DE2751771A1

DE2751771A1 - Kabelbaum

Info

Publication number: DE2751771A1
Application number: DE19772751771
Authority: DE
Inventors: Pushpkumar Dewanmal Changani; Brian Cooper; Roy Haley
Original assignee: Raychem Ltd
Current assignee: Raychem Ltd
Priority date: 1976-11-22
Filing date: 1977-11-19
Publication date: 1978-05-24
Also published as: FR2371858A1; FR2371858B1; GB1590724A; US4210773A

Description

RAYCHEM LIMITED, Rolls House, 7 Rolls Buildings, Fetter Lane/ London EC 4, England

Kabelbaum

Die Erfindung betrifft Kabelbäume und Verfahren zu Ihrer Herstellung.

zu Isolierte elektrische Leiter (DrShte), die elektrischen Bauteilen von beispielsweise einem Fahrzeug» wie einem Automobil oder einem Flugzeug, einem Computer oder einer Büromaschine oder einer anderen komplexen elektronischen Einrichtung führen, werden oft zu einem als Zweig- oder Eintritte- bzw. tfanddurchführungsleitungen bekannten Bündel gesammelt und verbunden bzw. anderweitig vereinigt. Die Zweigleitungen können Ihrerseits in kleinere Bündel aufgeteilt sein, die sämtlich mit Einrichtungen zur Erleichterung Ihres An schlusses an die elektrische Einrichtung versehen sind. Ein Bündel oder eine andere Ansammlung von Drähten mit einem oder mehreren Zweigleitungen ist als Kabelbaum bekannt. An einen Kabelbaum in komplexen elektronischen Einrichtungen, speziell in Luftfahrzeugen, werden hohe Anforderungen gestellt. Oft hat sich gezeigt, daß ge bündelte Kabelbäume für den vorhandenen Raum zu sperrig sind. Speziell in Luftfahrzeugen muB der Kabelbaum auch eine Konstruktion geringen Gewichts sein.

Bei vielen Anwendungen ist das Erfordernis, Raum zu sparen, so scharf, daB seine Erfüllung die Verwendung eines flachen kompakten Kabelbaums erforderlich macht. Su dies·« Zweck wurde die Verwendung von Band- bzw. Flachkabelbauweisen vorgeschlagen. Band-oder Flach-

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kabel, die aus einer Vielzahl von Drähten aufgebaut sind, welche in einer im allgemeinen ebenen Konfiguration angeordnet sind, werden gewöhnlich in langen Abschnitten durch Einbetten der nackten Leiter in ein polymeres Isoliermaterial hergestellt, indem die isolierten Leiter auf einer Unterstützungsplatte miteinander verklebt bzw. verbunden werden oder indem die isolierten Leiter miteinander verwebt oder verwirkt werden.

Die Verwendung eines Fiachkabels bei der Herstellung eines Ka belbaums hat den Nachteil, da3_f wenn das Kabel in eine oder mehrere Zweigleitungen getrennt werden soll, der Teil des für die Bildung der Zweigleitung vorgesehenen Flachkabels vom Rest des Kabels getrennt und gebogen, verdreht oder gefaltet wird. Diese physikalische Handhabung des Kabels führt oft zur Schädigung von leitern, Isolierung oder von beiden und verstärkt die Sperrigkeit und/oder das Gexjicht des Kabelbaums im Bereich der Falz.

Es wurde nunmehr gefunden, daß ein kompakter und leichter Kabelbaum mit einer Vielzahl von Zweigleitungen hergestellt werden kann, ohne daß Leiter gefaltet zu werden brauchen. Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums, der eine Vielzahl von langgestreckten elektrischen Leitern in einer räumlichen Anordnung aufweist, durch die wenigstens eine erste Leitung mit wenigstens zwei elektrischen Leitern und wenigstens eine zweite, davon ausgehende Leitung mit wenigstens zwei elektrischen Leitern gebildet wird, wobei die elektrischen Leiter des Kabelbaums in elektrisch isolierender räumlicher Beziehung zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der einzelnen elektrischen Leiter in der gewünschten elektrisch isolierenden räumlich Beziehung angeordnet werden und anschließend die elektrischen Leiter in der räumlichen Lage mittels eines Klebemittels fixiert werden, welches vorteilhaft als fließfähige Beschichtung, vorzugsweise als Flüssigkeit, angewandt wird.

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Die erste Leitung wird nachfolgend als Hauptleitung, die zweite als Abzweigung bezeichnet; es versteht sich, daß der Kabelbaum eine oder mehrere Zweigleitungen, einen oder mehrere Leiter und/oder einen oder mehrere Hauptleitungen zusätzlich zu den genannten aufweisen kann.

