EP1207590A2 - Gehäuse für eine elektrische Schaltung - Google Patents

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EP1207590A2
EP1207590A2 EP01126352A EP01126352A EP1207590A2 EP 1207590 A2 EP1207590 A2 EP 1207590A2 EP 01126352 A EP01126352 A EP 01126352A EP 01126352 A EP01126352 A EP 01126352A EP 1207590 A2 EP1207590 A2 EP 1207590A2
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EP
European Patent Office
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housing
connection point
conductor
connection
connecting conductor
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EP01126352A
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Axel Ihlein
Volker Heitbreder
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Hella GmbH and Co KGaA
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Hella KGaA Huek and Co
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    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2442—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted with a single cantilevered beam
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    • H01R12/70—Coupling devices
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    • H01R12/714—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit with contacts abutting directly the printed circuit; Button contacts therefore provided on the printed circuit
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    • H01R13/2464—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point

Definitions

  • the invention relates to a housing for an electrical circuit consisting of a first housing part, in or on which the circuit and at least one electrical Connection point for the circuit is arranged, and a second housing part in which at least one connecting conductor is arranged, the circuit inside the housing by contacting the connection point with an electrical line outside the Housing connects.
  • the two housing parts are used to form the housing together.
  • ballast for gas discharge lamps in one Motor vehicle.
  • a ballast consists of a base plate as the first Housing part on which the electrical circuit with the connection points is arranged, and a housing cover as a second housing part, in which the connection conductors sit.
  • the object of the invention is to provide a generic housing for an electrical circuit create where the connection points on the circuit in easier and more reliable Way with the connection conductors for the electrical outside the housing Lines can be contacted.
  • connection conductors in Joining direction of the two housing parts are resilient, the Connection conductor in the assembled state of the two housing parts under compression be pressed against the connection point.
  • the spring-elastic design of the connecting conductors in the joining direction makes it easier and reliably causes tolerance compensation in the joining direction of the housing parts. This is particularly important if the installation position of the circuit (incl. Connection points) in the first housing part due to manufacturing tolerances in the joining direction (z direction) has a certain inaccuracy.
  • the resilient Connection conductors designed so that they are always within the tolerance range cause reliable contacting, the tolerance compensation by a different elastic compression of the connecting conductor is effected.
  • the pressure forces change only slightly; Pressure forces that destroy the circuit carrier could be avoided. This is particularly advantageous if a Circuit carrier made of ceramic is used, which is naturally very brittle and therefore is sensitive to breakage.
  • the type of spring according to the invention has Contacting still the advantage that this contacting is detachable. This is special In the case of a repair, this is an advantage if, for example, a defective circuit is replaced shall be.
  • Figure 1 shows a section through the two housing parts (I, II) before assembly.
  • the Joining direction in which the two housing parts are assembled corresponds to drawn z-axis.
  • the first housing part (I) is shown in the Embodiment designed as a metallic base plate on which a circuit carrier (4), for example made of ceramic, is fastened by means of an adhesive (6).
  • the actual circuit is not shown.
  • a connection point (1) for is located on the circuit carrier (4) the electrical circuit.
  • This connection point (1) is a metallic contact plate formed and fixed via a solder connection (7) on the circuit carrier (4). That the Contact plates forming connection point (1) can, for example, be made of a base material exist like copper and have a precious metal coating, e.g. B. made of gold.
  • connection conductor (2) In the second housing part (II), which is mounted on the base plate (I) as the upper housing part is a spring-elastic connecting conductor in the joining direction of the two housing parts (I, II) (2) arranged the circuit inside the housing by contacting the Connection point (1) with an electrical line (not shown) outside the housing combines.
  • connection conductor (2) In the assembled state of the two housing parts, the connection conductor (2) pressed against the connection point (1).
  • the connection conductor (2) is configured at its connection point (1) End (2A) half S-shaped. With a larger housing, the connection conductor (2) also be S-shaped.
  • the manufacture of an S-shaped spring is special simple and inexpensive to implement by using the connection conductor (2) as a stamped and is formed in accordance with an S-shaped sheet metal strip, preferably with a Gold plating is provided.
  • connection conductor (2) has in the embodiment shown a dome-shaped elevation (2A *).
  • This Elevation (punch) is advantageously produced by embossing the metal strip.
  • the connecting conductor (2) With this mark (2A *) the connecting conductor (2) becomes almost punctiform or at least with a small surface pressed against the connection point (1), which is sufficient large contact force for the electrical contacting is ensured.
