DE102010000724A1 - Parking lock device for gear box of motor vehicle, has securing device comprising rotary, axially movable annular piston with blocking member by which lock pawl is blockable based on speed - Google Patents

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Abstract

The device has a securing device comprising a rotary, axially movable annular piston (7) with a blocking member by which a lock pawl (5) is blockable based on speed. The piston is slidingly arranged at a parking lock wheel (2), and is formed with a variable piston chamber (9). The piston slides at a cylinder surface (6) of the parking lock wheel, and is sealed by a sealing element (8). The blocking member is formed as a projection (7c), that axially protrudes from the piston.

Description

Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung für Getriebe von Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a parking brake device for transmission of motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Die ältere deutsche Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen, 10 2008 054 467.1 befasst sich mit dem der Erfindung zu Grunde liegenden Problem, nämlich der Sicherung der Sperrklinke einer Parksperrenvorrichtung bei ausgelegter Parksperre. In der älteren Anmeldung wird dieses Problem durch einen federbelasteten Sicherungszapfen gelöst, welcher eine formschlüssige Sicherung der Sperrklinke bewirkt und somit ein ungewolltes Einrasten in das Parksperrenrad verhindert.The older one German application by the applicant with the file number, 10 2008 054 467.1 deals with the problem underlying the invention, namely the securing of the pawl of a parking brake device with the parking brake disengaged. In the earlier application, this problem is solved by a spring-loaded securing pin, which causes a positive locking of the pawl and thus prevents accidental locking into the parking lock gear.

Durch die DE 10 2006 022 963 A1 wurde eine durch einen Fluidaktuator betätigte Parksperrenvorrichtung mit einer Blockiereinrichtung bekannt, welche die Sperrklinke einerseits bei eingelegter Parksperre (Sperrposition) blockiert und andererseits bei ausgelegter Parksperre (Freigabeposition) am unbeabsichtigten Einrasten hindert. Aufgrund der hydraulischen oder pneumatischen Betätigung und Blockierung ist die bekannte Parksperrenvorrichtung relativ aufwändig.By the DE 10 2006 022 963 A1 a operated by a fluid actuator parking brake device with a blocking device was known, which blocks the pawl on the one hand with the parking brake engaged (blocking position) and on the other hand prevents the unintentional engagement when the parking brake (release position). Due to the hydraulic or pneumatic actuation and locking the known parking brake device is relatively expensive.

