DE2139346A1 - Gangschaltvorrichtung. zusatz zu 2124624 - Google Patents

Gangschaltvorrichtung. zusatz zu 2124624

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DE2139346A1
DE2139346A1 DE2139346A DE2139346A DE2139346A1 DE 2139346 A1 DE2139346 A1 DE 2139346A1 DE 2139346 A DE2139346 A DE 2139346A DE 2139346 A DE2139346 A DE 2139346A DE 2139346 A1 DE2139346 A1 DE 2139346A1
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    • Y10T74/19433—Fluid operated

Description

R. 444
20.7-1971 Vo/Wu
Anlage zur
Patent- -·
-nceldung
ROBERT BOSCH GMBH, StuttRar-t
GanKschaltvorrichtune;
Die Erfindung betrifft eine durch Druckmittel betätigbare Gangschaltvorrichtung; für ein Kraftfahx&eußV/echselgetridbe rait einem in einer Beweguiigseben© arbeitenden öanggassenwählmotor und einem in einer zur ersten Ebene senkrechten Ebene arbeitenden Gangbetätigungsmotor, wobei der Ganggasse&wahXsaotor eiä an siohbekannter Druckmittolmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben ist, bei dem die Bruckmittelsuflüss© eu den
auf beiden Seiten des Arbeitskolbona gelegenen Räuzntn von einem durch den Druckmittelstrom 3felbst betätigten Ventil steuerbar sind, und mib Druckmittelsuflüssen, die vom Arbeitskolben v.
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R. 444 VoAfu
steuerbar sind und durch je ein elektromagnetisch betätigtes Ventil einzeln mit dem Rücklauf zum Tank verbindbar sind, und der Gangbetätigungsmotor ein Druckmittelmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben ist, der zwei jeweils links und rechts von einer mittleren NeutralstelXung liegende
Arbeitsstelltmgen hat, nach Patent (Patentanmeldung
P 21 24-.624.2).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gangschaltvorrichtung der ^ eingangs erwähnten Art zu schaffen, die besonders vorteilhaft derart weitergebildet ist, daß damit sehr schonend sowohl nichb synchronisierte wie mechanisch synchronisierte und auch elektronisch synchronisierte Getriebe geschaltet werden.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der als an sich bekannter Druckmittelmotor ausgebildete Gangbetätigüngsmotor Druckmittelabflüsse hat, die vom Arbeitskolben steuerbar und durch je ein gesondert betätigtes Ventil einzeln mit dem Rücklauf verbindbar sind, daß die Druckmittelzuläufe zu den beiden Seiten des Arbeitskölbens von einem durch den Druckmittelstrom selbst betätigtes Ventil steuerbar sind, und daß dem Ventil ein über einen Druckregler vorgesteuerter, als Druckregel-) ventil ausgebildeter Anpassungsschieber vorgeschaltet X3t, der den Arbeitsdruck bis zu einem der gewählten. Ganggasse entsprechenden Grenzwert ansteigen läßt, sobald der Arbeitskolben des Gangbebätigusigsmotors auf* einen Widerstand stößt.
Durch diese vorteilhafte Weiterbildung wird die Gangschaltvor-* richtung nach dem Patent ...".* (Patentanmeldung P 2i 24 624.2)
in die Lage versetzt die Gänge in einer schonenden Art BU betätigen, wie sie sonst nur von einer sehr geübten Bedienungeperson eingelegt werden könne.
Woifcore vorteilhafte Am;bLldunyen den Gogenafcandofi der ergeben sich auu den Ui-A mαηα^ν'ύοϊαπίι tl«r Beschr-ri Innig aisd
3 0 9 0 07/05-0 E) -3
E. A44VO/WU
Zeichnung.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel und in
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gangschaltvorrichtung.
In der Zeichnung und in der nun folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugsziffern wie in der Beschreibung des Häuptpatenta verwendet.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Gangschaltvorrichtung wird al3 Druckenergiequelle eine von einem nicht gezeichneten Motor angetriebene Hydraulikpumpe 1 verwendet. An Ihrem Ausgang ist ein Druckbegrenzungsventil 2 und zum Ausgleich von Druckschwankungen und als Hilfskraftquelle ein Druckspeicher 3 angeordnet. Das Druckmittel saugt die fumpe 1 aus einem Vorratstank 4 an.
Von der Pumpe 1 geht eine Druckmittelleitung 5 zum Ganggassenwählmotor, außerdem zweigt eine zweite Druckmittelleitung 6 ab.
