EP0176997A2 - Flachheizkörper - Google Patents

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EP0176997A2
EP0176997A2 EP85112346A EP85112346A EP0176997A2 EP 0176997 A2 EP0176997 A2 EP 0176997A2 EP 85112346 A EP85112346 A EP 85112346A EP 85112346 A EP85112346 A EP 85112346A EP 0176997 A2 EP0176997 A2 EP 0176997A2
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EP
European Patent Office
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convector
heating medium
steel sheet
adhesive
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EP85112346A
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Klaus Albers
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Prof Dr E Sommer GmbH
Original Assignee
Prof Dr E Sommer GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives

Definitions

  • the invention relates to a flat radiator, consisting of at least two steel sheets of tabular basic shape arranged parallel to one another, which are formed by forming corrugated beads in mutual contact with one another and are welded to one another in the plant areas, forming flow channels for the heating medium between their mutually facing inner broad sides an outer convector plate made of aluminum is firmly connected to the outer broad side of one of the two steel sheets.
  • the convector plate made of aluminum is connected to the steel plate of the flat radiator by a special welding process with the aid of a condenser spot welding device.
  • the convector sheet made of aluminum is placed on one side on the steel sheet, and a sheet steel strip is placed on the other side of the aluminum sheet, so that the aluminum sheet is bordered on both sides by sheet steel.
  • the aluminum sheet is scored between the steel sheets by a high-rate discharge welding operation, and there arises between the two steel sheets under skirt of the P luminiumblechs in a limited area of a Sch spatagen.Diese known type of connection of the Konvektorblechs aluminum with the adjacent steel sheet of the flat radiator is very material and labor-intensive, the welded connections also being limited to the contact areas of the beads incorporated into the steel sheets of the flat radiator,
  • the invention has for its object to provide a flat radiator of the type specified, in which the attachment of the aluminum convector plate to the steel plate of the flat radiator is considerably simplified and, at the same time, better conditions are created for the heat transfer from the heating medium to the convector plate.
  • the aluminum convector sheet is firmly bonded directly to the outer broad side of the adjacent steel sheet facing it in the area of flow channels for the heating medium by means of a heat-resistant adhesive.
  • a material and labor-intensive special welding process for the aluminum sheet is avoided by instead gluing it to the steel sheet by means of a suitable heat-resistant adhesive or metal adhesive.
  • a suitable adhesive for joining the Konvektorblechs with the steel sheet can be formed for example by an E poxydharzkleber, which is applied in liquid form to the steel sheet and / or the aluminum sheet. This can be, for example, a one-component adhesive that reacts by adding heat in the amount of approximately 180 ° C. to 200 ° C.
  • This adhesive has such heat resistance that no dissolving of the adhesive bond between the sheets occurs under the temperatures of a subsequent painting process of the flat radiator.
  • the adhesive connection can easily be made in the area of flow channels for the heating medium on the corresponding steel sheet wall, thereby creating favorable conditions for the heat transfer from the heating medium to the convector sheet.
  • the illustrated embodiment of a flat radiator comprises two steel sheets 1 and 2, which have a tabular basic shape and are arranged parallel to one another.
  • the steel sheets 1 and 2 are brought into mutual contact with one another at the edges via transition areas 3 in the manner of edge strips 4 and welded to one another in these contact areas.
  • In the outer steel sheet 1 there are vertical beads 5 which leave a distance between them and which pass over lateral oblique transition areas 6 and upper oblique transition areas 7 into undeformed lateral sheet metal parts 8 or an upper, undeformed sheet metal part 9.
  • a sheet metal part corresponding to the sheet metal part 9 is located below the vertical beads 5.
  • the rear or inner steel sheet 2 has a configuration corresponding to the front steel sheet 1 with regard to the edge parts 3 and 4 and the undeformed sheet metal parts 8 and 9, but differs in the configuration of its beads 5 'from that of the beads 5 of the front steel sheet 1.
  • the beads 5 ' also include the oblique transition parts 6 and 7, however, in contrast to the beads 5 running through their bottom in one plane, they have areas 10 in which the beads 5' are guided with their bottom into the bottom plane of the beads 5 , and areas 11, in genes, the beads 5 'are at a distance from the bottom of the beads 5 with their base.
  • the bead areas 10 and 11 are connected to one another via inclined transition areas 12. In the bead areas 10, the steel sheet 2 is spot-welded to the bottom of the respective bead 5 of the steel sheet 1 for reasons of stability.
  • an upper horizontal flow channel 13 for the heating medium, in particular hot water, is formed, a corresponding lower horizontal flow channel being formed at the lower edge region of the flat radiator.
  • vertical flow channels 14 for the heating medium are laterally delimited by the beads 5, 5 '. Characterized in that in the bead areas 11 of the steel sheet 2 this takes a distance from the bottom of the beads 5 of the steel sheet 1, cross-flow channels 15 are created in these areas for the heating medium, which are connected at both ends to a vertical flow channel 14 for the heating medium .
  • a convector sheet 16 made of aluminum is firmly glued to the inner steel sheet 2 by means of a heat-resistant adhesive.
  • the convector plate 16 is shaped in a meandering shape with the formation of broad sides 17 and narrow sides 18 and 19. Its broad sides 17 run at right angles to the broad sides of the steel sheets 1, 2, while its narrow sides 19, which run parallel to the broad side of the steel sheet 2 facing it, form adhesive surfaces for gluing the convector sheet 16 to the steel sheet 2 in the region of the flow channels 14 and 15.
  • the adhesive is applied by means of adhesive layers 20 and 21, which are symbolized by small circles in the sectional views of the drawing.
  • Part of the narrow sides 19 of the convector plate 16 is bonded to the steel plate 2 in the region of the vertical flow channels 14 for the heating medium by the adhesive layers 20, while another part of the narrow sides 19 of the convector plate 16 is bonded to the steel plate 2 in the region of the cross-flow ducts by the adhesive layers 21 15 is glued.

