EP0399951A1 - Procédé pour la formation d'un boudin continu dans la fabrication des cigarettes et appareil pour la mise en oeuvre du procédé - Google Patents
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- A24C5/14—Machines of the continuous-rod type
- A24C5/18—Forming the rod
- A24C5/1871—Devices for regulating the tobacco quantity
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- Y10S131/00—Tobacco
- Y10S131/906—Sensing condition or characteristic of continuous tobacco rod
Definitions
- the density of tobacco particles does not have a constant value along each cigarette. On the contrary, it follows a determined profile. However, we are trying to ensure that this profile is the same for all cigarettes. Similarly, it is sought to control with as much precision as possible the degree of humidity and the other characteristics of the tobacco particles.
- This device is ca For example, it is possible to read the filling rate of the tobacco particles twenty-four times along each cigarette and to record and display the data thus captured. It automatically eliminates cigarettes which are deemed to be defective in a production of cigarettes reaching values of 5,000 or even 10,000 cigarettes per minute.
- the clipper is the device that controls the filling rate of the rod so that the data captured during production must act on this device so as to adjust its position permanently.
- this adjustment method and the corresponding device have defects due to the fact that the measurement of the weakening of the intensity of a radiation passing through the layer is not a reliable data.
- This weakening can come either from an excessive thickness of the layer, or from the fact that relatively large particles are pressed against the strip. These two situations produce the same effect on the measuring device, so that it is not in a position to discriminate between them.
- the object of the present invention is therefore to improve the measurement methods so as to eliminate the confusion which previously existed in the devices of the prior art.
- one of the objects of the present invention is a process for the formation of a continuous rod in the manufacture of cigarettes, comprising the suction of an air flow entraining tobacco particles, to form a layer of tobacco applied against a conveyor belt, the clipping of this layer, and one or more measurement operations providing one or more data which control the clipping operation, characterized in that two measurement operations are carried out continuously before the clipping, these measurements relate to the height of the layer and to its porosity, a parameter corresponding to the linear density of the layer of tobacco is formed with the values obtained from said measurement operations and by application of a predetermined algorithm. this parameter is used as data to control the clipping operation.
- Another object of the invention is a device for implementing the method according to claim 1, comprising a conveyor belt, means for sucking in an air flow, capable of conveying a flow of tobacco particles with the air flow sucked in, and to concentrate these particles in the form of a layer pressed against the conveyor belt, a clipping device and a device for controlling the thickness of the layer, characterized in that the latter device comprises means separate measurement for the porosity and the height of said tobacco layer, signal processing means capable of developing a control parameter from measurement signals emitted by the measurement means, and a means for adjusting the action of the clipper, reacting to the instantaneous value of said parameter.
- the general principle of the formation of the sausage is illustrated in fig. 2.
- An endless conveyor belt 1, which is made of nylon permeable to the air is mounted on rollers 2 and moves in the direction indicated by the arrow 3.
- a device 4 for supplying tobacco is placed under the right end of device 1, 2.
- the tobacco particles are loose in a reservoir and, by means of a fan (not shown), an air flow 6 is created which crosses the two strands of the strip 1 and which conveys the tobacco particles in an ascending and oblique direction so as to accumulate them in the form of a layer 5 under the lower strand of the strip 1.
- the compression ratio and the thickness of the layer 5 roughly depend on the characteristics of the air flow.
- the tube itself takes its final structure thanks to two devices which, as we have seen, can be combined and which are shown diagrammatically in FIG. 2 in the form of the clipper 7 and the intermittent compression cam 8.
- the tobacco particles, separated by the clipper, fall into a tank 9 and are collected in the direction of the supply tank 4, by means which do not are not shown.
- the flange proper 10, which now has its final compression and cross-sectional properties, is led downstream. It is wrapped in a continuous strip of paper, which will then be glued longitudinally and then sectioned to form cigarettes.
- Fig. 3 shows in more detail, although schematically, the conditions for forming the layer 5.
