designed as a copper-clad and structured printed circuit board, can be connected by clipping, preferably with the underside, that is to say the surface of the cover facing the interior of the housing.

Alternativ besteht die Möglichkeit, eine Antennenstrahlerstruktur mit dem Material der Abdeckung, zum Beispiel einem Kunststoffmaterial zu umspritzen, so dass ein entsprechendes einstückiges Bauteil entsteht. Dieses Bauteil kann dann wiederum bevorzugt zur Innenseite des Gehäuses gerichtet eine Anschlussbuchse oder einen Anschlussstecker zur Realisierung der hochfrequenzseitigen Verbindung besitzen.Alternatively, it is possible to encase an antenna radiator structure with the material of the cover, for example a plastic material, so that a corresponding one-piece component is formed. This component can in turn preferably directed to the inside of the housing have a connection socket or a connector for realizing the high-frequency side connection.

Unter Nutzung der erfindungsgemäßen Idee können also Standardgehäuse mit Standardabdeckungen für den Fall des Einsatzes zum drahtlosen Informationsaustausch ertüchtigt werden.Thus, using the idea of the invention, standard enclosures with standard covers can be upgraded for the wireless information exchange case.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment and with the aid of figures.

Hierbei zeigen:

  • 1 eine perspektivische Darstellung eines typischen Schaltschrankes mit einem im Inneren befindlichen Smart-Meter-Gateway sowie einer modifizierten Abdeckung, welche einen Antennenstrahler aufnimmt, wobei die Abdeckung eine Öffnung an der Unterseite des Gehäuses verschließt;
  • 2 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 1, jedoch mit einer Abdeckung an der Oberseite eines Gehäuses, die durch einen Leiterplattenstrahler ertüchtigt ist, und zwar mit angedeuteten Anschlusssteckern oder Anschlussbuchsen zur hochfrequenzseitigen Verbindung des Antennenstrahlers mit dem Smart-Meter-Gateway.
Hereby show:
  • 1 a perspective view of a typical cabinet with an inside smart meter gateway and a modified cover which receives an antenna radiator, the cover closes an opening at the bottom of the housing;
  • 2 a representation similar to that after 1 but with a cover at the top of a housing, which is reinforced by a PCB radiator, with indicated connector plugs or sockets for high-frequency side connection of the antenna radiator with the smart meter gateway.

Die 1 und 2 gehen von der beispielhaften Darstellung eines typischen metallischen Schaltschrankes aus, der ein Grundgehäuse 1 sowie schwenkbar gelagerte Türen 2 aufweist.The 1 and 2 Starting from the exemplary representation of a typical metallic control cabinet, which is a basic housing 1 and pivotally mounted doors 2 having.

Bei einem derartigen Standard-Schaltschrank sind sowohl auf der Oberseite verschließbare Öffnungen 3 und 4 als auch mindestens eine derartige Öffnung 5 an der Unterseite vorhanden.In such a standard cabinet both closable on the top openings 3 and 4 as well as at least one such opening 5 on the underside.

Die Öffnungen sind beispielsweise durch ausbrechbare gestanzte Abschnitte gebildet oder weisen wie in den 1 und 2 gezeigt jeweils eine Abdeckung 6 aus einem Kunststoffmaterial auf.The openings are formed, for example, by breakable punched sections or have as in the 1 and 2 each shown a cover 6 made of a plastic material.

Wenn zum Beispiel die untere Abdeckung 6 bzw. gemäß 2 die obere Abdeckung 7 entfernt wird, ist ein Zugang zur entsprechenden Öffnung 5 bzw. 8 im Gehäusegrundkörper 1 geschaffen.If, for example, the bottom cover 6 or according to 2 the top cover 7 is removed is an access to the corresponding opening 5 or 8 in the housing body 1 created.

Diese Zugänge werden üblicherweise genutzt, um elektrische Anschlüsse in das Gehäuse ein- bzw. auszuführen. These approaches are commonly used to turn electrical connections into or out of the housing.

Die erfindungsgemäße Lösung geht nun davon aus, die jeweilige Abdeckung 6 bzw. 7 so zu ertüchtigen, dass selbige eine Leiterplatte 9 mit einer nicht gezeigten Antennenstrahlerstruktur aufnimmt.The solution according to the invention now assumes the respective cover 6 respectively. 7 to make it so that the same one PCB 9 receives with an antenna radiator structure, not shown.

Die Leiterplatte 9 kann zum Beispiel mit der Innenseite der Abdeckung 6 oder 7 klebend, das heißt stoffschlüssig aber auch form- oder kraftschlüssig verbunden werden.The circuit board 9 can, for example, with the inside of the cover 6 or 7 adhesive, that is cohesively but also positively or non-positively connected.