  • much larger area of the Connection point (2) forming contact plate is thereby ensured that the Surface pressure applied to the circuit carrier (4) is low.
  • This is in particular in the case of a circuit carrier (4) made of a brittle material, such as ceramic, from Advantage.
  • the dome-shaped design of the contact plate (1) is in any case a sufficient normal force of the resilient connection conductor (2) on the contact plate causes - even if the connection conductor (1) opposite the contact plate (1) is slightly inclined due to tolerances.
  • a centering of the connecting conductor (2) in one piece is advantageously trained mark (2A *) in the plane perpendicular to the joining direction (x, y plane).
  • tolerance compensation perpendicular to the joining direction.
  • the connecting conductor (2) has one at its end (2B) lying outside the housing Connector pin (2A) for connecting a connector connected to the electrical cable (not shown).
  • the connecting conductor (2) itself is held in a plastic part (3), that was sprayed around the connecting conductor (2) as an insert.
  • This plastic part (3) is arranged with the connecting conductor (2) in an opening of the second housing part (II).
  • the opening also forms the plug-in area (5) for receiving the electrical plug Line off.
  • the second housing part (II) consists of Metal, the plastic part (3) with the connection conductor (2) being embedded directly in the housing part (II) is injected.
  • the connecting conductor (2) is over the plastic part (3) thus kept electrically insulated in the metallic upper housing part (II).
  • the upper housing part consists of plastic and is manufactured in an injection molding process with the connection conductor embedded.
  • the two housing parts are held together, for example, by a screw connection or a clamp.
  • the electrical contacting of the connection conductor with the connection point is also automatically effected.
  • Both structural tolerances of the two housing parts and tolerances during the assembly (joining) of the two housing parts in all three spatial directions are compensated for, so that reliable contacting of the connection conductor with the connection point is permanently guaranteed.
  • this tolerance compensation is brought about by the spring-elastic design of the connecting conductor in the joining direction and by the dome-shaped depression of the connection point in connection with the punched connecting conductor. In this way, relaxation and different setting behavior of different materials (eg the adhesive with which the circuit carrier is fixed), which play a major role, especially in the case of large temperature differences, are reliably compensated for.
  • the invention is not based on a housing with a connecting conductor limited to a junction. Rather, are also in the illustrated embodiment perpendicular to the plane of the drawing, several connecting conductors of the same design and Connection points arranged spaced one behind the other.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für eine elektrische Schaltung bestehend aus einem ersten Gehäuseteil (I), in dem die Schaltung und mindestens eine elektrische Anschlussstelle (1) für die Schaltung angeordnet ist, einem zweiten Gehäuseteil (II), in dem mindestens ein Anschlussleiter (2) angeordnet ist, der die Schaltung im Inneren des Gehäuses durch Kontaktierung der Anschlussstelle (1) mit einer elektrischen Leitung außerhalb des Gehäuses verbindet, wobei die beiden Gehäuseteile (I, II) zur Ausbildung des Gehäuses zusammengefügt werden. Dabei ist der Anschlussleiter (2) in Fügerichtung der beiden Gehäuseteile (I,II) federelastisch ausgebildet, wobei der Anschlussleiter (2) im zusammengebauten Zustand der beiden Gehäuseteile (I,II) unter Stauchung gegen die Anschlussstelle (1) gedrückt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für eine elektrische Schaltung bestehend aus einem ersten Gehäuseteil, in dem oder auf dem die Schaltung und mindestens eine elektrische Anschlussstelle für die Schaltung angeordnet ist, und einem zweiten Gehäuseteil, in dem mindestens ein Anschlussleiter angeordnet ist, der die Schaltung im Inneren des Gehäuses durch Kontaktierung der Anschlussstelle mit einer elektrischen Leitung außerhalb des Gehäuses verbindet. Zur Ausbildung des Gehäuses werden die beiden Gehäuseteile zusammengefügt.