- the air flow 6 is generally at a pressure below atmospheric pressure since it is sucked in by a fan, but the pressure, on the upper side of the strip 1, is lower than the pressure in the lower space, the pressure drop depending on the fact that the tobacco particles accumulated against the strip 1 obstruct the passage of air.
- the thickness of the tobacco layer 5 is irregular.
- waves form which the clipper 7 has the function of regularizing.
- the thickness of the tobacco layer in its downstream part designated by 10
- the thickness of the tobacco layer is determined by the height of a pair of rotating discs, driven by a motor and mounted on a support which can be either fixed or movable in height.
- the position of the clipper is fixed.
- a direct current servo motor 11 placed above the strip 1 facing the clipper, can actuate a push rod 12 up or down, so as to modify the position of strip 1 opposite the clipper, which adjusts the thickness of layer 10.
- two data sensors are provided, upstream of the clipper and the thickness regulator 11, 12 which are constituted, in the particular case, by a measuring device with a laser beam 13, which determines the instantaneous height of the layer 5 at the place where it is placed and by a pressure sensor 14, located immediately downstream of the height measuring instrument 13.
- the height measurement 13 is of a type known per se. It can operate by means of a laser beam of which it measures the weakening of the intensity during the crossing of the layer 5. It can also be constituted by an instrument for measuring the intensity of an infrared radiation or of a flow of electrons, that is to say of a ⁇ radiation. This ins measuring instrument is capable of giving repeated indications, taken at intervals of 0.5 to 12 ms and of producing electronic signals corresponding to the measured values, so as to transmit them to the apparatus for developing the parameter of ordered.
- the pressure sensor 14 measures the pressure difference between the lower zone and the upper zone of the layer 5 according to a surface whose dimension, in the direction of movement of the strip 1, is very small, while the dimension in the direction perpendicular to the drawing covers the entire width of layer 5. It therefore measures the porosity of the tobacco accumulated in layer 5.
- the pressure sensor can emit signals giving the measurement values at time intervals of 0.5 to 12 ms , so that, for example, for a flow rate of the order of 5,000 / min and a measurement time constant of 0.5 ms, the apparatus can emit twenty-four measurement signals over the length of each cigarette. These signals are used to make two corrections to each cigarette.
- Fig. 4 again shows the main elements of the tube forming device.
- the motor 11 is controlled by an encoder 15 which receives its orders from a position transducer 16, itself connected to a central unit 17.
- the height measurement signals emitted by the measurement device 13 are amplified at 18 and transmitted to a calculation unit 19 which also receives, from an amplifier 20, the pressure measurement signals transmitted by the measurement element 14.
- the calculation unit 19 implements a predetermined algorithm which provides, at its output, a signal representing a parameter F, which is transmitted to the main processing unit 17. It is from the values of this parameter that the orders are developed and transmitted by the transducer 16 to the encoder 15 and, consequently, by the motor 11 to the linear actuator which controls the position of the element 12.
- control and statistical measurement unit 21 can receive the data necessary for its operation from the central unit 17. It can also receive indications from a radioactivity controller 22, placed on the path of the rod and controlling the sausage from the point of view of possible nuclear emissions.
- control system 21 can also process other data collected downstream on the rod or upstream in the reserve 4 of the loose tobacco particles.
- An integrated measurement and adjustment control unit is thus produced, capable of operating with an extraordinarily fast response time constant, capable of being programmed at will.
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- Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
Abstract
La couche de tabac (5) est amoncelée contre la bande transporteuse (2) par le flux d'air (6). L'écrêteur (7) élimine le tabac superflu et forme la couche terminale (10) qui sera ensuite enrobée dans le papier pour former le boudin. L'unité de mesure (13) mesure l'épaisseur de la couche (5) au moyen de l'affaiblissement d'un rayon tandis que l'unité de mesure (14) mesure le degré de porosité de la couche grâce à la chute de pression entre le côté inférieur et le côté supérieur de la couche. Ces deux données sont transmises à l'unité de calcul (19) qui forme le paramètre (F), transmis à l'unité centrale (17) qui fournit au transcodeur (16) les impulsions actionnant l'encodeur (15) du moteur (11). Celui-ci règle l'épaisseur de la couche (10).