Der Gangga3senwählmotor 7 ist ein Druckmittelmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben 9» der an einer beidseitig geführten Kolbenstange 91 im Arbeitszylinder 10 geführt ist. Nahe den Stirnseiten des Arbeitszylindors sind an diesem zwei Druckniittelzuflüsse 11, 12 angeordnet, die über ein durch den Druckmittel strom selbst betätigtes Ventil 13 ,jeweils mit der Uruckiai tt el leitung 5 verbindbar sind. Es kann hier beispielsweise ein in der DT OG 1 81^ 91'; beschriebenes Wegeventil verwendet worden, da:; "den Druckmittel ε t rom jeweils auf die Seite de3 Arbeite öl benu steuert, auf der sich ein Druck aufbauen kann.
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Robert Bosch GmbH R. 444 Vo/Wu
Stuttgart
Außerdem sind am Arbeitszylinder 10 noch vier Druckmittelabilüsse 14, 15» 16, 17 vorgesehen, die jeder von dem Arbeits-Ifcolben 9 steuerbar über ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 18, 19, 20, 21 mit dem Rücklauf zum Tank verbindbar sind.
■Die Kolbenstange 9', die mit dem einen aus dem Arbeitszylinder 10 heraus ragenden Ende in Bohrungen 22', 23', 24', -25' von um 'die Achse der Kolbenstange drehbaren Schaltfingern 22, 231 24, 25 gelagert ist, ist über zwei, mindestens aber einen Mitneh- * mer 26 jeweils mit einem Schaltfinger 22, 23, 24^ 25 drehfest verbindbar. Der Mitnehmer 26 ist beispielsweise nach dem Nut-Feder-Prinzip aufgebaut.
Über eine axiale Verschiebungen zulassende Mitnehmerverbindung^, hier über die Keilwellenverzahnung 27, ist die Kolbenstange 9' mit einem Drehhebel 28 drehfest gekoppelt, der seinerseits durch den Gangbetätigungsmotor 8 ebenfalls um die Achse der Kolbenstange 91 geschwenkt werden kann.
Jeder Schaltfinger 22, 23-, 24, 2^ ist durch eine Schalt- oder Koppelstange mit' einer der eingangs beschriebenen Schaltgabeln verbunden, die wiederum eine Schaltmuffe eines Kraftfahrzeuggetriebes umfaßt.
Der Gangbetätigungsmotor 8 hat auch einen doppelseitig beaufschlagbaren Arbeitskolben 29, der von einer beidseitig geführten Kolbenstange 29* in einem Arbeitszylinder 30 dicht und gleitend geführt ist. Zwei nahe den Stirnflüchen des Arbeitszylinders 30 angeordnete Druckmittelzuflüsse 31, 32 sind über ein dem Ventil 13 entsprechendes Ventil 33, welchem ein über einen Druckregler 201 vorgesteuerter, als Druckregelventil ausgebildeter AnpasEungsschieber 200 vorgeschaltet ist, mit der Druckmittelleitung 6 verbunden. Drei vom Arbeitskolben 29 steuerbare Druckmittelabflüsse 34, 35> 36 des Arbeitszylinders 30 sind über je
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Robert Bosch GmbH R ^47, Vo/Vu
Stuttgart *' 4^" Vo/Wu
ein gesondert elektromagnetisch betätigtes Ventil 37? 38, 39 mit dem Rücklauf verbindbar. Der Anpassungsschieber 200 hat einen in einer Schieberbohrung 202 gleitenden Steuerschieber 203· Dieser hat eine ringnutartige Ausnehmung, Welche zusammen mit der Innenwand der-Schieberbohrung 202 einen Steuerraum 204 bildet, dessen eine axiale Begrenzungswand, in Fig. die linke, eis.e Steuerfläche 205 bildet.
In eine erste ringnutartige Erweiterung der Schieberbohrung 202, die den Eingang 206 des Anpassungsschiebers darstellt, mündet die Druckini t teil ei tung 6. Eine zweite ringnutartige Erweiterung, v;elche den Ausgang 207 bildet, ist über eine Druckmittelleitung 6" mit dem Ventil 33 verbunden.
Über eine im Steuerschieber 203* angeordnete Bohrung 208 iÜTfc *d£r Steuerrauin 204 mit dem vor der Stirnfläche 209, welche der Steuerfläche 205 zugewandt ist, liegenden Raum verbunden. Auf die andere, der Steuerfläche 205 abgewandte, in Fig. 1 rechte Stirnfläche 210 des Steuerschiebers 203 wirkt ein als Stellkolben 211 ausgebildeter Stellantrieb. Der Stellkolben 211 wird von einem Steuerdruck beaufschlagt, welcher von einer in gleicher Richtung wirkenden Vorspannfeder 212 unterstützt ist. Der vor der beaufschlagten Stirnfläche des Stellkolbens liegende Raum ist mit dem Ausgang 213 des Druckreglers 201 verbunden. Der zwischen dem Stellkolben 211 und dem Steuerschieber 203 liegende Raum ist mit der Atmosphäre verbunden; er ist drucklos.
