EP0427013B1 - Schwimmbagger - Google Patents
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- EP0427013B1 EP0427013B1 EP90119799A EP90119799A EP0427013B1 EP 0427013 B1 EP0427013 B1 EP 0427013B1 EP 90119799 A EP90119799 A EP 90119799A EP 90119799 A EP90119799 A EP 90119799A EP 0427013 B1 EP0427013 B1 EP 0427013B1
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- gripper
- grippers
- rope
- floating
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F7/00—Equipment for conveying or separating excavated material
- E02F7/02—Conveying equipment mounted on a dredger
- E02F7/023—Conveying equipment mounted on a dredger mounted on a floating dredger
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
- B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
- B66D1/60—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes
- B66D1/62—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes for actuating grab buckets
Definitions
- the invention relates to a dredger with a floating body, on which a scaffold is arranged, which is provided with a lifting mechanism, which has two grippers with its own opening and closing mechanism, e.g. drives a motor-hydraulic gripper in an opposite movement.
- Dredgers are known in which the gripper's own weight is eliminated by the arrangement of counterweights. The disadvantage, however, is that the counterweight has to be moved up and down mechanically. Furthermore, moving the counterweights does not bring any additional funding capacity. Dredgers are also known (DE 36 16 287 A1), in which two grippers are driven in the opposite direction to lifting and lowering movements. These grabs are operated by mechanically coupled hoists, but this is not functional if there are different excavator depths and thus there is no need to compensate for the dead load in some areas. This means that the drives must be designed as usual.
- the object of the invention is to design a dredger of the type mentioned at the outset in such a way that a different excavator depth resulting from the different slope tendency and possibly slipping material is compensated for by turning off the grab weight.
- At least one driven traction sheave is provided as the hoist, that the hoist rope is guided over the traction sheave and the grippers provided with rope pulleys and that the hoist rope ends each have one Balancing winches are held, which produce the rope compensation for different excavator depths.
- An advantageous embodiment provides that the upper end point of a gripper can be detected via limit switches or light barriers.
- the lower end point of the gripper can be detected by means of initiators, load cells, pressure cells, strain gauges, standstill motors and the like.
- the lifting rope be guided over rope deflection rollers in order to increase the distance between the grippers.
- An advantageous embodiment provides that the traction sheave is arranged on the floating body, while the compensating winches and the rope deflection rollers are attached to the scaffold.
- Another embodiment provides that a movable chute or a bunker wagon can be brought under the grippers in the upper end position.
- the invention has the advantage that the gripper's own weight is excluded by the two oppositely connected grippers, so that a higher delivery rate can be achieved. With the drive power used for one gripper, two grippers can now be driven. In addition, the energy saving increases by eliminating the dead load. Instead of the previous complex hoists, a simple drive via one or more traction sheaves is possible. The use of such traction sheaves results in significantly less rope wear. According to the invention can be simple means to achieve a depth compensation to adapt to different excavator depths.
- the drive shown in the drawings is arranged on a dredger with a floating body, namely on a scaffold 1 at a corresponding height above the floating body.
- a traction sheave 2 which is driven by a motor 3 with a gear 4, serves as the main drive.
- a lifting rope 5 runs over this traction sheave 2, which is designed as a rope or pulley, on which two grippers 6, 7 are suspended from rope pulleys 8.
- Each rope end is attached to a balancing winch 9 and 10 and can be wound up.
- the two grippers 6, 7 are driven in opposite directions by the traction sheave 2.
- Each balancing winch is provided with a drive motor 11 with gear 12.
- FIG. 3 shows an embodiment with two traction sheaves 2.
- Each hoisting rope 5 is guided to the compensating winches 9, 10 via the gripper suspension 8. If several traction sheaves 2 are used, the coefficient of friction and braking is increased, the traction sheaves can be dimensioned smaller and also the hoist rope diameter.