Description
- Depuis un certain temps, les méthodes de contrôle utilisées dans la fabrication automatique et en grande série des cigarettes font l'objet de perfectionnements qui portent sur la précision des opérations de contrôle et qui ont pour but l'obtention d'un produit fini dont les caractéristiques et la qualité peuvent être garanties avec une continuité parfaite à l'intérieur de limites toujours plus précises.
- C'est ainsi que l'on cherche à obtenir que la densité des particules de tabac, le long de chaque cigarette, et par conséquent le degré de compression de ces particules, aient des valeurs tout à fait prédéterminées et constantes. D'autre part, pour améliorer la qualité du produit, on prévoit d'assurer une compression du tabac légèrement plus forte aux extrémités de chaque cigarette que dans la partie centrale afin d'éviter le risque de déperdition de particules. Ainsi, par exemple, la demande publiée EP-0354874 du même déposant décrit un dispositif qui combine l'opération d'écrêtage et l'opération de compression intermittente du boudin.
- La densité des particules de tabac n'a pas une valeur constante le long de chaque cigarette. Au contraire, elle suit un profil déterminé. Cependant, on cherche à ce que ce profil soit le même pour toutes les cigarettes. De même, on cherche à contrôler avec autant de précision que possible le degré d'humidité et les autres caractéristiques des particules de tabac.
- On a développé récemment un système de contrôle électronique qui permet de traiter de manière statistique de nombreuses données. Cet appareil est ca pable, par exemple, de relever le taux de remplissage des particules de tabac vingt-quatre fois le long de chaque cigarette et d'enregistrer et d'afficher les données ainsi captées. Il permet d'éliminer automatiquement les cigarettes qui sont jugées défectueuses dans une production de cigarettes atteignant des valeurs de 5'000 ou même de 10'000 cigarettes par minute.
- L'écrêteur est l'appareil qui commande le taux de remplissage du boudin de sorte que les données captées en cours de production doivent agir sur cet appareil de manière à régler sa position en permanence.
- On connaît déjà des procédés et des dispositifs qui déterminent la densité de la couche de tabac dans une section verticale du flux, à l'avant de l'écrêteur. La détermination de la densité se fait généralement par mesure de l'affaiblissement d'un rayonnement qui traverse la couche (voir par exemple GB-2 028 097, GB-2 207 595, FR-2 299 822).
- Pour éviter des phénomènes d'instabilité découlant du fait qu'en général la couche de tabac qui se forme contre la bande transporteuse présente des ondulations, on a aussi prévu de contrôler l'action de l'écrêteur à partir de prises de mesure de hauteur qui se font à l'amont et à l'aval de l'appareil.
- Dans cet ordre d'idée, on connaît, par la publication de demande de brevet DE-37 05 576, un procédé et un dispositif dans lequel ont lieu des prises de mesure successives de l'affaiblissement d'un flux de rayons à travers la couche en deux emplacements situés respectivement à l'amont et à l'aval de l'écrêteur. Ces mesures sont traitées en fonction d'un algorithme prédéterminé pour former un signal qui commande l'écrêteur.
- On a toutefois constaté que cette méthode de réglage et le dispositif correspondant présentent des défauts dus au fait que la mesure de l'affaiblissement de l'intensité d'un rayonnement traversant la couche n'est pas une donnée fiable. Cet affaiblissement peut provenir soit d'une épaisseur excessive de la couche, soit du fait que des particules de relativement grandes dimensions sont tassées contre la bande. Ces deux situations produisent le même effet sur l'appareil de mesure, de sorte que celui-ci n'est pas en état de les discriminer.
- Le but de la présente invention est donc de perfectionner les méthodes de mesure de façon à éliminer la confusion qui existait jusque-là dans les appareils de l'art antérieur.
- On a constaté qu'il était possible d'effectuer la discrimination nécessaire en procédant, à l'amont de l'écrêteur, deux sortes de mesures différentes et en traitant convenablement les signaux représentant les résultats de ces mesures.
