EP1289712B1 - Schleifverfahren und schleifmaschine - Google Patents

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EP1289712B1
EP1289712B1 EP00991534A EP00991534A EP1289712B1 EP 1289712 B1 EP1289712 B1 EP 1289712B1 EP 00991534 A EP00991534 A EP 00991534A EP 00991534 A EP00991534 A EP 00991534A EP 1289712 B1 EP1289712 B1 EP 1289712B1
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EP
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workpiece
grinding
machined
deburring
deburring pin
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Ernst Gruendler
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B24B41/065Steady rests
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/14Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding conical surfaces, e.g. of centres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/18Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centreless means for supporting, guiding, floating or rotating work
    • B24B5/24Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centreless means for supporting, guiding, floating or rotating work for grinding conical surfaces

Definitions

  • the invention relates to a method for cylindrical grinding of a workpiece, in a rotating grinding wheel against a surface to be ground of Workpiece is delivered while at the same time the workpiece is around Rotates longitudinal axis, wherein the surface to be grounded bounded by an edge becomes and goes into a neighboring area.
  • the invention also relates to a Vomchtung for cylindrical grinding of a workpiece, with a grinding wheel and a receptacle for the workpiece to be ground.
  • Such methods and apparatus are known from CH 628 560 A.
  • the CH 628 560 A is a device for cylindrical grinding a workpiece with a grinding wheel and a receptacle known for the workpiece to be ground.
  • a workpiece support device makes sure that dimensional errors from the Deflection of the workpiece during processing by the Grinding wheel results when used.
  • For this purpose is a arranged opposite the grinding wheel, hydraulic pressed support jaw pressed on the workpiece, its contact pressure provided by a controllable pressure chamber.
  • the object of the invention is the grinding process of the above mentioned type to improve that the deburring omitted can.
  • the object of the invention further consists in a device for To create grinding, which allows to the separate deburring process too without.
  • the inventive method with the features of claim 1 has the advantage that when delivering the grinding wheel against the Grinding surface resulting burr is automatically removed. A separate one Deburring process is therefore no longer necessary.
  • the deburring mandrel is adjusted so that it over the neighboring surface and the Edge protrudes outward to the surface to be ground. At this Alignment of the deburring mandrel ensures that when grinding The resulting ridge again completely on the surface to be ground can be pushed back.
  • the deburring mandrel with a force between 10 and 100 N is pressed onto the neighboring surface, in particular with a force in of the order of about 50 N.
  • the forces mentioned make a good Compromise between reliable backfiring of the ridge on the one hand and there are frictional forces on the other.
  • the device according to the invention with the features of claim 6 offers essentially the same advantages as with regard to the method explained according to claim 1. Since the burr by means of the invention Grinding machine is continuously sanded again, created without a a separate processing step subsequent to the grinding process Burr-free ground workpiece.
  • the deburring mandrel with an adjustable Force can press against the workpiece to be machined. In this way can with little effort the contact force between the workpiece and The deburring mandrel can be adjusted to the respective requirements.
  • Fig. 1 is a machine according to a first embodiment of the invention shown.
  • the grinding machine includes a frame 10 in which a Receiving 12 is arranged for a workpiece to be machined 14. It is a Drive 16 is provided, with which the workpiece 14 are rotated can. Furthermore, a grinding wheel 18 is provided, which by means of a Zustellantriebes 20 can be both rotated and suitable can be delivered against a surface to be ground of the workpiece 14.
  • the grinding machine described so far is of conventional construction, so that their construction need not be described in detail.
  • the grinding machine is additionally provided with a deburring mandrel 22, the Carbide consists and by a pressure mechanism 24 against the machining workpiece 14 can be pressed.
  • the pressure mechanism has a pneumatic cylinder 26 (see FIG. 2), the interior of which two pressurized pneumatic lines 28 shown schematically can be to the deburring mandrel 22 in the direction of the arrow P of Fig. 2 to press against the workpiece 14.
