DE3608534A1 - Device for automatically cutting off an electric motor - Google Patents

Device for automatically cutting off an electric motor

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Abstract

A permanent magnet (16) is seated in a rotationally fixed manner on the shaft (10) of an electric motor in order to cut said electric motor off automatically. When the shaft (10) rotates, the permanent magnet (16) drives with it an eddy-current body (24) which is seated on the shaft (10) such that it can rotate freely. The eddy-current body (24) is moved against a stop (28) which is flexible in a resilient manner and, when the stop (28) is deflected against its spring force, switches a switch on for supplying electrical power to the electromagnet. If the shaft (10) is blocked, eddy currents are no longer produced in the eddy-current body (24) and the sprung stop (28) moves the eddy-current body (24) out of its position where it operates the switch, so that the electrical power supply to the electromagnet is automatically cut off. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Selbstab­ schaltung eines Elektromotors.The invention relates to a device for self circuit of an electric motor.

Bei elektromotorisch angetriebenen Systemen ist es häufig notwendig, den Elektromotor in einer Endstellung des Systems abzuschalten. Hierzu werden häufig End­ schalter, z. B. Mikroschalter oder Näherungsschalter, verwendet. Bereitet die Verwendung solcher Endschalter Schwierigkeiten, so wird der elektromotorische Antrieb zeitlich gesteuert. Da die Endstellung des angetriebe­ nen Systems zeitlich in der Regel nicht exakt festge­ legt werden kann und insbesondere bei mehreren gemein­ sam gesteuerten Systemen zeitlich nicht für alle Sy­ steme zusammenfällt, erfolgt die Abschaltung der Elek­ tromotoren erst nach Erreichen der Endstellung des Sy­ stems, so daß den Elektromotoren Strom zugeführt wird, während ihre Welle bereits infolge des Erreichens der Endstellung des angetriebenen Systems blockiert ist. Dies bedeutet eine hohe Stromaufnahme und eine hohe Belastung der Elektromotore und der durch diese ange­ triebenen Systeme.It is with systems powered by an electric motor often necessary, the electric motor in one end position of the system. This often ends switch, e.g. B. microswitches or proximity switches, used. Prepares the use of such limit switches Difficulties, so the electromotive drive timed. Because the end position of the drive system is usually not precisely timed can be placed and especially common to several sam controlled systems not for all sy If the system coincides, the elec tromotor only after reaching the end position of the Sy stems, so that electricity is supplied to the electric motors, while their wave is already due to reaching the End position of the driven system is blocked. This means a high current consumption and a high one  Load on the electric motors and this driven systems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zu schaffen, die mit einfachen und preisgünstigen Mitteln eine automatische Selbstabschaltung eines Elek­ tromotors bewirkt, wenn dessen Welle bei Erreichen der Endstellung des angetriebenen Systems stillsteht.The invention has for its object a Vorrich to create that with simple and inexpensive Means an automatic self-shutdown of an elec tromotors when the shaft reaches the End position of the driven system stands still.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.This task is the beginning of a device mentioned genus solved according to the invention by the Features of the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are shown in specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß sitzt auf der Welle des Elektromotors drehfest ein Permanentmagnet, dessen Magnetfeld auf einen frei drehbar gelagerten Wirbelstromkörper ein­ wirkt. Wird dem Elektromotor Strom zugeführt und dreht sich seine Welle, so erzeugt der sich drehende Perma­ nentmagnet in dem aus einem elektrisch gut leitenden Metall, z. B. Aluminium oder Kupfer, bestehenden Wirbel­ stromkörper Wirbelströme, die ein den Wirbelstromkörper mitnehmendes Drehmoment hervorrufen. Durch dieses Dreh­ moment wird der Wirbelstromkörper in Drehung versetzt bis er an den federnd nachgebenden Anschlag gelangt. Der Anschlag gibt dabei soweit nach, bis seine Feder­ kraft in Gleichgewicht mit dem Drehmoment des Wirbel­ stromkörpers steht. In dieser Stellung wird durch den Wirbelstromkörper ein Schalter in der Weise betätigt, daß dem Elektromotor Strom zugeführt wird. Gelangt das durch den Elektromotor angetriebene System in seine Endstellung, so wird die Welle des Elektromotors blok­ kiert und dreht sich nicht mehr. Der Permanentmagnet erzeugt daher in dem Wirbelstromkörper keine Wirbel­ ströme mehr und es wirkt kein Drehmoment mehr auf den Wirbelstromkörper. Der federnde Anschlag dreht daher aufgrund seiner Federkraft den Wirbelstromkörper aus der Stellung zurück, in welcher der Wirbelstromkörper den Schalter betätigt. Die Stromzuführung zu dem Elek­ tromotor wird daher wieder unterbrochen.According to the invention sits on the shaft of the electric motor non-rotatable a permanent magnet whose magnetic field is on a freely rotatable eddy current body works. Power is supplied to the electric motor and rotates its shaft, the rotating perma creates nentmagnet in the from an electrically good conductive Metal, e.g. B. aluminum or copper, existing vortex current body eddy currents that a the eddy current body cause driving torque. By this spin moment the eddy current body is rotated until it reaches the resilient stop. The stop gives way until its spring force in equilibrium with the torque of the vertebra current body stands. In this position the  Eddy current body operated a switch in the way that electricity is supplied to the electric motor. Can it system driven by the electric motor in his End position, the shaft of the electric motor becomes blocked ciert and no longer turns. The permanent magnet therefore does not generate eddies in the eddy current body currents and no more torque acts on the Eddy current body. The resilient stop therefore rotates due to its spring force the eddy current body the position back in which the eddy current body actuated the switch. The power supply to the elec tromotor is therefore interrupted again.