Ein Beispiel hierfür ist ein elektrisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen in einem Kraftfahrzeug. Ein solches Vorschaltgerät besteht aus einer Grundplatte als erstem Gehäuseteil, auf dem die elektrische Schaltung mit den Anschlussstellen angeordnet ist, und einem Gehäusedeckel als zweitem Gehäuseteil, in dem die Anschlussleiter sitzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Gehäuse für eine elektrische Schaltung zu schaffen, bei dem die Anschlussstellen auf der Schaltung in einfacher und zuverlässiger Weise mit den Anschlussleitern für die außerhalb des Gehäuses liegenden elektrischen Leitungen kontaktierbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Anschlussleiter in Fügerichtung der beiden Gehäuseteile federelastisch ausgebildet sind, wobei die Anschlussleiter im zusammengebauten Zustand der beiden Gehäuseteile unter Stauchung gegen die Anschlussstelle gedrückt werden.
Durch die federelastische Ausbildung der Anschlussleiter in Fügerichtung wird in einfacher und zuverlässiger Weise ein Toleranzausgleich in Fügerichtung der Gehäuseteile bewirkt. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Einbauposition der Schaltung (inkl. Anschlussstellen) in das erste Gehäuseteil aufgrund von Fertigungstoleranzen in Fügerichtung (z-Richtung) eine gewisse Ungenauigkeit aufweist. Dabei sind die federelastischen Anschlussleiter so ausgelegt, dass sie innerhalb des Toleranzbereiches immer eine zuverlässige Kontaktierung bewirken, wobei der Toleranzausgleich durch eine unterschiedliche elastische Stauchung der Anschlussleiter bewirkt wird. Die Andruckkräfte ändern sich dabei nur geringfügig; Andruckkräfte, die den Schaltungsträger zerstören könnten, werden sicher vermieden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Schaltungsträger aus Keramik eingesetzt wird, der naturgemäß sehr spröde und damit bruchempfindlich ist. Bisher wurden elektrische Schaltungen, die auf einem Keramikträger aufgebracht sind, in der sogenannten Bonddrahttechnik kontaktiert. Zu diesem Zweck wurde um den keramischen Schaltungsträger herum ein metallischer Rahmen (lead frame) angeordnet, der die Anschlussleiter aufweist. Anschließend wurde der Bonddraht mit einem Ende auf die Anschlussstelle des Schaltungsträgers und mit seinem anderen Ende auf den Anschlussleiter gebondet (z.B. durch Ultraschall). Dieser Prozess ist jedoch sehr aufwendig und fehleranfällig, insbesondere, da zwischen dem Anschlussleiter und der Anschlussstelle zwei Verbindungsstellen bestehen, wobei jede Verbindungsstelle eine Fehlerquelle darstellt. Die Anordnung aus keramischem Schaltungsträger und lead frame wird dann noch nach dem Stand der Technik durch ein separates Gehäuseoberteil verschlossen.
Gegenüber einer Bonddraht-Kontaktierung hat die erfindungsgemäße Art der federnden Kontaktierung noch den Vorteil, dass diese Kontaktierung lösbar ist. Diese ist insbesondere bei einer Reparatur von Vorteil, wenn beispielsweise eine defekte Schaltung ausgetauscht werden soll.
Anhand der beiden beigefügten Zeichnungen soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:
Figur 1
einen Schnitt durch die beiden Gehäuseteile vor dem Zusammenbau,
Figur 2
einen Schnitt durch das zusammengebaute Gehäuse.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch die beiden Gehäuseteile (I, II) vor dem Zusammenbau. Die Fügerichtung, in der die beiden Gehäuseteile zusammengebaut werden, entspricht der eingezeichneten z-Achse. Das erste Gehäuseteil (I) ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als metallische Grundplatte ausgebildet, auf der ein Schaltungsträger (4), beispielsweise aus Keramik, mittels eines Klebers (6) befestigt ist. Die eigentliche Schaltung ist nicht dargestellt. Auf dem Schaltungsträger (4) befindet sich eine Anschlussstelle (1) für die elektrische Schaltung. Diese Anschlussstelle (1) ist als metallisches Kontaktplättchen ausgebildet und über eine Lötverbindung (7) auf dem Schaltungsträger (4) fixiert. Das die Anschlussstelle (1) bildende Kontaktplättchen kann beispielsweise aus einem Basismaterial wie Kupfer bestehen und einen Edelmetallüberzug, z. B. aus Gold aufweisen. Dabei weist die Anschlussstelle (1) eine kalottenförmige Vertiefung auf, deren Vorteile weiter unten noch beschrieben werden.