Durch die EP 0 895 908 A1 wurde eine Parksperrenvorrichtung mit einer Sperrklinke bekannt, welche formschlüssig durch einen elektromagnetisch betätigten Zapfen bei ausgelegter Parksperre blockiert wird. Um diese Blockierfunktion auszuüben, ist ein zusätzlicher Elektromagnet zur Betätigung des Blockierzapfens erforderlich.By the EP 0 895 908 A1 a parking brake device with a pawl was known, which is positively blocked by an electromagnetically actuated pin with the parking brake disengaged. To exercise this blocking function, an additional solenoid is required to operate the locking pin.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Parksperrenvorrichtung der eingangs genannten Art eine einfache, ohne zusätzliche Hilfsmittel wirkende Sicherung der Sperrklinke bei ausgelegter Parksperre zu erreichen.It is an object of the present invention to achieve in a parking brake device of the type mentioned a simple, acting without additional aids securing the pawl with the parking brake.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung umfasst einen mit dem Parksperrenrad rotierenden, axial beweglichen Ringkolben mit einem Blockierelement, welches die Sperrklinke in Abhängigkeit von der Drehzahl des Parksperrenrades blockiert. Damit wird der Vorteil einer automatischen Sperre erreicht, d. h. oberhalb einer definierten Abtriebsdrehzahl des Getriebes verhindert der Ringkolben, dass die Sperrklinke bei ausgelegter Parksperre in Kontakt mit dem Parksperrenrad kommt.The safety device according to the invention comprises a rotatable with the Parksperrenrad, axially movable annular piston with a blocking element which blocks the pawl in dependence on the speed of the parking brake wheel. This achieves the advantage of an automatic lock, i. H. above a defined output speed of the transmission, the annular piston prevents the pawl comes in contact with the parking lock gear when the parking brake is designed.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ringkolben in axialer Richtung gleitend am Parksperrenrad angeordnet und bildet mit diesem einen variablen Kolbenraum, welcher durch zwei Endstellungen begrenzt ist. Bevorzugt ist der Ringkolben auf seinem Außenumfang gegenüber einer Zylinderfläche, welche am Parksperrenrad vorgesehen ist, abgedichtet. Nach innen ist der Kolbenraum offen, sodass im Getriebegehäuse befindliches Getriebeöl in den Kolbenraum gelangen kann, und zwar entweder durch Schwerkraft oder durch Fliehkraft. Durch den drehzahl- bzw. fliehkraftbedingten Druckaufbau im Kolbenraum verschiebt sich der Ringkolben in Richtung Blockierposition.According to a preferred embodiment of the annular piston is slidably disposed in the axial direction on the parking lock gear and forms with this a variable piston chamber, which is limited by two end positions. Preferably, the annular piston is sealed on its outer circumference with respect to a cylindrical surface which is provided on the parking lock gear. Inwardly, the piston chamber is open so that transmission oil located in the transmission housing can enter the piston chamber, either by gravity or by centrifugal force. Due to the speed or centrifugal pressure buildup in the piston chamber, the annular piston moves in the blocking position.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Ringkolben eine radial innen liegende Überlaufkante auf, welche das Kolbenraumvolumen, d. h. die Aufnahmekapazität für das Getriebeöl bestimmt. Bei hinreichender Drehzahl des Parksperrenrades bildet sich somit ein Ölring im Kolbenraum aus, welcher auf die Kolbenringfläche wirkt.According to a further preferred embodiment, the annular piston on a radially inner overflow edge, which the piston chamber volume, d. H. determines the capacity of the transmission oil. At sufficient speed of the parking brake wheel thus forms an oil ring in the piston chamber, which acts on the piston ring surface.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Ringkolben durch ein Federelement belastet, welches ihn in die Nicht-Blockierposition zurückstellt. Wenn die Drehzahl und damit auch der Druck im Kolbenraum abfallen, strömt das Öl aus dem Kolbenraum, und der Ringkolben wird durch das Federelement zurückgestellt.According to another preferred embodiment, the annular piston is loaded by a spring element which returns it to the non-blocking position. When the speed and thus the pressure in the piston chamber fall, the oil flows out of the piston chamber, and the annular piston is returned by the spring element.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Federelement an einem Widerlager abgestützt, welches mit dem Parksperrenrad verbunden ist.In an advantageous embodiment, the spring element is supported on an abutment which is connected to the Parksperrenrad.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Blockierelement als ringförmige Nase ausgebildet, welche vom Ringkolben in axialer Richtung abragt und – in der Blockierposition des Ringkolbens – in Eingriff mit der Sperrklinke gelangt.According to a further preferred embodiment, the blocking element is designed as an annular nose, which protrudes from the annular piston in the axial direction and - in the blocking position of the annular piston - engages with the pawl.

Bevorzugt weist die abragende Ringnase auf ihrer der Sperrklinke zugewandten Seite eine konische Kontaktfläche auf, welche die Blockade der Sperrklinke bewirkt. Durch die konische Kontaktfläche wird ein Verkippen des Ringkolbens vermieden.Preferably, the projecting annular nose on its side facing the pawl on a conical contact surface, which causes the blockage of the pawl. The conical contact surface avoids tilting of the annular piston.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass an der Sperrklinke ein Fortsatz angeordnet ist, welcher mit der abragenden Nase des Ringkolbens, also dem Blockierelement in Eingriff gelangt. Damit wird ein konstruktiv bedingter Abstand zwischen Sperrklinke und Ringkolben überbrückt.According to a further preferred embodiment, it is provided that an extension is arranged on the pawl, which engages with the projecting nose of the annular piston, so the blocking element in engagement. This bridges a design-related distance between the pawl and the annular piston.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Parksperrenrad als Getriebeabtriebswelle ausgebildet, d. h. in die Getriebeabtriebswelle integriert. Bevorzugt ist die Abtriebswelle als Stegwelle eines Planetenradsatzes ausgebildet und bietet somit im Bereich der Planetenbolzen hinreichenden Bauraum, um dort die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung, insbesondere den Ringkolben mit Rückstellfeder unterzubringen. Die Parksperrenverzahnung ist auf dem Außenumfang der Stegwelle angeordnet. Insgesamt ergibt sich dadurch eine äußerst kompakte Bauweise ohne Vergrößerung der Getriebeabmessungen.According to a particularly preferred embodiment, the parking lock wheel is designed as a transmission output shaft, that is integrated into the transmission output shaft. Preferably, the output shaft is designed as a ridge of a planetary gear set and thus provides sufficient space in the region of the planetary bolts to there the securing device according to the invention, in particular the Accommodate ring piston with return spring. The parking lock toothing is arranged on the outer circumference of the web shaft. Overall, this results in an extremely compact design without increasing the transmission dimensions.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below, which may result from the description and / or the drawing further features and / or advantages.