Der Druckregler 201 hat einen in einer Schieberbohrung 214 gleitenden Steuerschieber 215, an dem eine ringnutartige Ausnehmung einen Steuerrauin 216 bildet.
In oin© erste ringnufcarti^e Erweiterung der Schieberbohrung 214, die den Eingang 217 des Druckreglers 201 bildet, mündet eine mit der Druckmittelloitung 6 verbundene Druckmittelleitung 6 s«, Eine
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zweite, mittlere Erweiterung bildet den Ausgang 213 des Druckreglers 201. Eine dritte Erweiterung 218 ist mit dein Rücklauf zum Tank 4 verbunden.
Die außerhalb des Steuerraumes 216 liegende, dem Eingang 217 zugewandte -Stirnfläche 219 des Steuerschiebers 215 ist über eine im Steuerschieber angeordnete Bohrung 220 mit dem Steuerraum 216 verbunden. Die andere, außerhalb des Steuerraums lie- W gende, dem Rücklaufanschluß zum Tank 4 zugewandte Stirnfläche 221 schlägt gegen einen von einem elektromagnetischen Stellmotor 222 verschiebbaren Anschlag 223 an.
Die Kolbenstange 29' hat an ihrem einen aus dem Arbeitszylinder herausragenden Ende eine Ausnehmung 40, in die das kugelähnlich ausgebildete Ende des Drehhebels 28 eingreift.
Am Ende der Kolbenstange 9» 29' de3 Ganggassenwählmotors 7 des Gangbetätigungsraotörs B ist jeweils eine Befestigungsvorrichtung 9", 29" angeordnet, an der im Störungsfall eine Handhabe für die manuelle Betätigung der Motoren angebracht - werden kann. Die Befestigungsvorrichtung besteht aus angefrästen Schlüsselflächen, die mit einer Bohrung versehen sind.
Die Virkungsweipe der beschriebenen Gaageeheltvorrichtung ist folgende: ·
Gibt der Fahrer eines Kraftfahrzeuges dem zur Gangschaltvorrichtung gehörigen elektronischen Steuergerät den Befehl, einon bestimmten Gang einzulegen, ao veranlaßt dieses in aufeinander abgostir.-nter Zeitfolge die zum Gangschalten notwendigen Arbeitsgänge: Auskuppeln, Herausnehmen des eingeschalteten Ganges, Väh-
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Stuttgart
len des neueinzulegenden Ganges, elektronisches Synchronisieren und Einlegen des Ganges und darauf wieder Einkuppeln.
Das Wahlen und Einlegen des Ganges, d. h. der eigentliche Getriebeschaltvorgang wird von der erfindungsgemäßen Gangschaltvorrichtung ausgeführt.
Das elektronische Steuergerät erzeugt dazu einen elektrischen Steuerstrom, der eines der stroir.los geschlossenen, elektromagnetisch betätigten Ventile 18, 19, 20 oder 21 -'hier z. E. 19 und damit den Druckinittelabfluß 15 - öffnet. Da der links von Arbeitskolben 9 gelegene Raum im Arbeitszylinder 10 dann zum Rücklauf entlastet ist, steuert das Ventil 13 den von der Pumpe 1 kommenden Druckmittelstrom über den Druckmittelzufluß .12 in den rechts von Arbeitskolben 9 gelegenen Raum, so daß sich der Arbeitskolben nach links bewegt. Bereits kui'Z bevor er den geöffneten Druckmittelabfluß 15 erreicht, wird der Arbeitskolben 9 durch den sich rasch .aufbauenden Gegendruck abgebremst·, bis er schließlich den Abfluß 15 zusteuert und dort verharrt» Durch den sich- nun in beiden - links und rechts vom Arbeitskolben 9 gelegenen Räumen aufbauenden Druck wird das Ventil 15 wieder"in seine Neutralstellung zurückgebracht, so daß beide Seiten des Arbeitakolbens gleich mit Druck beaufschlagt werden.
Über den Mitnehmer 26 ist die Kolbenstange 9' jetzt drehfest mit dem Schaltfinger 23 verbunden.