  • the operation of the deburring mandrel is the following: If the grinding wheel 18 against a surface 30 to be ground of the workpiece 14 in the direction of the arrow Z of FIG. 2, a ridge 32 is formed (see FIGS and 4), which is made of material, which has an edge 34, which the machining surface 30 of the workpiece limited to a subsequent Neighboring surface 36 is displaced.
  • Fig. 4 shows a section through a portion of Workpiece that has just been processed by the grinding wheel 18 and himself now turn to the deburring mandrel 22.
  • the ridge 32 is outside of the machined surface 30 in the region of the edge 34 adjacent Neighboring surface 36.
  • the pressing force of the deburring mandrel 22 may vary depending on the respective Requirements and the material to be machined. If the workpiece 14, for example, a valve needle for a fuel Einspntzventil for internal combustion engines is where the surface to be machined has a diameter of a few millimeters, are pressing forces of 50 N sufficient.
  • the circuit described here of creating the ridge by touch between the workpiece 14 and the grinding wheel 18, the pressing back of the ridge 32 on the surface to be machined 30 and the grinding of the Grates repeats itself until the grinding wheel burns out, so no Material is removed more and therefore no burr can occur.
  • the Result of the described grinding process is a workpiece 14 with milled surface 30, which has no burr, without a separate Deburring was required.
  • the arrangement shown here of the deburring mandrel 22 relative to the grinding wheel 18th can be varied according to the requirements. If several areas be ground simultaneously and in addition, for example, measuring tools Monitor the grinding process, the deburring mandrel 22 in other Positions are used relative to the grinding wheel.
  • FIGS. 6 to 8 show a second embodiment of the grinding machine and the grinding process performed therewith.
  • the same reference numerals is used, and it is referred to the above explanations.
  • the deburring mandrel 22 is in the second embodiment not with its end face on the workpiece 14, but with a conical pressure surface 38.
  • the Longitudinal axis of the deburring mandrel 22 not perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece 14 aligned, but extends obliquely to this.
  • the deburring mandrel 22 is not in the direction towards the workpiece 14 is pressed, in which the ridge 32 on the machined Surface should be pushed back, but in a direction in which one would expect the burr to continue towards the longitudinal axis of the workpiece inside would be pressed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rundschleifen eines Werkstücks, bei dem eine sich drehende Schleifscheibe gegen eine zu schleifende Fläche des Werkstücks zugestellt wird, während sich gleichzeitig das Werkstück um seine Längsachse dreht, wobei die zu schleifende Fläche von einer Kante begrenzt wird und in eine Nachbarfläche übergeht. Die Erfindung betrifft auch eine Vomchtung zum Rundschleifen eines Werkstücks, mit einer Schleifscheibe und einer Aufnahme für das zu schleifende Werkstuck. Solche Verfahren und Vorrichtung sind aus CH 628 560 A bekannt.
Während des Schleifvorgangs entsteht ein Grat, der von der zu schleifenden Fläche ausgeht und sich über die Kante hinaus zur angrenzenden Nachbarfläche des Werkstücks hin erstreckt. Wenn dieser Grat für die spätere Funktion des fertig bearbeiteten Werkstücks störend ist, muß er durch einen separaten Entgratvorgang entfernt werden.