- Fig. 4 shows the position of the grippers 6, 7 in which the gripper 6 has the upper end point 13, i.e. has not yet reached the emptying position.
- the gripper 7, however, has the lower end point 14, i.e. not fully reached the bottom.
- the leveling winch 10 now has the task of compensating for the respective change in the excavator depth, i.e. the compensating winch 10 raises the gripper 7 until the gripper 6 has reached the upper end point 13 with the aid of the traction sheave drive. Only then does the opened gripper 7 touch down on the floor 14 with the help of the winch 10 now working in opposite directions and begins to grip.
- the gripper 7 has already reached the upper end point 13, while the open gripper 6 located in the water is still arranged above the seabed 14.
- the balancing winch 9 gives way to the hoist rope until the gripper 6 sits on the ground and begins to grip.
- the gripper 7 is buried in the lake bed 15.
- the gripper 6 is located at its upper end point 13.
- the drive of the traction sheave 2 can be equipped for pure gripper lifting operation, ie with a drive power that is precisely necessary for the low and normal power requirement.
- the balancing winch 10 can be used to pull out the stuck gripper 7, which then operates at a low speed and correspondingly lower installed power. 5, the gripper 7 is pulled out with the aid of the compensating winch 10.
- the drive of the traction sheave 2 can also be used to increase the breakaway force.
- the gripper 7 is spilled and the gripper 6 is supported at the upper end point 13 by means of a holder 16.
- the gripper 7 can thus be recovered via two compensating winches 9, 10.
- the drive of the traction sheave 2 can also be used here to increase the breakaway force.
- the gripper 7 can be dredged with the help of the other gripper 6 by the gripper 6 operating at a slow speed via the compensating winch 9.
- FIG. 9 shows a possibility for controlling the excavator sequence, the gripper 7 being in the upper end position 13 and being switched off via a rocker 17 with a touch limit switch 18.
- a light barrier can also be provided.
- the other gripper 6 is controlled via a depth shutdown when the lower end point is reached, for example an initiator 19 being provided.
- the shutdown can also be carried out by other known devices, such as load cells, pressure cells, strain gauges or a standstill motor. Shutdown devices such as those described in DE-OS 35 36 472 are also suitable are.
- the upper and lower shutdown devices, each shown only in the drawings, are provided for both grippers 6, 7.
- the gripper 6 has not yet reached the seabed 14, so that there is no message from the depth shutdown.
- the balancing winch 9 therefore releases as much hoist rope 5 until the gripper 6 is seated and can carry out the digging process.
- the gripper 6 already touches the sea floor 14 while the gripper 7 has not yet reached its upper end position 13.
- the depth shutdown of the balancing winch 9 gives the command to catch up with the gripper 6 until the gripper 7 has reached its end position.
- the gripper 6 can then initiate the excavation process.
- the entire drive technology can be carried out with the well-known slip ring rotor system in combination with a programmable logic controller, with regulated or unregulated DC motors or with frequency-controlled squirrel-cage motors.
- the latter two systems can also be equipped with computers, so that a fine-tuned control of all movements is guaranteed.
- sounder systems for function and control can also be integrated into the electrical control system.
- FIG. 11 For conveying the excavated gravel, it is expedient (FIG. 11) to arrange a movable chute 20 below the filled gripper 7, which brings the material to a material silo 21.
- This silo 21 can be followed by a drainage device 22, which feeds the material to a material conveyor 23.
- a movable bunker wagon 24 can be located below the filled gripper 7 be arranged (Fig. 12) or the material can be loaded directly onto slides 25 in ships 26 (Fig. 13).
- FIG 14 shows an embodiment in which the two grippers 6, 7 are arranged at a greater distance from one another.
- the traction sheave drive 2, 3, 4 is arranged on a trestle frame 27 and the hoisting rope 5 is guided over additional rope deflection rollers 28, which results in a correspondingly greater distance with excavator points 29 and 30 between the two grippers 6, 7.