Für den Betrieb des Elektromotors ist es nur notwendig, dem Elektromotor zunächst zum Start einen Stromimpuls zuzuführen, dessen Dauer ausreicht, damit der Wirbel­ stromkörper gegen den federnden Anschlag bewegt wird. Der Wirbelstromkörper betätigt dann den Schalter für die Stromzuführung des Elektromotors. Dem Elektromotor wird daraufhin selbsthaltend über den vom Wirbelstrom­ körper betätigten Schalter der Strom zugeführt. Wird die Welle des Elektromotors blockiert, z. B. weil das angetriebene System in seiner Endstellung gelangt oder aus einem sonstigen Grund, so gibt der Wirbelstromkör­ per den Schalter frei, die Stromzuführung zu dem Elek­ tromotor wird unterbrochen und der Elektromotor schal­ tet automatisch ab.For the operation of the electric motor it is only necessary a current pulse to start the electric motor feed, the duration of which is sufficient for the vortex current body is moved against the resilient stop. The eddy current body then operates the switch for the power supply to the electric motor. The electric motor then becomes self-sustaining above that of the eddy current body operated switch of the power supplied. Becomes the shaft of the electric motor is blocked, e.g. B. because that driven system reaches its end position or for another reason, the eddy current body via the switch, the power supply to the elec tromotor is interrupted and the electric motor is stale automatically stops.

Vorzugsweise sind für beide Drehrichtungen des Wirbel­ stromkörpers federnde Anschläge und Schalter vorgese­ hen. Der Elektromotor kann dann in beiden Drehrichtun­ gen betrieben werden und schaltet in beiden Drehrich­ tungen automatisch selbständig ab, sobald die Drehbewe­ gung seiner Welle blockiert wird.Are preferred for both directions of rotation of the vortex current body resilient stops and switches hen. The electric motor can then turn in both directions be operated and switches in both directions  processes automatically as soon as the turning movement blocking its wave.