Aus der CH 628 560 A ist eine Vorrichtung zum Rundschleifen eines Werkstücks mit einer Schleifscheibe und einer Aufnahme für das zu schleifende Werkstück bekannt. Eine Werkstückabstützvorrichtung sorgt dafür, daß Maßfehler, die aus der Durchbiegung des Werkstücks bei der Bearbeitung durch die Schleifscheibe resultieren, wennieden werden. Hierzu wird eine gegenüber der Schleifscheibe angeordnete, hydraulisch betätigte Stützbacke auf das Werkstück gedrückt, deren Anpreßkraft von einer regelbaren Druckkammer bereitgestellt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Schleifverfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Entgratvorgang entfallen kann. Die Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin darin, eine Vorrichtung zum Schleifen zu schaffen, die es ermöglicht, auf den separaten Entgratvorgang zu verzichten.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß der beim Zustellen der Schleifscheibe gegen die zu schleifende Fläche entstehende Grat automatisch beseitigt wird. Ein separater Entgratvorgang ist somit nicht mehr notwendig.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Entgratdorn so eingestellt wird, daß er über die Nachbarfläche und die Kante zur zu schleifenden Fläche hin nach außen übersteht. Bei dieser Ausrichtung des Entgratdornes wird gewährleistet, daß der beim Schleifen entstehende Grat wieder vollständig auf die zu schleifende Fläche zurückgedrückt werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Entgratdorn mit einer Kraft zwischen 10 und 100 N auf die Nachbarfläche gedrückt wird, insbesondere mit einer Kraft in der Größenordnung von etwa 50 N. Die genannten Kräfte stellen einen guten Kompromiß dar zwischen zuverlässigem Zurückdrücken des Grats einerseits und genngen Reibungskräften andererseits.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 bietet im wesentlichen dieselben Vorteile wie hinsichtlich des Verfahrens gemäß Anspruch 1 erläutert. Da der Grat mittels der erfindungsgemäßen Schleifmaschine kontinuierlich wieder abgeschliffen wird, entsteht ohne einen sich an den Schleifvorgang anschließenden separaten Bearbeitungsschritt ein gratfreies geschliffenes Werkstück.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Pneumatikzylinder vorgesehen, der den Entgratdorn mit einer einstellbaren Kraft gegen das zu bearbeitende Werkstück drücken kann. Auf diese Weise kann mit geringem Aufwand die Kontaktkraft zwischen dem Werkstück und dem Entgratdorn an die jeweiligen Anforderungen eingestellt werden.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
  • Fig. 1 in einer schematischen Ansicht eine erfindungsgemäße Schleifmaschine;
  • Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt von Fig. 1;
  • Fig. 3 eine Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Bauteile entlang der Richtung des Pfeils III von Fig. 2;
  • Fig. 4 einen Halbschnitt durch das bearbeitete Werkstück entlang der Ebene IV von Fig. 3;
  • Fig. 5 einen Halbschnitt durch das bearbeitete Werkstück entlang der Ebene V von Fig. 3,
  • Fig. 6 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung;
  • Fig. 7 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 4 einen Schnitt durch das Werkstück von Fig. 6; und
  • Fig. 8 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 5 einen weiteren Schnitt durch das Werkstück von Fig. 6.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist eine Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Schleifmaschine enthält einen Rahmen 10, in welchem eine Aufnahme 12 für ein zu bearbeitendes Werkstück 14 angeordnet ist. Es ist ein Antrieb 16 vorgesehen, mit dem das Werkstück 14 in Drehung versetzt werden kann. Weiterhin ist eine Schleifscheibe 18 vorgesehen, die mittels eines Zustellantriebes 20 sowohl in Drehung versetzt werden kann als auch geeignet gegen eine zu schleifende Fläche des Werkstücks 14 zugestellt werden kann. Die bis hierhin beschriebene Schleifmaschine ist von herkömmlichem Aufbau, so daß ihre Konstruktion nicht im Detail beschrieben werden braucht.
Die Schleifmaschine ist zusätzlich mit einem Entgratdorn 22 versehen, der aus Hartmetall besteht und von einem Andruckmechanismus 24 gegen das zu bearbeitende Werkstück 14 gedrückt werden kann. Der Andruckmechanismus weist einen Pneumatikzylinder 26 (siehe Fig. 2) auf, dessen Innenraum über zwei schematisch dargestellte Pneumatikleitungen 28 mit Druck beaufschlagt werden kann, um den Entgratdorn 22 in der Richtung des Pfeils P von Fig. 2 gegen das Werkstück 14 zu drücken.