Das Verfahren der Erfindung ist besonders für die Herstellung eines Kabelbaums geeignet, der wenigstens einen Abschnitt aufweist, der eine Vielzahl von einzelnen langgestreckten elektrischen Leitern besitzt, die in elektrisch isolierter räumlicher Beziehung zueinander angeordnet sind, wobei die Leiter in einer Ebene liegen und eine Richtungsänderung in der Ebene der elektrischen Leiter aufweisen.

Die Erfindung betrifft daher einen Kabelbaum mit wenigstens einem Abschnitt, der eine Vielzahl von einzelnen langgestreckten elektrischen Leitern aufweist, welche wenigstens teilweise in einer gemeinsamen Ebene in elektrisch isolierender räumlicher Anordnung gelagert sind und welche eine Richtungsänderung entlang ihrer Länge aufweisen, wobei der Radius der Krümmung der Richtungsänderung in der Ebene der elektrischen Leiter liegt und die elektrischen Leiter in ihrer räumlichen Lage mittels eines als fließfähige Beschichtung aufgebrachten Klebemittels fixiert sind.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders geeignet für die Herstellung eines Kabelbaums mit wenigstens einer Abzweigung, deren elektrische Leiter am Verzweigungspunkt individuell in der durch die Zweigleitung geforderten räumlichen Beziehung angeordnet werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders zur Herstellung eines Kabelbaums mit einer Vielzahl von elektrischen Leitern und wenigstens einer Abzweigung geeignet, die eine Viel- zahl von elektrischen Leitern aufweist» wobei die elektrischen Leiter am' Punkt der Verzweigung individuell to angeordnet werden, daß sie susanmen in einer Kbemliegen.

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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein Kabelbaum mit einer planaren Krümmung hergestellt werden kann, deren Innenradius lediglich vom Radius derjenigen Krümmung abhängt, zu dem einer der einzelnen Leiter sicher ohne Zerstörung des Leiters und/oder seiner Isolierung gebogen werden kann, so daß daher ein Kabelbaum hergestellt werden kann, bei dem der Krümmungsradius zweier oder mehrerer Drähte der kleinstmögliche (worunter der kleinstmöglichste ohne eine Schädigung verstanden wird) für die Drähte gegenüber dem Fall eines Flachkabels ist, wo lediglich der innere Leiter den kleinstmöglichen Krümmungsradius hat.

Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung einen Kabelbaum, der eine Vielzahl von elektrischen Leitern aufweist, welche unter Bildung wenigstens einer Hauptleitung mit einer Vielzahl von elektrischen Leitern und wenigstens einer davon ausgehenden Zweigleitung mit einer Vielzahl von elektrischen Leitern angeordnet sind, wobei die elektrischen Leiter des Kabelbaums in elektrisch getrennter räumlicher Beziehung derart angeordnet sind, daß die räumliche Anordnung der einzelnen elektrischen Leiter in der Hauptleitung ohne eine wesentliche Änderung in der Ebene am Verzweigungspunkt und in der hierdurch gebildeten Zweigleitung beibehalten wird, wobei die elektrischen Leiter in der getrennten räumlichen Lage mittels eines Klebmittels fixiert sind.

Die Erfindung ist besonders auf die Herstellung von Kabelbäumen ebener Bauweise anwendbar und wird nachfolgend unter Bezug hier-* auf beschrieben, obwohl die Erfindung selbstverständlich nicht auf eine solche Bauweise beschränkt ist.

Elektrische Leiter, die nicht einzeln elektrisch isoliert sind, können in der geforderten räumlichen Lage zueinander angeordnet werden, indem nan sie mit einem Zwischenraun sur Verhinderung eines elektrischen Kontakts nebeneinander legt. Bevorsugt werden jedoch die elektrischen Leiter einzeln mit der Isolierung ver-

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sehen, so daß sie mit der Isolierung in Kontakt miteinander in der geforderten räumlichen Lage angeordnet werden können.

Wenn die räumliche Lage der elektrischen Leiter einmal gewählt ist, kann sie auf einem Brett oder einer anderen flachen Oberfläche markiert werden. Sie kann auf dem Brett aufgezeichnet werden oder das Brett oder die Tafel kann mit hervorstehenden oder eingeprägten Konturen versehen sein, welche die gewünschte Form des Kabelbaums in seiner endgültigen Bauweise skizzieren und um die die elektrischen Leiter angeordnet werden können.