Die Selbstabschaltung erlaubt ein Starten des Elektro­ motors in jeder Stellung des angetriebenen Systems in beiden Drehrichtungen. Befindet sich beim Starten des Elektromotors das angetriebene System bereits in der Endstellung dieser Drehrichtung, so schaltet die Selbstabschaltung die Stromzuführung sofort wieder ab.The automatic shutdown allows the electric to be started motors in any position of the driven system in both directions of rotation. Located when starting the Electric motor already in the driven system End position of this direction of rotation, so switches Self-cut off the power supply immediately.

Die Selbstabschaltung benötigt keine Steuerung. In den Endstellungen wird die Stromzuführung vollständig un­ terbrochen, so daß kein Stromverbrauch in den Endstel­ lungen vorhanden ist. Der Herstellungsaufwand und der Platzbedarf der Vorrichtung zur Selbstabschaltung ist gering.The automatic shutdown does not require any control. In the The power supply will be completely in the end positions broken so that no power consumption in the end lungs is present. The manufacturing effort and the Space requirement for the device for self-shutdown low.

Auch wenn mehrere elektromotorisch angetriebene Systeme betätigt werden, genügt ein zentral für sämtliche Sy­ steme ausgelöster Stromimpuls, um die Elektromotoren sämtlicher Systeme in Betrieb zu setzen. Die Abschal­ tung der Elektromotore der verschiedenen Systeme er­ folgt dann automatisch sobald das jeweilige System sei­ ne Endstellung erreicht hat. Das Wiederstarten kann in jede Drehrichtung und in jeder beliebigen Stellung der angetriebenen Systeme erfolgen, wobei diese Stellung auch für mehrere gemeinsam gestartete Systeme unter­ schiedlich sein kann.Even if several systems powered by an electric motor one key is sufficient for all systems Steme triggered current pulse to the electric motors to put all systems into operation. The scarf of the electric motors of the various systems then follows automatically as soon as the respective system is has reached the end position. The restart can be in any direction of rotation and in any position driven systems take place this position also for several systems started together can be different.

Ein Anwendungsbeispiel ist die Betätigung des elektromotorischen Antriebs der Rollos oder Jalousien eines Gebäudes. Durch ein zentrales Startsignal können sämtliche Jalousien oder Rollos unabhängig von ihrer Ausgangsstellung geöffnet oder geschlossen werden. Die Elektromotoren der einzelnen Jalousien oder Rollos schalten automatisch ab, sobald die jeweiligen Jalou­ sien oder Rollos ihre Endstellung erreicht haben. Für die Abschaltung ist keine Steuerung und kein Endschal­ ter notwendig, die Elektromotoren stehen in der End­ stellung auch nicht unter Strom.An application example is the actuation of the  electromotive drive of blinds or blinds of a building. With a central start signal all blinds or blinds regardless of their Starting position can be opened or closed. The Electric motors of the individual blinds or roller blinds switch off automatically as soon as the respective Jalou or blinds have reached their end position. For the shutdown is not a control and not a limit switch ter necessary, the electric motors are in the end also not under power.

Die durch den Wirbelstromkörper betätigten Schalter können in beliebiger Weise ausgebildet sein. Es können mechanische Kontakte sein, die durch das Drehmoment des Wirbelstromkörpers betätigt werden. Ebenso kann der Wirbelstromkörper in seiner Endstellung bei ausgelenk­ tem Anschlag einen Näherungsschalter betätigen oder eine Lichtschranke unterbrechen, um die Stromzuführung zu dem Elektromotor einzuschalten.The switches operated by the eddy current body can be designed in any way. It can mechanical contacts that are determined by the torque of the Eddy current body are operated. Likewise, the Eddy current body in its end position when deflected Actuate a proximity switch at the stop or interrupt a light barrier to the power supply to turn on the electric motor.