Die Wirkungsweise des Entgratdorns ist die folgende: Wenn die Schleifscheibe 18 gegen eine zu schleifende Fläche 30 des Werkstücks 14 in der Richtung des Pfeils Z von Fig. 2 zugestellt wird, entsteht ein Grat 32 (siehe die Figuren 3 und 4), der aus Material besteht, das über eine Kante 34, welche die zu bearbeitende Fläche 30 des Werkstückes begrenzt, auf eine sich anschließende Nachbarfläche 36 verdrängt wird.
Da sich das Werkstück 14 dreht, gelangt der Grat zum Entgratdorn 22, der bei der gezeigten Ausführungsform etwa gegenüber der Schleifscheibe 18 angeordnet ist. Dort wird der Grat von der Stirnfläche des Entgratdorns 22, die als ebene Andruckfläche 38 ausgebildet ist, sich senkrecht zur Längsachse des Entgratdornes erstreckt und über die Kante 34 hinausragt, auf die zu schleifende Fläche 30 zurückgedrückt. Dies ist deutlich durch Vergleich der Figuren 4 und 5 zu sehen. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Abschnitt des Werkstückes, der gerade von der Schleifscheibe 18 bearbeitet wurde und sich nun hin zum Entgratdorn 22 dreht. Der Grat 32 befindet sich außerhalb der zu bearbeitenden Fläche 30 im Bereich der an die Kante 34 angrenzenden Nachbarfläche 36. In Fig. 5 ist ein Schnitt durch einen Abschnitt des Werkstückes zu sehen, der sich nach der Berührung mit der Stirnfläche des Entgratdornes 22 wieder hin zur Schleifscheibe 18 bewegt. Es ist deutlich zu sehen, daß der Grat 32 zurück auf die zu bearbeitende Fläche 30 gedrückt wurde, so daß er beim nächsten Kontakt mit der Schleifscheibe 18 abgeschliffen wird.
Die Andruckkraft des Entgratdorns 22 kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen und dem zu bearbeitendem Material gewählt werden. Wenn das Werkstück 14 beispielsweise eine Ventilnadel für ein Kraftstoff-Einspntzventil für Verbrennungskraftmaschinen ist, bei der die zu bearbeitende Fläche einen Durchmesser von wenigen Millimetern hat, sind Andruckkräfte von 50 N ausreichend.
Der hier beschriebene Kreislauf des Erzeugens des Grates durch Berührung zwischen dem Werkstück 14 und der Schleifscheibe 18, des Zurückdrückens des Grates 32 auf die zu bearbeitende Fläche 30 und des Abschleifens des Grates wiederholt sich so lange, bis die Schleifscheibe ausfeuert, also keinerlei Material mehr abgetragen wird und folglich auch kein Grat entstehen kann. Das Ergebnis des beschriebenen Schleifvorganges ist ein Werkstück 14 mit geschliffener Fläche 30, die keinen Grat aufweist, ohne daß ein separater Entgratvorgang erforderlich war.
Die hier gezeigte Anordnung des Entgratdorns 22 relativ zur Schleifscheibe 18 kann je nach den Anforderungen variiert werden. Wenn mehrere Flächen gleichzeitig geschliffen werden und zusätzlich beispielsweise Meßwerkzeuge den Schleifvorgang überwachen, kann der Entgratdorn 22 auch in anderen Stellungen relativ zur Schleifscheibe eingesetzt werden.