Die markierten Bereiche der Tafel können mit etwas klebrigem Material versehen sein, an dem die elektrischen Leiter haften, um sie während ihrer Anordnung in ihrer Stellung zu halten. Alternativ kann die gesamte Oberfläche der Tafel klebrig sein, und teilweise unter Ausbildung klebriger Bereiche, welche die endgültige räumliche Lage darstellen, sowie von nichtklebrigen Bereichen abgedeckt sein. Alternativ können die Drähte an den markierten Stellen durch Nägel oder ähnliche Einrichtungen festgehalten werden. Gemäß der bevorzugten Methode der Erfindung wird eine Tafel mit herausstehenden Schablonen versehen, um die herum die elektrischen Leiter in der gewünschten räumlichen Lage gelegt werden können.

Die Erfindung ist besonders auf die Herstellung von Kabelbäumen anwendbar, die aus elektrischen Leitern verschiedener Größen und/oder Bauarten bestehen. Beispielsweise kann der Kabelbaum aus Primärdrähten, d.h. isolierten elektrischen Leitern zusammengesetzt sein, ferner aus Koaxialkabeln, d.h. aus mit einer' elektrischen Abschirmung und einer äußeren Isolierung versehenen Primärdrähten, ferner aus verseilten Primärdrahtpaaren, dreifach verseilten Primärdrähten oder aus Drahtabschnitten, die miteinander verwirkt oder verwebt sind und von denen jeder die gleiche oder eine unterschiedliche Dicke hat.

Für den erfindungsgemäßen Kabelbaum kann jeglicher Typ eines elektrischen Leiters, beispielsweise ein verlitzter oder ein

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fester Leiter verwendet werden; die Erfindung ist besonders geeignet, wenn Leiter von zwei oder mehreren unterschiedlichen Durchmessern in einem Kabelbaum zusammengefasst werden.

Unter den Typen von isolierten elektrischer. Leitern, die für die Zwecke der Erfindung geeignet sind, sind die mit einer aus einem Polymeren bestehenden Isolierung zu nennen, z.B. einem Polyolefin, wie Polyäthylen, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthylen oder einem Copolymeren eines Olefins, z.B. Ä'thylen/Vinylacetat,Äthylen/Tetrailuoräthylen oder einem Terpolymeren von Äthylen, Tetrafluoräthylen und einem Perfluorvinyläther, einem Polyamid, einem Polyimid oder Kombinationen hiervon. Die Materialien, aus denen die Isolierungen aufgebaut sind, sind bevorzugt vernetzt und das \erfahren der Erfindung kann erfolgreich auf solche Materialien angewandt werden, bei denen frühere bekannte Verfahren versagt haben.

Besonders sind elektrische Leiter zu nennen, die mittels einer Innenbeschichtung aus einem Polyäthylen und einer oder mehrerer Außenbeschichtungen aus einem Polyvinylidenfluorid isoliert worden sind, besonders diejenigen, die in GB-PS1 117 118 beschrieben worden sind.

Wenn die Drähte einmal angeordnet und in der geforderten räumlichen Beziehung zueinander angeordnet sind, können sie in ihrer räumlichen Lage mittels eines Klebemittels fixiert werden.

Das Klebe- oder Bindemittel kann als Beschichtung in Form einer Paste, eines Anstrichs oder eines Firnis angewendet und beispielsweise durch Streichen, Sprühen oder Walzen aufgebracht werden. Die Anwendung von Hitze und Druck ist nicht nötig, falls gewünscht, kann jedoch Hitze und/oder Druck angewandt werden. Das Klebemittel y^un derart angewandt werden, daß es als eine Schicht auf die durch die angeordneten elektrisch isolierten Leite] gebildete Flüche aufgetragen wird, wobei der Klebsteil

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in Zwischenräume zwischen den Leitern eindringen kann. Eine Unterstützungsplatte ist nicht notwendig, obwohl das Vorfahren gemäß der Erfindung die Verwendung einer solchen Platte nicht ausschließt. Wenn nicht isolierte elektrische Leiter zum Bau des ganzen oder eines Teils des Kabelbaums verwendet werden, kann ein Klebemittel mit elektrisch isolierenden Eigenschaften verwendet werden, um eine eldttrische Isolierung zwischen den Leitern zugleich mit ihrer Verbindung zu bewirken.