Der Permanentmagnet kann scheibenförmig oder zylin­ drisch ausgebildet sein und aus einem massiven perma­ nentmagnetischen Material oder aus einem Sinterkörper oder dgl. bestehen. Der Wirbelstromkörper entspricht in seiner Form dem Permanentmagneten, ist also wie dieser scheibenförmig oder zylinderisch ausgebildet. Aus her­ stellungstechnischen Gründen und für eine definierte Führung des Magnetflusses ist es zweckmäßig, wenn der Permanentmagnet und der Wirbelstromkörper auf Träger­ körpern angeordnet sind, die keine magnetischen und elektrisch leitenden Eigenschaften aufweisen, z. B. auf Kunststoff-Trägerkörpern. The permanent magnet can be disc-shaped or cylindrical be trained drily and from a solid perma nentmagnetic material or from a sintered body or the like. The eddy current body corresponds to in its shape, the permanent magnet, is like this disc-shaped or cylindrical. From here positional reasons and for a defined Guiding the magnetic flux, it is useful if the Permanent magnet and the eddy current body on carrier bodies are arranged that are not magnetic and have electrically conductive properties, for. B. on Plastic carrier bodies.  

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention is based on in Drawing illustrated embodiments closer explained. Show it:

Fig. 1 im Axialschnitt ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel und Fig. 1 in axial section a first example and Ausfüh

Fig. 2 im Axialschnitt ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel. Fig. 2 in axial section a second example Ausfüh.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Welle 10 eines beliebigen Elektromotors mit einem Wellenstummel aus dem Gehäuse 12 des Elektromotors herausgeführt. Auf dem aus dem Gehäuse 12 herausgeführten Ende der Welle 10 sitzt drehfest eine Trägerscheibe 14 aus Kunststoff. Auf der Trägerscheibe 14 ist ein Permanentmagnet 16 in Form einer kreisringförmigen Scheibe befestigt. Der Perma­ nentmagnet 16 besteht vorzugsweise aus einem gesinter­ ten magnetischen Material.As shown in FIG. 1, the shaft 10 of any electric motor is led out of the housing 12 of the electric motor with a stub shaft. On the end of the shaft 10 led out of the housing 12 there is a carrier disk 14 made of plastic in a rotationally fixed manner. A permanent magnet 16 in the form of an annular disk is fastened on the carrier disk 14 . The permanent magnet 16 is preferably made of a sintered magnetic material.

Axial an die Trägerscheibe 14 anschließend und von dieser durch eine abdichtende Distanzscheibe 18 ge­ trennt, ist eine Trägerscheibe 20 aus Kunststoff mittels eines Lagers 22 frei drehbar auf der Welle 10 angeord­ net. Die Trägerscheibe 20 trägt einen Wirbelstromkörper 24, der als kreisringförmige Scheibe, z. B. aus Alumi­ nium oder Kupfer dem Permanentmagneten 16 axial zuge­ wandt angeordnet ist.Axially to the carrier disk 14 and then separated from it by a sealing spacer 18 , a carrier disk 20 made of plastic by means of a bearing 22 is freely rotatable on the shaft 10 angeord net. The carrier disk 20 carries an eddy current body 24 , which as an annular disk, for. B. made of aluminum or copper the permanent magnet 16 axially facing is arranged.

In einem die Vorrichtung umschließenden Gehäuse 26 sind im Winkel gegeneinander versetzt zwei Anschläge 28 an­ geordnet. Die Anschläge 28 sind als federnd nachgebende Blattfedern ausgebildet, die mit ihren freien Enden von dem Gehäuse 26 radial nach innen ragen. In die Träger­ scheibe 20 des Wirbelstromkörpers 24 ist ein axial ab­ stehender Stift 30 eingesetzt, der bei der Drehung der Trägerscheibe 20 je nach Drehrichtung mit dem einen oder dem anderen Anschlag 28 in Berührung kommt.In a housing 26 enclosing the device, two stops 28 are arranged at an angle to one another. The stops 28 are designed as resiliently yielding leaf springs, which project radially inwards with their free ends from the housing 26 . In the carrier disc 20 of the eddy current body 24 is inserted axially from a stationary pin 30 with the rotation of the carrier arrives at the disk 20 depending on the direction of rotation of one or the other stop 28 in contact.