In dem zweiten Gehäuseteil (II), das als Gehäuseoberteil auf die Grundplatte (I) montiert wird, ist ein in Fügerichtung der beiden Gehäuseteile (I, II) federelastischer Anschlussleiter (2) angeordnet, der die Schaltung im Inneren des Gehäuses durch Kontaktierung der Anschlussstelle (1) mit einer elektrischen Leitung (nicht dargestellt) außerhalb des Gehäuses verbindet. Im zusammengebauten Zustand der beiden Gehäuseteile wird der Anschlussleiter (2) unter Stauchung gegen die Anschlussstelle (1) gedrückt. Zur federelastischen Ausgestaltung ist der Anschlussleiter (2) an seinem der Anschlussstelle (1) zugewandten Ende (2A) halb S-förmig ausgebildet. Bei einem größeren Gehäuse kann der Anschlussleiter (2) auch S-förmig ausgebildet sein. Die Herstellung einer S-förmigen Feder ist besonders einfach und kostengünstig realisierbar, indem der Anschlussleiter (2) als gestanzter und entsprechend S-förmig gebogener Blechstreifen ausgebildet ist, der vorzugsweise mit einem Goldüberzug versehen wird.
An seinem äußersten der Anschlussstelle (2) zugewandten Ende weist der Anschlussleiter (2) in der dargestellten Ausführungsform eine kalottenförmige Erhebung (2A*) auf. Diese Erhebung (Punze) wird in vorteilhafter Weise durch Prägen des Blechstreifens erzeugt. Durch diese Punze (2A*) wird der Anschlussleiter (2) nahezu punktförmig oder zumindest mit einer geringen Fläche gegen die Anschlussstelle (1) gedrückt, wodurch eine ausreichend große Kontaktkraft für die elektrische Kontaktierung sichergestellt wird. Durch die im Vergleich zum Kontaktbereich der Punze (2A*) wesentlich größere Grundfläche des die Anschlussstelle (2) ausbildenden Kontaktplättchens wird dabei sicher gestellt, dass die Flächenpressung mit der der Schaltungsträger (4) beaufschlagt wird, gering ist. Dies ist insbesondere bei einem Schaltungsträger (4) aus einem spröden Material, wie Keramik, von Vorteil. Durch die kalottenförmige Ausbildung des Kontaktplättchens (1) wird in jedem Fall eine ausreichende Normalkraft des federnden Anschlussleiters (2) auf das Kontaktplättchen bewirkt - auch dann, wenn der Anschlussleiter (1) gegenüber dem Kontaktplättchen (1) aufgrund von Toleranzen leicht geneigt ist.
Durch die kalottenförmige Vertiefung des Kontaktplättchens, welches die Anschlussstelle (1) bildet, wird in vorteilhafter Weise eine Zentrierung der einstückig am Anschlussleiter (2) ausgebildeten Punze (2A*) in der Ebene senkrecht zur Fügerichtung (x,y-Ebene) erreicht. Somit wird neben dem Toleranzausgleich in Fügerichtung auch ein Toleranzausgleich senkrecht zur Fügerichtung bewirkt. Infolge der Stauchung des S-förmigen Anschlussleiters (2) oder aufgrund von Vibrationen können auf die Punze (2A*) auch Kräfte einwirken, die senkrecht zur Vorspannrichtung (z-Achse) gerichtet sind. Dabei verhindert die kalottenförmige Ausformung des Kontaktplättchens (1), dass beim Auftreten von solchen Kräften eine Verschiebung und damit eine verschleißbehaftete Reibbewegung der Punze (2A*) auf dem Kontaktplättchen (1) stattfindet, da durch die kalottenförmige Wandung eine Gegenkraft erzeugt wird, die eine solche Verschiebung verhindert.
An seinem außerhalb des Gehäuses liegenden Ende (2B) weist der Anschlussleiter (2) einen Steckerstift (2A) zum Anschluss eines mit der elektrischen Leitung verbundenen Steckers (nicht dargestellt) auf. Der Anschlussleiter (2) selbst ist in einem Kunststoffteil (3) gehalten, das um den Anschlussleiter (2) als Einlegeteil herumgespritzt wurde. Diese Kunststoffteil (3) ist mit dem Anschlussleiter (2) in einer Öffnung des zweiten Gehäuseteils (II) angeordnet. Die Öffnung bildet auch den Steckbereich (5) zur Aufnahme des Steckers der elektrischen Leitung aus. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das zweite Gehäuseteil (II) aus Metall, wobei das Kunststoffteil (3) unter Einbettung des Anschlussleiters (2) unmittelbar in das Gehäuseteil (II) eingespritzt wird. Über das Kunststoffteil (3) ist der Anschlussleiter (2) somit elektrisch isoliert in dem metallischen Gehäuseoberteil (II) gehalten.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform besteht das Gehäuseoberteil aus Kunststoff und ist im Spritzgießverfahren unter Einbettung des Anschlussleiters hergestellt.