- Dans ce but, un des objets de la présente invention est un procédé pour la formation d'un boudin continu dans la fabrication des cigarettes, comprenant l'aspiration d'un flux d'air entraînant des particules de tabac, pour former une couche de tabac appliquée contre une bande transporteuse, l'écrêtage de cette couche, et une ou plusieurs opérations de mesure fournissant une ou des données qui commandent l'opération d'écrêtage, caractérisé en ce que deux opérations de mesure sont effectuées en continu avant l'écrêtage, ces mesures portent sur la hauteur de la couche et sur sa porosité, on forme avec les valeurs issues des dites opérations de mesure et par application d'un algorithme prédéterminé, un paramètre correspondant à la densité linéaire de la couche de tabac, et on utilise ce paramètre comme donnée pour commander l'opération d'écrêtage.
- Un autre objet de l'invention est un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une bande transporteuse, des moyens d'aspiration d'un flux d'air, capables de véhiculer un flux de particules de tabac avec le flux d'air aspiré, et de concentrer ces particules sous forme d'une couche appuyée contre la bande transporteuse, un dispositif écrêteur et un dispositif de commande de l'épaisseur de la couche, caractérisé en ce que ce dernier dispositif comporte des moyens de mesure distincts pour la porosité et la hauteur de la dite couche de tabac, des moyens de traitement de signaux capables d'élaborer un paramètre de commande à partir de signaux de mesure émis par les moyens de mesure, et un moyen d'ajustage de l'action de l'écrêteur, réagissant à la valeur instantanée du dit paramètre.
- On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante du procédé et de l'appareil définis ci-dessus.
- Pour cela, on se référera au dessin annexé dont
- la fig. 1 est une vue générale en perspective de la machine,
- la fig. 2 est une vue schématique illustrant les principales opérations au cours de la formation du boudin,
- la fig. 3 est une vue en coupe longitudinale schématique, montrant la position des capteurs,
- la fig. 4 est une vue également schématique, montrant l'appareillage de formation du boudin et les éléments principaux du système de traitement des signaux de mesure.
- Le principe général de la formation du boudin est illustré à la fig. 2. Une bande transporteuse sans fin 1, qui est constituée d'un nylon perméable à l'air, est montée sur des galets 2 et se déplace dans le sens indiqué par la flèche 3. Un dispositif 4 de fourniture de tabac est placé sous l'extrémité droite du dispositif 1, 2. Les particules de tabac sont en vrac dans un réservoir et, au moyen d'un ventilateur (non représenté), on crée un flux d'air 6 qui traverse les deux brins de la bande 1 et qui véhicule les particules de tabac dans le sens ascendant et oblique de façon à les accumuler sous forme d'une couche 5 sous le brin inférieur de la bande 1. Le taux de compression et l'épaisseur de la couche 5 dépendent grossièrement des caractéristiques du flux d'air. Le boudin proprement dit prend sa structure finale grâce à deux dispositifs qui, comme on l'a vu, peuvent être combinés et qui sont représentés schématiquement à la fig. 2 sous forme de l'écrêteur 7 et de la came de compression intermittente 8. Les particules de tabac, séparées par l'écrêteur, tombent dans un bac 9 et sont récupérées en direction du réservoir d'alimentation 4, par des moyens qui ne sont pas représentés. Le boudin proprement dit 10, qui présente maintenant ses propriétés de compression et de section transversale définitives est conduit vers l'aval. Il est enrobé dans une bande de papier continue, qui sera ensuite collée longitudinalement puis sectionnée pour former les cigarettes.
- La fig. 3 montre plus en détail, quoique schématiquement, les conditions de formation de la couche 5. Le flux d'air 6 est, de façon générale, à une pression inférieure à la pression atmosphérique puisque il est aspiré par un ventilateur, mais la pression, du côté supérieur de la bande 1, est plus basse que la pression dans l'espace inférieur, la chute de pression dépendant du fait que les particules de tabac accumulées contre la bande 1 font obstacle au passage de l'air. On voit aussi à la fig. 3 que l'épaisseur de la couche de tabac 5 est irrégulière. Par suite de phénomènes d'instabilité difficilement contrôlables, il se forme des vagues que l'écrêteur 7 a pour fonction de régulariser.