!lach Poendigung dieses Vorganges gibt das elektronische Steuergerät d'ic. G:jngbetätigU3igs7r:otor den Befehl, den Gang einzulegen. Dazu wird eineo der Ventile 37 oder 39 geöffnet. Da der vor der Stirnfläche 209 des Steuerschiebers 203 in Anpassungsschieber 200 liegende Kbum dann nicht mehr mit einem Druck beaufschlagt ist, wird der ßtouerschiober vom Stellkolben 211, unterstützt von der Vornpannfeder 212 r.o weit nach links geschoben, wie es
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Robert Bosch GmbH « ζμμ^ Vo/]/hl
Stuttgart K* ^4 vo/wu
der am Druckz'egler 201 vom elektromagnetischen Stellmotor 222 eingestellte, auf den Stellkolben 211 des Anpassungsschiebers wirkende Steuerdruck erlaubt:
Damit beginnt der Gangbetätigungsmotor 8 zu arbeiten. Seine Wirkungsweise^entspricht sinngemäß der beim Ganggassenwähliaotor beschriebenen. Der Arbeitokolben 29 schwenkt dabei den Drehhebel 28 und über die als Drehwelle wirkende Kolbenstange ψ 9' den Schaltfinger 23, der wiederum letztlich die Getriebeschal tnmife betätigt.
Da der, wie oben beschrieben, am Druckregler 201 eingestellte Druck anliegt, durchfährt der Gangbetätigüngsmotor 8 den Leerweg-schnell bis zum .Anlegen der Synchronisiermuffe. Dabei fällt der Druck in der Drucknittelleitung 6" stark ab»
Sobald die Synchronisiermuffe angelegt ist, d. Ii. wenn der Arbeitskolben 29 auf einen Widerstand gestoßen ist, steigt der Druck in der Druckinittelleitung 6" kraftvoll an, ohne daß ein Schaltweg zurückgelegt wird. Über die Bohrung 208 wirkt dieser . im Steuerraum 20·'+ des Anpassung^Schiebers hez-rschende erhöhte" Druck auch auf die Stirnfläche 209 des Steuerschiebers 203 und erzeugt eine Gegenkraft, die den Steuerschieber nach rechts schiebt, bis der Druck in der Druckmittelleitung 6" seinen letztlich am Anschlag 223 des elektromagnetischen Stellmotors 222 eingestellten Grenzwert erreicht hat.
Sobald die Synchronisieri'iUffe nach Beendigung des Synchronisiervorgangea leicht eingeschoben werden k^nn, fällt, da kein Widerstand vorhanden ist, der Druck in dor Druckmittel!eitung 6" imd damit auch in do-i vor der Stirnfläche 209 des Anpa^sun^sc!:.: ebers 200 gelegenen Jiauin wieder ab und doj.· Steuerschieber öffnet wieder ganz: Die Synchronisienmffe wird ^ügiß vollends- eingeschoben.
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Robert Bosch GmbH R lUxh Vo/U„
Stuttgart K* 1^ V0/Wu
Auf diese Art erreicht man eine Schaltweise, die für mechanisch synchronisierte Getriebe notwendig ist: Die Synchponisiermuffe wird schnell angelegt, die Anpresskraft baut sich kraftvoll bis zn einem Grenzwert auf ohne einen wesentlichen Schaltweg zurückzulegen und wird nach erf-olgter Synchronisierung zügig eingelegt.
In den unteren Gängen - z. B. 1. und 2. Gang - muß der Grenzwert de3"Anpreßdrucks besonders groß sein und wird nach den höheren Gängen abgeschwächt.
Diese Einstellung des Grenzwertes wird am lage- und ansteuerungsfreizügigen elektromagnetisch betätigten Stellmotor 222 vorgenommen.
Die in Fig. 1 dargestellte GangschaltVorrichtung entspricht fast vollkommen dem ersten Ausführungsbeispiel» Der'einzige Unterschied liegt darin, daß der Anschlag 224· durch mechanische Abtastung einer mit dem Gassenwählmotor 7 gekoppelten Hockenstange 225 verschcben wird.. Hier ist zwischen den.Anschlag 22^ und des Steuerschieber 215 eine Feder 226 geschaltet wordene *
Die hier in Verbindung mit einem mechanisch synchronisierten Getriebe beschriebene Gangschaltvorrichtung arbeitet sinngemäß auch mit einem elektronisch synchronisierten Klauengetriefe«ο, Der Anpassungsschieber 200 öffnet wenn dl© Klauen sum Anlegen gebracht werden ur;d schließt beim Anliegoa auf das eingestellt© geminderte Druckniveauβ Zum vollständigen Einschieben öffnet θτ wieder. Dieser Vorgang wird elektronisch gesteuert und auo« gelost» '
Mb sei hier noch darauf hingewiesen, daß sich der Sehuts ouf die "lier beschriebene Außführungsfora d@s Gangbefcä^'i
Hobert Bosch GmbH -ρ ,.