Die Anschläge 28 bilden jeweils den einen federnden Kontaktpol eines mechanischen Schalters der Stromzu­ führung zu dem Elektromotor. Dreht sich die Welle 10 und mit dieser der Permanentmagnet 16, so erzeugt der Per­ manentmagnet 16 in dem Wirbelstromkörper 24 Wirbelströ­ me, die auf den Wirbelstromkörper und dessen Träger­ scheibe ein Drehmoment ausüben. Die Trägerscheibe 20 dreht sich, so daß der Stift 30 gegen einen der An­ schläge 28 anschlägt und diesen unter der Wirkung des Drehmoments gegen seine Federkraft aus seiner Ruhelage auslenkt, so daß er mit dem anderen Kontaktpol in Be­ rührung kommt und der Schalter zur Stromzuführung ge­ schlossen ist. Wird die Welle 10 blockiert, so bleibt auch der Permanentmagnet 16 stehen und erzeugt in dem Wirbelstromkörper 24 keine Wirbelströme mehr. Auf die Trägerscheibe 20 wirkt daher kein Drehmoment mehr und der Anschlag 28 bewegt sich unter der Wirkung seiner Federkraft wieder in seine Ruhestellung, in welcher der Schalter geöffnet ist.The stops 28 each form a resilient contact pole of a mechanical switch of the power supply to the electric motor. The shaft 10 rotates and with this, the permanent magnet 16, so the per generates manentmagnet 16 me 24 Wirbelströ in the eddy-current body, the disk on the eddy-current body and its support exert a torque. The carrier disc 20 rotates so that the pin 30 strikes against one of the strikes 28 and this deflects under the action of the torque against its spring force from its rest position, so that it comes into contact with the other contact pole and the switch for supplying current is closed. If the shaft 10 is blocked, the permanent magnet 16 also stops and no longer generates eddy currents in the eddy current body 24 . Torque therefore no longer acts on the carrier disk 20 and the stop 28 moves under the action of its spring force back into its rest position, in which the switch is open.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die drehfest auf der Welle 10 sitzende Trägerschei­ be 14 mit einem axial vorspringenden zylindrischen Rand 32 ausgebildet. Innen an dem zylindrischen Rand 32 ist der Permanentmagnet 16 in Form eines hohlzylindrischen Ringes befestigt. Koaxial innerhalb des hohlzylindri­ schen Permanentmagneten 16 ist die Trägerscheibe 20 frei drehbar auf der Welle 10 angeordnet und trägt an ihrem Außenumfang den Wirbelstromkörper 24 in Form eines zylindrischen Ringes. Der Wirbelstromkörper 24 befindet sich koaxial zu dem Permanentmagneten 16 in geringem radialen Abstand zu diesem. In die Träger­ scheibe 20 ist der axial abstehende Stift 30 einge­ setzt, der mit den Anschlägen 28 in Berührung kommt.In the embodiment shown in Fig. 2, the non-rotatably seated on the shaft 10 carrier disk 14 is formed with an axially projecting cylindrical edge 32 . On the inside of the cylindrical edge 32 , the permanent magnet 16 is fastened in the form of a hollow cylindrical ring. Coaxial within the hohlzylindri's permanent magnet 16 , the carrier disc 20 is freely rotatable on the shaft 10 and carries on its outer circumference the eddy current body 24 in the form of a cylindrical ring. The eddy current body 24 is located coaxially to the permanent magnet 16 at a small radial distance from the latter. In the carrier disc 20 , the axially projecting pin 30 is inserted, which comes into contact with the stops 28 .