- En ce qui concerne ce dernier appareil, qui a été décrit dans la demande de brevet mentionnée plus haut et qui est connu en soi, il n'est pas nécessaire de donner de nombreux détails. Disons simplement que l'épaisseur de la couche de tabac, dans sa partie aval désignée par 10, est déterminée par la hauteur d'une paire de disques tournants, entraînés par un moteur et montés sur un support qui peut être soit fixe soit mobile en hauteur. Dans le cas illustré par la fig. 2, la position de l'écrêteur est fixe. En revanche, un servo-moteur à courant continu 11 (fig. 3), placé au-dessus de la bande 1 en regard de l'écrêteur, peut actionner une tige de poussoir 12 vers le haut ou vers le bas, de façon à modifier la position de la bande 1 en regard de l'écrêteur, ce qui règle l'épaisseur de la couche 10.
- Pour la mise en oeuvre du procédé défini plus haut, on prévoit, à l'amont de l'écrêteur et du régulateur d'épaisseur 11, 12, deux capteurs de données qui sont constitués, dans le cas particulier, par un dispositif de mesure à rayon laser 13, qui détermine la hauteur instantanée de la couche 5 à l'endroit où il est placé et par un capteur de pression 14, situé immédiatement à l'aval de l'instrument de mesure de hauteur 13. L'instrument de mesure de hauteur 13 est d'un type connu en soi. Il peut fonctionner au moyen d'un rayon laser dont il mesure l'affaiblissement de l'intensité au cours de la traversée de la couche 5. Il peut également être constitué par un instrument de mesure de l'intensité d'un rayonnement infrarouge ou d'un flux d'électrons, c'est-à-dire d'un rayonnement β. Cet ins trument de mesure est capable de donner des indications répétées, prises à des intervalles de temps de 0,5 à 12 ms et de produire des signaux électroniques correspondant aux valeurs mesurées, de façon à les transmettre à l'appareillage d'élaboration du paramètre de commande.
- Le capteur de pression 14 mesure la différence de pression entre la zone inférieure et la zone supérieure de la couche 5 selon une surface dont la dimension, dans le sens de déplacement de la bande 1, est très faible, tandis que la dimension dans le sens perpendiculaire au dessin couvre toute la largeur de la couche 5. Il mesure donc la porosité du tabac accumulé dans la couche 5. Le capteur de pression peut émettre des signaux donnant les valeurs de mesure à des intervalles de temps de 0,5 à 12 ms, de sorte que, par exemple, pour un débit de l'ordre de 5'000/min et une constante de temps de mesure de 0,5 ms, l'appareillage peut émettre vingt-quatre signaux de mesure sur la longueur de chaque cigarette. Ces signaux sont utilisés pour effectuer deux corrections sur chaque cigarette.
- La fig. 4 montre à nouveau les éléments principaux de l'appareil formateur du boudin. Le moteur 11 est commandé par un encodeur 15 qui reçoit ses ordres d'un transducteur de position 16, relié lui-même à une unité centrale 17. Les signaux de mesure de hauteur émis par le dispositif de mesure 13 sont amplifiés en 18 et transmis à une unité de calcul 19 qui reçoit également, d'un amplificateur 20, les signaux de mesure de pression transmis par l'élément de mesure 14. Au moyen des données des deux amplificateurs 18 et 20, l'unité de calcul 19 met en oeuvre un algorithme prédéterminé qui fournit, à sa sortie, un signal représentant un paramètre F, qui est transmis à l'unité de traitement principale 17. C'est à partir des valeurs de ce paramètre que les ordres sont élaborés et transmis par le transducteur 16 à l'encodeur 15 et, par conséquent, par le moteur 11 à l'actuateur linéaire qui commande la position de l'élément 12.
- Comme on le voit également à la fig. 4, l'unité de contrôle et de mesures statistiques 21 peut recevoir les données nécessaires à son fonctionnement de l'unité centrale 17. Elle peut également recevoir des indications d'un contrôleur de radioactivité 22, placé sur le parcours du boudin et contrôlant le boudin du point de vue des émissions éventuelles d'ordre nucléaire.