Die beiden Gehäuseteile werden beispielsweise über eine Schraubverbindung oder einen Spannbügel zusammengehalten. Bei der Montage wird neben dem mechanischen Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile automatisch auch die elektrische Kontaktierung des Anschlussleiters mit der Anschlussstelle bewirkt. Dabei werden sowohl konstruktive Toleranzen der beiden Gehäuseteile als auch Toleranzen bei der Montage (dem Fügen) der beiden Gehäuseteile in allen drei Raumrichtungen ausgeglichen, so dass eine sichere Kontaktierung des Anschlussleiters mit der Anschlussstelle dauerhaft gewährleistet ist. Dieser Toleranzausgleich wird, wie vorstehend erläutert, durch die federelastische Ausbildung des Anschlussleiters in Fügerichtung sowie durch die kalottenförmige Vertiefung der Anschlussstelle in Verbindung mit dem gepunzten Anschlussleiter bewirkt.
Auf diese Weise werden auch Relaxationen und unterschiedliches Setzverhalten verschiedener Materialien (z.B. des Klebers, mit dem der Schaltungsträger fixiert ist), die insbesondere bei großen Temperaturunterschieden eine große Rolle spielen zuverlässig ausgeglichen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf ein Gehäuse mit einem Anschlussleiter und einer Anschlussstelle beschränkt. Vielmehr sind auch beim dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Zeichnungsebene mehrere jeweils gleich ausgebildete Anschlussleiter und Anschlussstellen beabstandet hintereinander angeordnet.

Claims (12)

  1. Gehäuse für eine elektrische Schaltung bestehend aus
    einem ersten Gehäuseteil (I), in dem die Schaltung und mindestens eine elektrische Anschlussstelle (1) für die Schaltung angeordnet ist,
    einem zweiten Gehäuseteil (II), in dem mindestens ein Anschlussleiter (2) angeordnet ist, der die Schaltung im Inneren des Gehäuses durch Kontaktierung der Anschlussstelle (1) mit einer elektrischen Leitung außerhalb des Gehäuses verbindet, wobei die beiden Gehäuseteile (I, II) zur Ausbildung des Gehäuses zusammengefügt werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anschlussleiter (2) in Fügerichtung der beiden Gehäuseteile (I,II) federelastisch ausgebildet ist, wobei der Anschlussleiter (2) im zusammengebauten Zustand der beiden Gehäuseteile (I,II) unter Stauchung gegen die Anschlussstelle (1) gedrückt wird.
  2. Gehäuse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anschlussleiter (2) an seinem der Anschlussstelle (1) zugewandten Ende halb-S-förmig ausgebildet ist.
  3. Gehäuse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anschlussleiter (2) an seinem der Anschlussstelle (1) zugewandten Ende (2A) S-förmig ausgebildet ist.
  4. Gehäuse nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anschlussleiter (2) an seinem äußersten der Anschlussstelle (1) zugewandten Ende (2A) eine kalottenförmige Erhebung (2A*) aufweist.
  5. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anschlussstelle (1) eine kalottenförmige Vertiefung aufweist.
  6. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anschlussstelle (1) als metallisches Kontaktplättchen ausgebildet ist.
  7. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anschlussleiter (2) als gebogener Blechstreifen ausgebildet ist.
  8. Gehäuse nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die kalottenförmige Erhebung (2A*) in den blechstreifenförmigen Anschlussleiter (2) eingeprägt ist.
  9. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anschlussleiter (2) an seinem außerhalb des Gehäuses liegenden Ende (2B) einen Steckerstift zum Anschluss eines mit der elektrischen Leitung verbundenen Steckers aufweist.
  10. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anschlussleiter (2) in einem Kunststoffteil (3) gehalten ist, das in einer Zugangsöffnung des zweiten Gehäuseteils (II) fixiert ist.
  11. Gehäuse nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Gehäuseteil (II) aus Metall besteht, in dem das Kunststoffteil (3) mit dem Anschlussleiter (2) eingespritzt wird.
  12. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Gehäuseteil im Spritzgießverfahren unter Einbettung des Anschlussleiters aus Kunststoff hergestellt ist.
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