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Abstract

587 Ein Flachheizkörper besteht aus zumindest zwei parallel zueinander angeordneten Stahlblechen (1, 2) von tafelförmiger Grundgestalt, die unter Ausbildung von Strömungskanälen (13, 14, 15) für das Heizmedium zwischen ihren einander zugewandten inneren Breitseiten bereichsweise durch eingeformte Sicken (5, 5') in gegenseitige Anlage gebracht und miteinander verschweißt sind. Mit der äußeren Breitseite eines (2) der beiden Stahlbleche (1, 2) ist ein Konvektorblech (16) aus Aluminium im Bereich von Strömungskanälen (14, 15) für das Heizmedium mittels eines wärmefesten Klebstoffs unmittelbar verklebt. Die Verklebung des Konvektorblechs (16) stellt eine sehr einfache Verbindungsart dar. Gleichzeitig sind besser Bedingungen für den Wärmeübergang vom Heizmedium an das Konvektorblech geschaffen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Flachheizkörper, bestehend aus zumindest zwei parallel zueinander angeordneten Stahlblechen von tafelförmiger Grundgestalt, die unter Ausbildung von Strömungskanälen für das Heizmedium zwischen ihren einander zugewandten inneren Breitseiten bereichsweise durch eingeformte Sicken in gegenseitige Anlage gebracht und in den Anlagebereichen miteinander verschweißt sind, wobei mit der äußeren Breitseite eines der beiden Stahlbleche ein Konvektorblech aus Aluminium fest verbunden ist.
  • Bei einem bekannten Flachheizkörper dieser Art erfolgt die Verbindung des Konvektorblechs aus Aluminium mit dem Stahlblech des Flachheizkörpers durch ein besonderes Schweißverfahren mit Hilfe einer Kondensator-Punktschweißvorrichtung. Zur Durchführung der Schweißverbindung wird das Konvektorblech aus Aluminium mit einer Seite auf das Stahlblech gelegt, und auf die andere Seite des Aluminiumblechs wird ein Stahlblechstreifen aufgelegt, so daß das Aluminiumblech im Anschweißbereich beidseitig von Stahlblech eingefaßt ist. Durch einen Stoßentladungsschweißvorgang wird das Aluminiumblech zwischen den Stahlblechen durchschossen, und es entsteht zwischen den beiden Stahlblechen unter Einfassung des Pluminiumblechs in einem begrenzten Bereich eine Schweißverbindung.Diese bekannte Art der Verbindung des Konvektorblechs aus Aluminium mit dem angrenzenden Stahlblech des Flachheizkörpers ist sehr material- und arbeitsaufwendig, wobei die Schweißverbindungen außerdem auf die Anlagebereiche der in die Stahlbleche des Flachheizkörpers eingearbeiteten Sicken begrenzt sind,
  • in denen aus Stabilitätsgründen eine Punktverschweißung der Stahlbleche vorgenommen ist. Dies bedeutet ungünstige Bedingungen für den übergang der Wärme des Heizmediums auf das Konvektorblech.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flachheizkörper der angegebenen Art zu schaffen, bei dem die Befestigung des Konvektorblechs aus Aluminium am Stahlblech des Flachheizkörpers wesentlich vereinfacht ist und zugleich bessere Bedingungen für den Wärmeübergang vom Heizmedium an das Konvektorblech geschaffen sind.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Konvektorblech aus Aluminium unmittelbar mit der ihm zugewandten, äußeren Breitseite des angrenzenden Stahlblechs im Bereich von Strömungskanälen für das Heizmedium mittels eines wärmefesten Klebstoffs fest verklebt ist. Bei dieser Ausgestaltung ist ein material- und arbeitsaufwendiges spezielles Verbindungsschweißverfahren für das Aluminiumblech vermieden, indem dieses statt dessen mittels eines geeigneten wärmefesten Klebstoffs bzw. Metallklebers mit dem Stahlblech verklebt ist. Ein geeigneter Kleber zum Verbinden des Konvektorblechs mit dem Stahlblech kann beispielsweise von einem Epoxydharzkleber gebildet sein, der in flüssiger Form auf das Stahlblech und/oder das Aluminiumblech aufgetragen wird. Es kann dies z.B. ein Einkomponentenkleber sein, der durch Zuführung von Wärme in Höhe von etwa 180°C bis 200°C reagiert und anschließend unter Abkühlung aushärtet und so die beiden Bleche fest miteinander verbindet. Dieser Kleber besitzt dabei eine solche Wärmefestigkeit, daß unter den Temperaturen eines anschließenden Lackierverfahrens des Flachheizkörpers kein Auflösen der Klebeverbindung zwischen den Blechen eintritt. Darüber hinaus kann die Klebeverbindung ohne weiteres im Bereich von Strömungskanälen für das Heizmedium an der entsprechenden Stahlblechwand vorgenommen sein, wodurch günstige Bedingungen für den Wärmeübergang vom Heizmedium an das Konvektorblech geschaffen sind.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1 eine Vorderansicht der Außenseite des oberen linken Eckbereichs eines Flachheizkörpers,