Wenn das Klebemittel einmal die elektrischen Leiter wirksam in der geforderten räumlichen Beziehung zueinander fixiert hat, kann der Kabelbaum von der Tafel oder dem Brett entfernt werden und mit beliebigen Anschlußklemmen oder anderen elektrischen Bauteilen versehen werden.

Geeignete Klebmittel sind beispielsweise Heißschmelzkleber und härtende Klebstoffe, entweder bei Raumtemperatur härtende Klebstoffe oder wärmefixierbare Klebstoffe. Das Klebmittel kann aus einem Polymermaterial aufgebaut sein, welches im geschmolzenen Zustand aufgebracht wird und das beim Kühlen erstarre. Bevorzugt ist jedoch das Klebmittel ein Polymeres und wird in Losung in einem geeigneten Lösungsmittel angewandt. Wenn das Klebmittel ein Polymeres ist, kann es als ein vernetzbares System angewandt werden.

Ein besonders bevorzugtes Klebmittel ist chemisch mit der Isolierung der elektrischen Leiter verträglich. Besonders geeignet ist als Klebmittel ein Polymermaterial, welches das gleiche Material wie die elektrische Isolierung ist oder chemisch diesem Material ähnlich ist. Ein besonders bevorzugtes Klebmittel ist Polyvinylidenchlorid in Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Dimethylacetamid oder Dimethylformamid. Dieses Klebmittol wird zur Verbindung elektrischer Leiter verwendet, von denen wenigstens einer wenigstens in seiner außenliegenden Schicht mit Polyvinylidenfluorid isoliert ist.

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Zwei Bauweisen eines Kabelbaums gemäß der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft anhand der Figuren beschrieben.

Figur 1 ist eine Ansicht einer ersten Form eines Kabelbaums gemäß der Erfindung

Figur 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie I - I von Fig.1 Figur 3 zeigt eine Ansicht eines Teils eines zweiten Kabelbaums gemäß der Erfindung.

In den Figuren 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines Kabelbaums gemäß der Erfindung 1 dargestellt, der eine Reihe von elektrisch Isolierten Leitern (Drähten) aufweist. Die Drähte 2a und 2d sind parallel zueinander und in einer gemeinsamen Ebene gerade verlegt, derart daß die Drähte 2a und 2b, 2b und 2c sowie 2c und 2d aneinander liegen. Eine weitere Gruppe von Drähten 3a bis 3d sind derart gelegt, daß sie über einen Abschnitt 4 ihrer Länge parallel zu und in der gleichen Ebene wie die Drähte 2a bis 2d verlaufen, wobei die Drähte 2d und 3a benachbart sind. Am Verzweigungspunkt 5 bilden die Drähte 3a bis 3d eine Krümmung, die in der Ebene der Drähte 2a bis 2d und 3a bis 3d bleibt. Weitere Drähte 6a bis 6d werden derart verlegt, daß sie über einen Abschnitt ihrer Länge parallel zu den Drähten 3a bis 3d verlaufen, wobei die Drähte 3 a und 6a benachbart sind. Am Verzweigungspunkt 7 bilden die Drähte 6a bis 6d eine Krümmung, deren Radius in der Ebene der Drähte 2a bis 2d, 3a bis 3d und 6a bis 6d liegt.

Der Kabelbaum 1 wird gebildet, indem die einzelnen Drähte auf ein Brett oder eine Tafel mit hervorstehenden Schablonen 9, 10 und 11 gelegt werden. Der Bereich des Bretts zwischen jeder Schablone ist mit einer Schicht eines klebenden Materials (nicht <juzeichnet) versehen. Die Drähte werden um die Schablonen herurigelegt und vorübergehend durch Verklebung mit der klebrigen Oberfläche in ihrer Lage gehalten. Wenn jeder Draht an seinen Platz gebracht worden ist, wird der Kabelbaum durch Bestreichen rat

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einer Lösung eines Klebmittels beschichtet. Beispielsweise wird eine Lösung von 18 Gew.% Polyvinylidenfluorid in Dimethylformamid zur Verklebung von mit Polyvinylidenfluorid isolierten
elektrischen Leitern verwendet. Die aufgestrichene Lösung wird
dann auf etwa 160⁰C zwecks Verdampfung des Lösungsmittels erhitzt. Der Kabelbaum ist dann in der gewünschten Form fertig
und kann in einem Stück von der klebenden Oberfläche dt;s Bietts abgenommen werden.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Drähte 2a bis 2d von unterschiedlicher Natur sind, und zwar je ein Koaxialkabel, ein Primärdraht, ein dickerer Priroärdraht und ein verseiltes Paar von
Primärdrähten.