- the traction sheave drive 2, 3, 4 is arranged on the floating body 31, while the compensating winches 9, 10 are attached to the frame 1.
- rope deflection rollers 28 are again provided, which are arranged on the frame 1.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Schwimmbagger mit einem Schwimmkörper, auf dem ein Gerüst angeordnet ist, das mit einem Hubwerk versehen ist, das zwei Greifer mit einem eigenen Öffnungs- und Schließmechanismus, z.B. einen Motor-Hydraulik-Greifer in einer gegensinnigen Bewegung antriebt.
- Es sind Schwimmbagger bekannt, bei denen das Greifereigengewicht durch die Anordnung von Gegengewichten eliminiert wird. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß das Gegengewicht mechanisch auf- und abbewegt werden muß. Weiterhin bringt das Bewegen der Gegengewichte keine zusätzliche Förderkapazität. Bekannt sind auch Schwimmbagger,(DE 36 16 287 A1), bei denen zwei Greifer im Gegenlauf zu Hub- und Senkbewegungen angetrieben werden. Diese Greifer werden duch mechanisch gekoppelte Hubwerke betrieben, was jedoch dann nicht funktionsfähig ist, wenn unterschiedliche Baggertiefen vorhanden sind und somit eine Kompensierung der Totlast in Teilbereichen entfällt. Dies bedeutet, daß die Antriebe wie üblich ausgelegt werden müssen.
- Ausgehend von der Vorrichtung nach der DE 36 16 287 A 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schwimmbagger der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Ausschaltung des Greifereigengewichts eine durch die unterschiedliche Böschungsneigung und durch eventuell nachrutschendes Material entstehende unterschiedliche Baggertiefe ausgeglichen wird,
- Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als Hubwerk wenigstens eine angetriebene Treibscheibe vorgesehen ist, daß das Hubseil über die Treibscheibe und die mit Seilrollen versehenen Greifer geführt ist und daß die Hubseilenden von je einer Ausgleichswinde gehalten sind, die den Seilausgleich für unterschiedliche Baggertiefen herstellen.
- Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß der obere Endpunkt eines Greifers über Endschalter oder Lichtschranken erfaßbar ist.
- Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der untere Endpunkt des Greifers mittels Initiatoren, Wägezellen, Druckmeßdosen, Dehnmeßstreifen, Stillstandsmotoren und dergleichen erfaßbar ist.
- Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß zum Vergrößern des Abstandes der Greifer das Hubseil über Seilumlenkrollen geführt ist.
- Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Treibscheibe auf dem Schwimmkörper angeordnet ist, während die Ausgleichswinden und die Seilumlenkrollen auf dem Gerüst angebracht sind.
- Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß in der oberen Endstellung unter die Greifer eine bewegliche Schurre oder ein Bunkerwagen bringbar ist.
- Die Erfindung bringt den Vorteil, daß durch die beiden gegensinnig miteinander verbundenen Greifer das Greifereigengewicht ausgeschlossen wird, so daß eine höhere Förderleistung erzielt werden kann. Mit der für einen Greifer gebrauchten Antriebsleistung können nunmehr zwei Greifer angetrieben werden. Außerdem erhöht sich die Energieeinsparung durch Eliminierung der Totlast. Anstelle der bisherigen aufwendigen Hubwerke ist ein einfacher Antrieb über eine oder mehrere Treibscheiben möglich. Durch die Verwendung derartiger Treibscheiben ergibt sich ein erheblich geringerer Seilverschleiß. Gemäß der Erfindung läßt sich mit einfachen Mitteln ein Tiefenausgleich zur Anpassung an unterschiedliche Baggertiefen erreichen.
- Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
- Es zeigen,
- Fig. 1 eine Ansicht des Schwimmbaggers mit dem Antrieb für die Greifer,
- Fig. 2 eine Draufsicht von Fig. 1,
- Fig. 3 eine Draufsicht auf den Antrieb gemäß einer weiteren Ausführungsform in schematischer Darstellung,
- Fig. 4 eine Ansicht des Antriebes in bezug auf die Endpunkte der Greiferbewegungen,
- Fig. 5 die Ausführungsform des Antriebes, wenn der gefüllte Greifer seine obere Endstellung, der im Wasser befindliche geöffnete Greifer jedoch noch nicht auf dem Boden aufsitzt,
- Fig. 6 die Anordnung der Greifer bei festsitzendem Greifer,
- Fig. 7 eine weitere Ausführungsform bei verschüttetem Greifer,
- Fig. 8 eine weitere Möglichkeit für das Herausziehen eines verschütteten Greifers,
- Fig. 9 eine Steuervorrichtung zum Steuern der Greiferstellungen, wobei der eine Greifer am Entleerungspunkt und der andere Greifer den Seeboden noch nicht erreicht hat,
- Fig. 10 die Anordnung der Greifer mit dem den Boden berührenden Greifer und den vor der oberen Endstellung befindlichen weiteren Greifer,
- Fig. 11 die Antriebseinrichtung in Verbindung mit einer Anlage zur weiteren Verarbeitung von Kies,
- Fig. 12 eine weitere Ausführungsform dieser Einrichtung,
- Fig. 13 eine weitere Möglichkeit für die Ausgestaltung dieser Einrichtung,
- Fig. 14 eine Ausgestaltung des Antriebes für einen größeren Greiferabstand und
- Fig. 15 eine weitere Ausführungsform des Antriebes für einen größeren Greiferabstand.
- Der in den Zeichnungen dargestellte Antrieb ist auf einem Schwimmbagger mit einem Schwimmkörper angeordnet und zwar auf einem Gerüst 1 in einer entsprechenden Höhe über dem Schwimmkörper. Als Hauptantrieb dient eine Treibscheibe 2, die über einen Motor 3 mit Getriebe 4 angetrieben wird. über diese als Seil- oder Riemenscheibe ausgebildete Treibscheibe 2 läuft ein Hubseil 5, an dem zwei Greifer 6, 7 an Seilrollen 8 aufgehängt sind. Jedes Seilende ist an einer Ausgleichswinde 9 bzw. 10 befestigt und kann aufgewickelt werden. Für den normalen Betrieb werden die beiden Greifer 6, 7 gegenläufig durch die Treibscheibe 2 angetrieben. Jede Ausgleichswinde ist mit einem Antriebsmotor 11 mit Getriebe 12 versehen.
- Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Treibscheiben 2. Jedes Hubseil 5 ist über die Greiferaufhängung 8 zu den Ausgleichswinden 9, 10 geführt. Bei Verwendung mehrerer Treibscheiben 2 wird der Reib- und Bremswert erhöht, die Treibscheiben können kleiner dimensioniert werden und auch der Hubseildurchmesser.
- Die Fig. 4 zeigt die Position der Greifer 6, 7 in der der Greifer 6 den oberen Endpunkt 13, d.h. die Entleerungsposition noch nicht erreicht hat. Der Greifer 7 hingegen hat den unteren Endpunkt 14, d.h. den Boden nicht vollständig erreicht. Die Augleichswinde 10 hat nunmehr die Aufgabe, die jeweilige Änderung der Baggertiefe auszugleichen, d.h. die Ausgleichswinde 10 hebt den Greifer 7 solange an, bis der Greifer 6 mit Hilfe des Treibscheibenantriebes den oberen Endpunkt 13 erreicht hat. Erst dann setzt der geöffnete Greifer 7 auf dem Boden 14 mit Hilfe der jetzt gegenläufig arbeitenden Winde 10 auf und beginnt zu greifen.
- Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante hat der Greifer 7 den oberen Endpunkt 13 bereits erreicht, während der sich im Wasser befindliche geöffnete Greifer 6 noch oberhalb des Seebodens 14 angeordnet ist. In diesem Fall gibt die Ausgleichswinde 9 das Hubseil so weit nach, bis der Greifer 6 auf dem Boden aufsitzt und zu greifen beginnt.
- Bei der in Fig. 6 dargestellten Variante ist der Greifer 7 im Seeboden 15 verschüttet. Der Greifer 6 befindet sich an seinem oberen Endpunkt 13. Für diesen festsitzenden Greifer werden keine größeren Hubwerke wegen des Überlastfalles gebraucht, d.h. der Antrieb der Treibscheibe 2 kann für den reinen Greiferhubbetrieb ausgestattet werden, d.h. mit einer Antriebsleistung, die genau für den geringen und normalen Kraftbedarf notwendig ist. Zum Herausziehen des festsitzenden Greifers 7 kann die Ausgleichswinde 10 verwendet werden, die dann mit einer geringen Geschwindigkeit und entsprechend geringerer installierter Leistung arbeitet. Gemäß Fig. 5 wird der Greifer 7 mit Hilfe der Ausgleichswinde 10 herausgezogen. Zusätzlich kann auch der Antrieb der Treibscheibe 2 zur Erhöhung der Losbrechkraft eingesetzt werden.
- Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist der Greifer 7 verschüttet und der Greifer 6 am oberen Endpunkt 13 mittels einer Halterung 16 abgestützt. Das Bergen des Greifers 7 kann somit über beiden Ausgleichswinden 9, 10 erfolgen. Zusätzlich kann auch hier der Antrieb der Treibscheibe 2 zur Erhöhung der Losbrechkraft eingesetzt werden.
- Bei der weiteren Ausführungsform nach Fig. 8 kann der Greifer 7 mit Hilfe des anderen Greifers 6 ausgebaggert werden, indem der Greifer 6 über die Ausgleichswinde 9 in langsamer Geschwindigkeit arbeitet.
- Die Fig. 9 zeigt eine Möglichkeit für die Steuerung des Baggerablaufs, wobei sich der Greifer 7 in der oberen Endstellung 13 befindet und die Abschaltung über eine Wippe 17 mit einem Berührungsendschalter 18 erfolgt. Anstelle einer derartigen Schalteinrichtung kann auch eine Lichtschranke vorgesehen werden. Der andere Greifer 6 wird über eine Tiefenabschaltung bei Erreichen des unteren Endpunktes gesteuert, wobei beispielsweise ein Initiator 19 vorgesehen ist. Die Abschaltung kann aber auch durch andere bekannte Einrichtungen, wie Wägezellen, Druckmeßdosen, Dehnmeßstreifen oder einen Stillstandsmotor erfolgen. Geeignet sind auch Abschaltvorrichtungen, wie sie in der DE-OS 35 36 472 beschrieben sind. Die oberen und unteren Abschaltvorrichtungen, in den Zeichnungen jeweils nur einfach dargestellt, sind für beide Greifer 6,7 vorgesehen.
- Bei der Ausführugnsform in Fig. 9 hat der Greifer 6 den Seeboden 14 noch nicht erreicht, so daß keine Meldung von der Tiefenabschaltung kommt. Die Ausgleichswinde 9 gibt daher soviel Hubseil 5 frei, bis der Greifer 6 aufsitzt und den Grabvorgang ausführen kann.