    • Fig. 2 eine Rückansicht des gleichen linken oberen Eckbereichs des Flachheizkörpers mit Blick auf dessen Innenseite,
    • Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 2,
    • Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie B-B der Fig. 2 und
    • Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie C-C der Fig. 2.
  • Wie die Zeichnung zeigt, umfaßt das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Flachheizkörpers zwei Stahlbleche 1 und 2, die eine tafelförmige Grundgestalt besitzen und parallel zueinander angeordnet sind. Die Stahlbleche 1 und 2 sind randseitig über Übergangsbereiche 3 nach Art von Randleisten 4 in gegenseitige Anlage gebracht und in diesen Anlagebereichen miteinander verschweißt. In das äußere Stahlblech 1 sind senkrechte, zwischen sich jeweils einen Abstand belassende Sicken 5 eingelegt, die über seitliche schräge Ubergangsbereiche 6 und obere schräge Übergangsbereiche 7 in unverformte seitliche Blechteile 8 bzw. ein oberes, unverformtes Blechteil 9 übergehen. Ein dem Blechteil 9 entsprechender Blechteil befindet sich unterhalb der senkrechten Sicken 5.
  • Das rückseitige bzw. innere Stahlblech 2 besitzt eine mit dem vorderen Stahlblech 1 übereinstimmende Ausbildung hinsichtlich der Randteile 3 und 4 sowie der unverformten Blechteile 8 und 9, weicht jedoch in der Ausbildung seiner Sicken 5' von der der Sicken 5 des vorderen Stahlblechs 1 ab. Die Sicken 5' umfassen zwar ebenfalls die schrägen Ubergangsteile 6 und 7, sie besitzen jedoch im Gegensatz zu den mit ihrem Boden in einer Ebene durchlaufenden Sicken 5 Bereiche 10, in denen die Sicken 5' mit ihrem Boden in die Bodenebene der Sicken 5 geführt sind, und Bereiche 11, in Genen die Sicken 5' mit ihrem Boden einen Abstand vom Boden der Sicken 5 aufweisen. Die Sickenbereiche 10 und 11 sind über schräge Ubergangsbereiche 12 miteinander verbunden. In den Sickenbereichen 10 ist das Stahlblbech 2 aus Stabilitätsgründen mit dem Boden der jeweiligen Sicke 5 des Stahlblechs 1 punktverschweißt.
  • Zwischen den Blechteilen 9 der beiden Stahlbleche 1 und 2 ist ein oberer waagerechter Strömungskanal 13 für das Heizmedium, insbesondere Warmwasser, gebildet, wobei ein entsprechender unterer waagerechter Strömungskanal am unteren Randbereich des Flachheizkörpers gebildet ist. Zwischen diesem und dem oberen Strömungskanal 13 erstrecken sich senkrechte Strömungskanäle 14 für das Heizmedium, die seitlich von den Sicken 5, 5' begrenzt sind. Dadurch, daß in den Sickenbereichen 11 des Stahlblechs 2 dieses einen Abstand zum Boden der Sicken 5 des Stahlblechs 1 einnimmt, sind in diesen Bereichen Querströmungskanäle 15 für das Heizmedium geschaffen, die an ihren beiden Enden mit je einem senkrechten Strömungskanal 14 für das Heizmedium verbunden sind.
  • Mit dem inneren Stahlblech 2 ist ein Konvektorblech 16 aus Aluminium mittels eines wärmefesten Klebstoffs fest verklebt. Das Konvektorblech 16 ist mäanderförmig unter Ausbildung von Breitseiten 17 und Schmalseiten 18 und 19 geformt. Seine Breitseiten 17 verlaufen rechtwinklig zu den Breitseiten der Stahlbleche 1,2, während seine parallel zur ihm zugewandten Breitseite des Stahlblechs 2 verlaufendenschmalseiten 19 Klebeflächen für die Verklebung des Konvektorblechs 16 mit dem Stahlblech 2 im Bereich der Strömungskanäle 14 und 15 bilden. Die Verklebung erfolgt durch Klebstoffaufträge 20 und 21, die in den Schnittdarstellungen der Zeichnung durch kleine Kreise versinnbildlicht sind. Durch die Klebstoffaufträge 20 ist ein Teil der Schmalseiten 19 des Konvektorblechs 16 mit dem Stahlblech 2 im Bereich der senkrechten Strömungskanäle 14 für das Heizmedium verklebt, während ein weiterer Teil der Schmalseiten 19 des Konvektorblechs 16 durch die Klebstoffaufträge 21 mit dem Stahlblech 2 im Bereich der Querströmungskanäle 15 verklebt ist. Hierdurch sind gute Bedingungen für den Wärmeübergang vom Heizmedium an das Konvektorblech geschaffen.
  • Es versteht sich, daß in den Schnittdarstellungen gemäß den Fig. 3,4 und 5 der Zeichnung der Abstand des Konvektorblechs 16 vom angrenzenden Stahlblech 2 übertrieben groß dargestellt worden ist,um die Klebstoffaufträge 20,21 zur Darstellung zu bringen, die das Konvektorblech 16 mit dem Stahlblech 2 innig verbinden.