In den übrigen konstruktiven Merkmalen und in der Funk­ tionsweise stimmt die Vorrichtung gemäß dem Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 2 mit dem vorstehend beschrie­ benen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 überein.In the other structural features and in the mode of operation, the device according to the exemplary embodiment in FIG. 2 corresponds to the above-described exemplary embodiment in FIG. 1.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Selbstabschaltung eines Elektro­ motors, gekennzeichnet durch einen drehfest auf der Welle (10) des Elektromotors angeordneten, zu dieser Welle symmetrischen Permanentmagneten (16), durch einen gleichachsig mit dem Permanentmagneten (16) frei drehbar gelagerten, zu seiner Drehachse symme­ trischen Wirbelstromkörper (24), durch wenigstens einen federnd nachgebenden Anschlag (28) für den sich drehenden Wirbelstromkörper (24) und durch einen die Stromzuführung des Elektromotors einschal­ tenden Schalter, der durch den Wirbelstromkörper (24) betätigbar ist, wenn dieser mit einem gegen die Federkraft des Anschlags (28) wirkenden Drehmoment an dem Anschlag (28) anliegt.1. Device for self-shutdown of an electric motor, characterized by a non-rotatably arranged on the shaft ( 10 ) of the electric motor, symmetrical to this shaft permanent magnet ( 16 ), by a coaxial with the permanent magnet ( 16 ) freely rotatable, symmetrical to its axis of rotation Eddy current body ( 24 ), by at least one resilient stop ( 28 ) for the rotating eddy current body ( 24 ) and by a switch on the power supply to the electric motor, which can be actuated by the eddy current body ( 24 ) when the latter is operated against the spring force of the stop ( 28 ) acting torque on the stop ( 28 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelstromkörper (24) frei drehbar auf der Welle (10) des Elektromotors gelagert ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the eddy current body ( 24 ) is freely rotatable on the shaft ( 10 ) of the electric motor. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Permanentmagnet (16) und der Wir­ belstromkörper (24) als Scheiben in geringem gegen­ seitigem axialem Abstand angeordnet sind (Fig. 1). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Permanentmagnet (16) und der Wir­ belstromkörper (24) als koaxiale Zylinder in gerin­ gem gegenseitigem radialem Abstand angeordnet sind (Fig. 2).3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the permanent magnet ( 16 ) and the We belstromkörper ( 24 ) are arranged as disks in a small mutual axial distance ( Fig. 1). 4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the permanent magnet ( 16 ) and the We belstromkörper ( 24 ) are arranged as a coaxial cylinder in a narrow gem mutual radial distance ( Fig. 2). 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (28) eine einseitig festgelegte Blattfeder ist, gegen deren freies Ende der Wirbelstromkörper (24) anschlägt.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stop ( 28 ) is a leaf spring fixed on one side, against the free end of which the eddy current body ( 24 ) strikes. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelstromkörper (24) mit einem axial oder radial abstehenden Stift (30) gegen den Anschlag (28) in Berührung kommt.6. The device according to claim 5, characterized in that the eddy current body ( 24 ) comes into contact with an axially or radially projecting pin ( 30 ) against the stop ( 28 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein mechanischer Kontakt ist, des­ sen einer Kontaktpol von der Blattfeder (28) getra­ gen oder gebildet ist.7. The device according to claim 5, characterized in that the switch is a mechanical contact, the sen a contact pole from the leaf spring ( 28 ) getra gene or is formed. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Nähe­ rungsschalter ist.8. Device according to one of claims 1 to 6, there characterized in that the switch is close switch. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schalter eine Licht­ schranke ist. 9. Device according to one of claims 1 to 6, there characterized in that the switch is a light barrier is.   10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Dreh­ richtungen des Wirbelstromkörpers (24) je ein fe­ dernder Anschlag (28) und ein Schalter vorgesehen ist.10. Device according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that for both directions of rotation of the eddy current body ( 24 ) each have a fe-reducing stop ( 28 ) and a switch is provided.
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