- Bei der in der Fig. 10 dargestellten Situation berührt der Greifer 6 bereits den Seeboden 14, während der Greifer 7 noch nicht seine obere Endstellung 13 erreicht hat. Hierbei gibt die Tiefenabschaltung der Ausgleichswinde 9 den Befehl, den Greifer 6 solange einzuholen, bis der Greifer 7 seine Endstellung erreicht hat. Danach kann der Greifer 6 den Baggervorgang einleiten. Hierbei ist die Eliminierung der Totlast der Greifer im gesamten Förderablauf gewährleistet. Die gesamte Antriebstechnik läßt sich mit dem bekannten Schleifringläufersystem in Kombination mit speicherprogrammierbarer Steuerung, mit geregelten oder ungeregelten Gleichstrommotoren oder mit frequenzgesteuerten Kurzschlußläufermotoren durchführen. Die beiden letztgenannten Systeme sind auch mit Rechnern bestückbar, so daß eine fein abzustimmende Steuerung aller Bewegungsabläufe gewährleistet ist. Hierbei können auch Echolot-Systeme zur Funktion und Kontrolle in das elektrische Steuersystem integriert werden.
- Für das Fördern des gebaggerten Kieses ist es zweckmäßig (Fig. 11), unterhalb des gefüllten Greifers 7 eine bewegliche Schurre 20 anzuordnen, die das Material zu einem Materialsilo 21 bringt. Diesem Silo 21 kann eine Entwässerungsvorrichtung 22 nachgeordnet werden, die das Material einem Gutförderer 23 aufgibt.
- Anstelle einer derartigen Schurre 20 kann unterhalb des gefüllten Greifers 7 ein verfahrbarer Bunkerwagen 24 angeordnet sein (Fig. 12) oder das Material kann direkt über Rutschen 25 in Schiffen 26 verladen werden (Fig. 13).
- Die Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform, bei der die beiden Greifer 6, 7 in einem größeren Abstand zueinander angeordnet sind. Hierbei ist der Treibscheibenantrieb 2, 3, 4 auf einem Bockgerüst 27 angeordnet und das Hubseil 5 wird über zusätzliche Seilumlenkrollen 28 geführt, wodurch sich zwischen den beiden Greifern 6, 7 ein entsprechend größerer Abstand mit Baggerstellen 29 und 30 ergibt.
- Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform ist der Treibscheibenantrieb 2, 3, 4 auf dem Schwimmkörper 31 angeordnet, während die Ausgleichswinden 9, 10 am Gerüst 1 angebracht sind. Um einen größeren Abstand der Greifer 6, 7 zu erzielen, sind wiederum Seilumlenkrollen 28 vorgesehen, die am Gerüst 1 angeordnet sind.
Claims (6)
- Schwimmbagger mit einem Schwimmkörper, auf dem ein Gerüst angeordnet ist, das mit einem Hubwerk versehen ist, das zwei Greifer mit einem eigenen Öffnungs- und Schließmechanismus, z.B. einen Motor-Hydraulik-Greifer, in einer gegensinnigen Bewegung antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß als Hubwerk wenigstens eine angetriebene Treibscheibe (2) vorgesehen ist, daß das Hubseil (5) über die Treibscheibe (2) und die mit Seilrollen (8) versehenen Greifer (6, 7) geführt ist und daß die Hubseilenden von je einer Ausgleichswinde (9, 10) gehalten sind, die den Seilausgleich für unterschiedliche Baggertiefen herstellen.
- Schwimmbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Endpunkt (13) eines Greifers (6, 7) über Endschalter (18) oder Lichtschranken erfaßbar ist.
- Schwimmbagger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Endpunkt (14) des Greifers (6, 7) mittels Initiatoren (19), Wägezellen, Druckmeßdosen, Dehnmeßstreifen, Stillstandsmotoren und dergleichen erfaßbar ist.
- Schwimmbagger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergrößern des Abstandes der Greifer (6, 7) das Hubseil (5) über Seilumlenkrollen (28) geführt ist.
- Schwimmbagger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibscheibe (2) auf dem Schwimmkörper (31) angeordnet ist, während die Ausgleichswinden (9, 10) und die Seilumlenkrollen (28) auf dem Gerüst (1) angebracht sind.
- Schwimmbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Endstellung unter die Greifer (6, 7) eine bewegliche Schurre (20) oder ein Bunkerwagen (24) bringbar ist.
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