Die Drähte 6a und 6d bestehen aus verseiltem dreifacher. Prinärdraht und 3 Primärdrähten. Das Bindemittel 12 hat auf einer der Flächen der Drähte eine unregelmäßige Schicht gebildet.

Ein Teil einse zweiten Kabelbaums gemäß der Erfindung ist in Fig. 3 unter 13 dargestellt. Er besteht aus 7 Drähten i4a bis
14d und 15a bis 15c. Die Drähte 14a bis 14d sind so angeordnet, daß sie in einer Krümmung nebeneinander liegen, wobei der Krütn- mungsradius in der Ebene der Drähte liegt. Die Drähte 14a bis
14d liegen ebenfalls nebeneinander in einer Krümmung, deren Radius in der Drahtebene liegt. Die Drähte 14a bis 14d sind mittels eines Klebemittels verbunden. Ein Abschnitt 16 der Drähte 15a
bis 15c wurde so ausgebildet,daß die Drähte nebeneinander in

einer geraden Linie liegen, wobei die Drähte in der gewünschten Anordnung mittels eines Klebmittels fixiert werden. Der verbleibende Anteil 17 der Drähte 15a bis 15c erstreckt sich über den
Abschnitt 16 hinaus. Hier werden die Drähte nicht zusanmenqehalten. Der lose Abschnitt 17 wird so verlegt, daß er den lekru-im- ten Abschnitt der fixierten Drähte 14a bis 14d überkreu^t u;...
wird in seiner Lage beispielsweise durch Nägel oder Ear J qoh.»l- ten. Der Rest des Abschnitts 17 der Drähte 15a bis 15c win', i.inn derart angeordnet, daß die Drähte parallel zueinander und :r. der

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gleichen Ebene wie der gekrümmte Abschnitt der Drähte 14a bis 14d liegen , so daß Draht 15a neben Draht 14d liegt. Ein Kiebmittel wird dann auf den Abschnitt 17 der Drähte 15a bis 15c zwecks ihrer Verbindung, auf die Drähte 14a bis 14d an der Kreuzungsstelle und auf die Drähte 14d und 15a unter Ausbildung der gewünschten Gestalt des Kabelbaums aufgebracht.

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Claims

Patentansprüche

D) Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums, der eino Vielzahl von langgestreckten elektrischen Leitern aufweist, :iie räumlich unter Ausbildung wenigstens einer ersten Leitung mit wenigstens zwei elektrischen Leitern und einer davon ausqehenden wenigstens zweiten Leitung mit wenigstens zwei elektrischen Leitern angeordnet sind, wobei die elektrischen Leiter des Kabelbaums gegeneinander elektrisch isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der einzelnen elektrischen Leiter in der gewünschten isolierten räumlichen Lage zueinander angeordnet und anschließend in dieser Lage mittels eines Klebstoffs fixiert werden.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnt, daß die elektrischen Leiter alle in der gleichen Ebene liegen.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebmittel als eine fließfähige Beschichtung aufgebracht wird.
4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebmittel eine Paste, ein Anstrich oder ein Firnis ist.
5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebmittel in die Zwischenräume zwischen den Leitern eindringt.
6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebmittel heiß angewendet wird.
7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebmittel unter Druck angewendet wird.

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8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterstützungsplatte mit verwendet wird.
9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebmittel elektrisch isolierend wirkt.
10) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebmittel chemisch identisch mit wenigstens der Außenschicht der Isolierung von wenigstens einem der
Leiter ist.
11) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Klebmittel eine Lösung von Polyvinylidenfluorid verwendet.
12) Kabelbaum, gekennzeichnet durch wenigstens einen Abschnitt, der eine Vielzahl von einzelnen langgestreckten elektrischen Drähten aufweist, die wenigstens teilweise in einer gemeinsamen Ebene in elektrisch isolierter räumlicher Beziehung

angeordnet sind und die eine Richtungsänderung entlang ihrer Länge aufweisen, wobei der Krümmungsradius der Richtungsänderung in der Ebene der elektrischen Leiter liegt und die elektrischen Leiter in ihrer räumlichen Lage mittels eines als

fließfähige Beschichtung aufgebrachten Klebemittels fixiert sind.
13) Kabelbaum nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Zweig- und eine Hauptleitung.
14) Kabelbaum nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitung wenigstens an ihrer Einmündung in die Hauptleitung wenigstens teilweise in der Ebene liegt.
15) Kabelbaum nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius wenigstens zweier der Drähte der für jeden der Drähte kleinmöglichste ist.

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