- Il est évident encore que le système de contrôle 21 peut traiter également d'autres données captées en aval sur le boudin ou en amont dans la réserve 4 des particules de tabac en vrac.
- On réalise ainsi une unité de contrôle de mesures et de réglage intégrée et capable de fonctionner avec une constante de temps de réponse extraordinairement rapide, susceptible d'être programmée à volonté.
Claims (11)
1. Procédé pour la formation d'un boudin continu dans la fabrication des cigarettes, comprenant l'aspiration d'un flux d'air entraînant des particules de tabac, pour former une couche de tabac appliquée contre une bande transporteuse, l'écrêtage de cette couche, et une ou plusieurs opérations de mesure fournissant une ou des données qui commandent l'opération d'écrêtage,
caractérisé en ce que deux opérations de mesure sont effectuées en continu avant l'écrêtage, ces mesures portent sur la hauteur de la couche et sur sa porosité, on forme avec les valeurs issues des dites opérations de mesure et par application d'un algorithme prédéterminé, un paramètre correspondant à la densité linéaire de la couche de tabac, et on utilise ce paramètre comme donnée pour commander l'opération d'écrêtage.
caractérisé en ce que deux opérations de mesure sont effectuées en continu avant l'écrêtage, ces mesures portent sur la hauteur de la couche et sur sa porosité, on forme avec les valeurs issues des dites opérations de mesure et par application d'un algorithme prédéterminé, un paramètre correspondant à la densité linéaire de la couche de tabac, et on utilise ce paramètre comme donnée pour commander l'opération d'écrêtage.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de la porosité comporte la mesure de la chute de pression subie lors de la traversée de la couche de tabac par une portion du flux d'air aspiré à travers cette couche.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de la hauteur de la couche de tabac comporte la mesure de l'affaiblissement d'un faisceau de rayons émis à travers la couche.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de l'écrêtage consiste dans un déplacement contrôlé de l'écrêteur ou de la bande transporteuse, de manière à modifier l'épaisseur de la couche régularisée par l'écrêteur.
5. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une bande transporteuse, des moyens d'aspiration d'un flux d'air, capables de véhiculer un flux de particules de tabac avec le flux d'air aspiré, et de concentrer ces particules sous forme d'une couche appuyée contre la bande transporteuse, un dispositif écrêteur et un dispositif de commande de l'épaisseur de la couche, caractérisé en ce que ce dernier dispositif comporte des moyens de mesure distincts pour la porosité et la hauteur de la dite couche de tabac, des moyens de traitement de signaux capables d'élaborer un paramètre de commande à partir de signaux de mesure émis par les moyens de mesure, et un moyen d'ajustage de l'action de l'écrêteur, réagissant à la valeur instantanée du dit paramètre.
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de mesure sont agencés pour mesurer la hauteur et la porosité de la couche de tabac en des emplacements voisins situés à l'amont de l'écrêteur.
7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la hauteur de la couche sont du type à rayon laser.
8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la porosité de la couche de tabac sont agencés pour mesurer la chute de pression du flux d'air dans son parcours à travers la couche de tabac sur une portion de surface de la couche.
9. Appareil selon la revendication 5, carac térisé en ce que les moyens d'ajustage de l'action de l'écrêteur sont associés à l'écrêteur et le déplacent dans une direction perpendiculaire à la bande transporteuse.
10. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'ajustage de l'action de l'écrêteur sont associés à la bande transporteuse et déplacent une partie de cette bande située en face de l'écrêteur dans une direction perpendiculaire à la bande.
11. Appareil selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens d'ajustage de l'action de l'écrêteur comportent un moteur à courant continu associé à un donneur d'impulsions qui réagit à la valeur du paramètre.
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CH2012/89A CH683227A5 (fr) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | Procédé pour la formation d'un boudin continu dans la fabrication des cigarettes et appareil pour la mise en oeuvre du procédé. |
CH2012/89 | 1989-05-25 |
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