Stuttgart κ" Μ
gungsmotor-s 8 beschränken soll. Er kann genauso vorteilhaft auch bei den übrigen im Hauptpatent beschriebenen Außführungsformen von Gar.cbetätigungSEOtoren verwendet werden.
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Claims (3)

H. 444 VoA'u Ansprüche
1.) Durch Druckmittel betätigbare Gangschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit einem in einer Bewegungsebene arbeitenden Ganggassenwählmotor und einem in einer sur ersten Ebene senkrechten Ebene arbeitenden Gangbetatigungsmotor, wobei der Ganggassenwählmotor ein an sich bekannter Druckmittelmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben ist, bei dein die Druckmittelzuflüsse zu den auf beiden Seiten des Arbeitskolbens gelegenen Räumen von einem durch den Druckmittelstrom selbst betätigten Ventil steuerbar sind, und mit Druckmittelzuflüssen, die vom Arbeitskolben steuerbar sind und durch je ein elektromagnetisch betätigtes Ventil einzeln mit dem Rücklauf zum Tank verbindbar sind, und der GangbetätigungsiBotor ein Druckmittelmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben ist, der zwei jeweils links und rechts von einer mittleren Neutralstellung liegende Arbeitsstellungen hat, nach Patent (Patentanmeldung P 21
624.2), dadurch gekennzeichnet, daß der als an sich bekannter Druckmittelmotor ausgebildete Gangbetätigungsmotor (8) Druckmittelabflüsse (34, 35, 36) hat, die vom Arbeitskolben (29) steuerbar und durch je ein gesondert betätigtes Ventil (37, 38, 39) einzeln mit dem Rücklauf verbindbar sind, daß die Druckmittelzulüufr; (31, 52) zu den beiden Seiten des Arbeitskolbens
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Robert Bosch GmbH Ό
Stuttgart R· W Vo/Wu
von einem durch den Druckmittelstrom selbst betätigten Ventil (33) steuerbar sind, und daß dem Ventil (33) ein über einen Druckregler (201) vorgesteuerter, als Druckregelventil ausgebildeter Arpassungsschieber (200) vorgeschaltet ist, der den Arbeitsdruck bis zu einem der gewählten- Ganggasse entsprechenden Grenzwert ansteigen läßt, sobald der Art " beitskolben (29) des Gangbetätigungsmotors (8) auf einen · Widerstand stößt.
2. GangschaltvorriGhtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- * daß der Anpassungeschieber (200) einen in einer Schieberbphrung gleitenden Steuerschieber (203) hat, der eine einen Steuerrauai (204) bildende, ringnutartige Ausnehmung auf v/eist, dessen, eine axiale Begrenaungswand eine Steuerfläche (205) bildet, daß die eine, außerhalb des Steuerraumes (20*) liegende, der Steuerfläche (205) iugewandte Stirnfläche (209) " des Steuerschiebers. (203) mit dem von ihm seihst geregelten Ausgangsdruck' beaufschlagt ist und daß die andere, der Steuerfläche (205) abgewandte, außerhalb des ßteuerraumes (204) · liegende Stirnfläche (210) von einem Stellantrieb (211) beeinflußt ist.
3. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb einen von einer Vorspannfeder (2ΐέ) unter—
stütaen, mit einem Steuerdruck beaufschlagten Stellkolben (211) hat.
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Kobert Bosch GmbH R 444 Vo/Wu
Stuttgart
4= Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (201) einen in einer Schieberbohrung (214) gleitenden Steuerschieber (215) hat, der einen ringnutartig ausgebildeten Steuerraum (216) hat und den Ausgang (213) wahlweise ait dem Eingang (217) oder dem Rücklauf zum Tank (4) verbinden kann, daß die eine, außerhalb des Steuerrauines (216) liegende, dem !Eingang (217) zugewandte Stirnfläche (219) des Steuerschiebers mit dem von ihm selbst geregelten Ausgangsdruck beaufschlagt ist und daß die andere, der Rücklaufleitung zum Tank (4) zugewandte, außerhalb des Steuerrauines (216) liegende Stirnfläche (221) mit einem verschiebbaren Anschlag (223» 224) insbesondere unter Zwischenschaltung einer Feder (226) zusammenarbeitet.
5= Gangochaltvorrichtung nach Anspruch 4S dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (223) von einem elektromagnetischen Stellmotor (2P2) verschoben wird.
Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 4S dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (224) durch mechanische Abtastung einer mit dem "Gaseenwähü motor (7) gekoppelten Nockenstange (225) verschoben wird.
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