Claims (7)

1. Flachheizkörper, bestehend aus zumindest zwei parallel zueinander angeordneten Stahlblechen von tafelförmiger Grundgestalt, die unter Ausbildung von Strömungskanälen für das Heizmedium zwischen ihren einander zugewandten inneren Breitseiten bereichsweise durch eingeformte Sicken in gegenseitige Anlage gebracht und in den Anlagebereichen miteinander verschweißt sind, wobei mit der äußeren Breitseite eines der beiden Stahlbleche ein Konvektorblech aus Aluminium fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvektorblech (16) aus Aluminium unmittelbar mit der ihm zugewandten, äußeren Breitseite des angrenzenden Stahlblechs (2) im Bereich von Strömungskanälen (14,15) für das Heizmedium mittels eines wärmefesten Klebstoffs fest verklebt ist.
2. Flachheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvektorblech (16) mäanderförmig unter Ausbildung von Breitseiten (17) und Schmalseiten (18,19) geformt ist, seine Breitseiten (17) rechtwinklig zu den Breitseiten der Stahlbleche (1,2) verlaufen und seine Schmalseiten (19) parallel zur ihm zugewandten Breitseite des angrenzenden Stahlblechs (2) verlaufende Klebeflächen bilden.
3. Flachheizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Schmalseiten (19) des Konvektorblechs (16) durch Klebstoffaufträge (20) mit dem angrenzenden Stahlblech (2) im Bereich senkrechter Strömungskanäle (14) für das Heizmedium verklebt ist.
4. Flachheizkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Schmalseiten (19) des Konvektorblechs (16) durch Klebstoffaufträge (21) mit dem angrenzenden Stahlblech (2) im Bereich von in dieses eingeformten Sicken (5') verklebt ist.
5. Flachheizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Sicken (5,5') der beiden Stahlbleche (1,2) in Verklebungsbereichen des Konvektorbleches (16) mit dem diesem zugewandten Stahlblech (2) einen einen Querströmungskanal (15) für das Heizmedium bildenden gegenseitigen Abstand aufweisen.
6. Flachheizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querströmungskanäle (15) an ihren beiden Enden mit je einem senkrechten Strömungskanal (14) für das Heizmedium verbunden sind.
7. Flachheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Konvektorblech (16) mit dem Stahlblech (2) verbindenden Klebstoffaufträge (20,21) von einem in flüssiger Form aufgetragenen Epoxidharzkleber gebildet sind, der unter Wärmezufuhr aktiviert und ausgehärtet ist.
EP85112346A 1984-10-05 1985-09-28 Flachheizkörper Withdrawn EP0176997A3 (de)

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DE19848429260U DE8429260U1 (de) 1984-10-05 1984-10-05 Flachheizkoerper

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EP0176997A2 true EP0176997A2 (de) 1986-04-09
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EP85112346A Withdrawn EP0176997A3 (de) 1984-10-05 1985-09-28 Flachheizkörper

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BE (1) BE901049A (de)
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