Alternativ besteht die Möglichkeit, die Leiterplatte mit Strahler zu Umspritzen und insofern eine Abdeckung zu gestalten, die unmittelbar durch Stoffschluss oder Kraftschluss aber auch durch Formschluss mit der entsprechenden Ausnehmung 5 oder 8 im Gehäuse 1 verbindbar ist.Alternatively, it is possible to encase the circuit board with spotlights and thus to make a cover, the immediate by material bond or adhesion, but also by positive engagement with the corresponding recess 5 or 8th in the case 1 is connectable.

Zumindest ein Stecker oder eine Buchse 10 dient dem Anschluss eines Verbindungskabels, insbesondere eines Koaxialkabels, mit dem Ausgang bzw. der Ausgangsbuchse 11 eines im Inneren des Gehäuses angeordneten Smart-Meter-Gateways 12.At least a plug or a socket 10 is used to connect a connection cable, in particular a coaxial cable, to the output or the output socket 11 a smart meter gateway located inside the housing 12 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202016002294 U1 [0002, 0003]DE 202016002294 U1 [0002, 0003]
  • DE 202016006358 U1 [0004]DE 202016006358 U1 [0004]
  • DE 102013114205 A1 [0005]DE 102013114205 A1 [0005]

Claims (7)

Elektrotechnische Einrichtung, bestehend aus einem leitfähigen, metallischen Gehäuse zur Aufnahme von elektronischen Komponenten, wobei das Gehäuse mindestens eine Zugangsöffnung aufweist, welche durch eine Klappe, Tür, Kabeleinführungsabdeckung oder dergleichen Mittel verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der elektronischen Komponenten als Mess- und Messdatensendeeinrichtung ausgebildet ist, wobei die zu sendenden und/oder zu empfangenden Daten drahtlos übertragen werden, die Messdatensendeeinrichtung mit einer Erreger- und Einspeiseeinrichtung in Verbindung steht, und dass das Mittel zum Verschließen der Öffnung (5; 8) eine lösbare Abdeckung (6; 7) ist, welche einen Antennenstrahler (9) aufnimmt, der Bestandteil der Erreger- und Einspeiseeinrichtung ist.Electrotechnical device consisting of a conductive, metallic housing for accommodating electronic components, the housing having at least one access opening which can be closed by a flap, door, cable entry cover or similar means, characterized in that at least one of the electronic components is used as measuring and measuring data transmitting device is formed, wherein the data to be transmitted and / or received are transmitted wirelessly, the measuring data transmitting device is connected to a excitation and feeding device, and in that the means for closing the opening (5, 8) comprises a detachable cover (6; 7), which receives an antenna radiator (9), which is part of the excitation and feeding device. Elektrotechnische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugangsöffnung im Bereich der Klappe oder Tür und/oder von Seitenwänden des Gehäuses ausgebildet ist.Electrotechnical device according to Claim 1 , characterized in that the access opening is formed in the region of the flap or door and / or side walls of the housing. Elektrotechnische Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse als Schaltschrank, Zählerschrank, Hausanschlusskasten oder dergleichen Schrankgebilde ausgeführt ist.Electrotechnical device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing is designed as a control cabinet, meter cabinet, house connection box or the like cabinet structure. Elektrotechnische Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erreger- und Einspeiseeinrichtung als Leiterplatte (9) mit Erregerstruktur ausgeführt ist, welche mit der zum Gehäuseinneren weisenden Seite der Abdeckung (6; 7) verbunden ist.Electrotechnical device according to one of the preceding claims, characterized in that the excitation and feeding device is designed as a printed circuit board (9) with exciter structure, which is connected to the inside of the housing facing side of the cover (6; 7). Elektrotechnische Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erreger- und Einspeiseeinrichtung klemmend, klebend oder durch Umspritzen an der Abdeckung (6; 7) fixiert oder mit dieser verbunden ist.Electrotechnical device according to one of the preceding claims, characterized in that the excitation and feeding device is clamped, adhesive or by encapsulation on the cover (6; 7) fixed or connected thereto. Abdeckung für einen Wartungszugang oder eine Kabeleinführung für einen Schaltschrank, Zählerschrank, Hausanschlusskasten oder dergleichen Schrankgebilde, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Antennenstrahler (9) aufnimmt oder einen solchen Antennenstrahler (9) aufweist.Cover for a maintenance access or a cable entry for a control cabinet, meter cabinet, house connection box or similar cabinet structure, characterized in that it receives an antenna radiator (9) or has such an antenna radiator (9). Abdeckung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einem dielektrischen, nicht leitfähigen, insbesondere Kunststoffmaterial besteht.Cover after Claim 6 , characterized in that it consists of a dielectric, non-conductive, in particular plastic material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019211547A1 (en) * 2019-08-01 2021-02-04 Robert Bosch Gmbh Control unit with antenna

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