In den Figuren 6 bis 8 ist eine zweite Ausführungsform der Schleifmaschine sowie des damit ausgeführten Schleifverfahrens gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bereits bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Der wesentlichste Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, daß hier eine zylindnsche Außenfläche des Werkstücks 14 geschliffen wird, so daß der Grat 32 auf einer an die zu bearbeitende Fläche 30 angrenzenden Nachbarfläche 36 entsteht, die sich senkrecht zur Längsachse des Werkstücks 14 erstreckt. Von dieser Nachbarfläche 36 wird der Grat 32 vom Entgratdorn 22 wieder auf die zu schleifende Fläche 30 zurückgedrückt, wie durch Vergleich der Figuren 7 und 8 zu sehen ist.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform liegt der Entgratdorn 22 bei der zweiten Ausführungsform nicht mit seiner Stirnfläche am Werkstück 14 an, sondern mit einer konisch ausgebildeten Andruckfläche 38. Außerdem ist die Längsachse des Entgratdorns 22 nicht senkrecht zur Längsachse des Werkstücks 14 ausgerichtet, sondern erstreckt sich schräg zu dieser. Besonders erwähnenswert ist, daß der Entgratdorn 22 nicht etwa in der Richtung gegen das Werkstück 14 gedrückt wird, in die der Grat 32 auf die zu bearbeitende Fläche zurückgedrückt werden soll, sondern in einer Richtung, in der man erwarten würde, daß der Grat weiter zur Längsachse des Werkstücks hin nach innen gedrückt würde. Tatsächlich wird aber der Grat 32 durch die schräg angestellte Andruckfläche 38 von der Längsachse des Werkstücks 14 weg zurück auf die zu schleifende Fläche 30 gedrückt. Die hier gezeigte Ausrichtung des Entgratdorns 22 ist besonders vorteilhaft, wenn in dem bezüglich Fig. 6 links des Entgratdorns 22 liegenden Bereich andere Bauteile der Schleifmaschine angeordnet werde müssen; bei dieser Anordnung kann dann der Andruckmechanismus 24 weit außerhalb dieses Bereichs angeordnet werden.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Rundschleifen eines Werkstücks (14), bei dem eine sich drehende Schleifscheibe (18) gegen eine zu schleifende Fläche (30) des Werkstücks zugestellt wird, während sich gleichzeitig das Werkstück um seine Längsachse dreht, wobei die zu schleifende Fläche von einer Kante (34) begrenzt wird und in eine Nachbarfläche (36) übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entgratdorn (22) während des Schleifens auf die Nachbarfläche (36) gedrückt wird, so daß ein beim Schleifen der zu schleifenden Fläche entstehender Grat (32) auf diese zurückgedrückt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgratdorn (22) so eingestellt wird, daß er über die Nachbarfläche (36) und die Kante (34) zur zu schleifenden Fläche (30) hin nach außen übersteht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgratdorn (22) so eingestellt wird, daß er mit etwa seinem halben Durchmesser über die Nachbarfläche (36) übersteht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgratdorn (22) mit einer Kraft zwischen 10 und 100 N auf die Nachbarfläche (36) gedrückt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgratdorn (22) mit einer Kraft von etwa 50 N auf die Nachbarfläche (36) gedrückt wird.
  6. Vorrichtung zum Rundschleifen eines Werkstücks (14), mit einer Schleifscheibe (18) und einer Aufnahme (12) für das zu schleifende Werkstück (14), dadurch gekennzeichnet, daß ein Entgratdorn (22) vorgesehen ist, der auf eine an die zu schleifende Fläche (30) des Werkstücks angrenzende Nachbarfläche (36) gedrückt werden kann, so daß ein beim Schleifen der zu schleifenden Fläche (30) entstehender Grat (32) auf diese zurückgedrückt wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgratdorn (22) eine ebene Stirnfläche aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgratdorn (22) eine kegelige Andruckfläche (38) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgratdorn (22) so angeordnet ist, daß sich seine Längsachse etwa im rechten Winkel zur Längsachse des zu bearbeitenden Werkstückes (14) erstreckt.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgratdorn (22) so angeordnet ist, daß sich seine Längsachse in einem von 90° verschiedenen Winkel relativ zur Längsachse des zu bearbeitenden Werkstückes (14) erstreckt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pneumatikzylinder (26) vorgesehen ist, der den Entgratdorn (22) mit einer einstellbaren Kraft gegen das zu bearbeitende Werkstück (14) drücken kann.
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