Die einzige Figur zeigt einen abtriebsseitigen Ausschnitt eines Automatgetriebes für ein Kraftfahrzeug. Das Automatgetriebe weist ein Getriebegehäuse 1 auf, in welchem eine Abtriebswelle 2 gelagert ist. Die Abtriebswelle 2 ist als Stegwelle ausgebildet und das Abtriebsglied eines Planetenradsatzes 3. Auf dem Außenumfang der Stegwelle 2 ist eine Parksperrenverzahnung 4 angeordnet, d. h. ein Parksperrenrad bekannter Bauart ist funktionell in die Steg- und Abtriebswelle 2 integriert. Mit der Parksperrenverzahnung 4 wirkt eine nicht dargestellte Sperrklinke – wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt – in bekannter Weise zusammen. Eingelegte Parksperre bedeutet, dass die Sperrklinke die Parksperrenverzahnung und damit die Abtriebswelle 2 mechanisch blockiert; ausgelegte Parksperre bedeutet, die Sperrklinke ist aus der Parksperrenverzahnung 4 ausgerückt und gibt diese frei. Mit der nicht dargestellten Sperrklinke ist ein Fortsatz 5 verbunden, auf dessen Funktion weiter unten eingegangen wird. In der Stegwelle 2 ist eine Zylinderbohrung 6 angeordnet, in welcher ein Ringkolben 7 axial gleitend angeordnet und durch ein als O-Ring 8 ausgebildetes Dichtelement gegenüber der Zylinderbohrung 6 abgedichtet ist. Der Ringkolben 7 weist eine Ringkolbenfläche 7a und eine radial innen liegende Überströmkante 7b auf. Mit dem Ringkolben 7 ist ein axial abragendes, als ringförmige Nase ausgebildetes Blockierelement 7c verbunden. Der Ringkolben 7 bildet mit der Stegwelle 2 einen variablen ringförmigen Kolbenraum 9, der einen offenen Bereich 9a für den Zu- und Abstrom von Getriebeöl aufweist. Der Axialhub des Ringkolbens 7 wird durch zwei Endlagen, fixiert durch zwei Sprengringe 10, 11, bestimmt. Der Ringkolben 7 ist auf seiner Außenseite durch ein als Tellerfeder 12 ausgebildetes Federelement belastet, welches sich an einem gegenüber der Abtriebswelle 2 durch einen weiteren Sprengring 14 fixierten Widerlager 13 abstützt.The single FIGURE shows a driven side section of an automatic transmission for a motor vehicle. The automatic transmission has a transmission housing 1 on, in which an output shaft 2 is stored. The output shaft 2 is designed as a web shaft and the output member of a planetary gear set 3 , On the outer circumference of the bridge shaft 2 is a parking lock gear 4 arranged, ie a parking lock gear of known design is functional in the ridge and output shaft 2 integrated. With the parking lock gearing 4 acts a pawl, not shown - as known from the aforementioned prior art - together in a known manner. Inserted parking lock means that the pawl the parking lock teeth and thus the output shaft 2 mechanically blocked; designed parking lock means the pawl is from the parking lock teeth 4 disengaged and releases it. With the pawl, not shown is an extension 5 whose function is discussed below. In the bridge wave 2 is a cylinder bore 6 arranged, in which an annular piston 7 axially slidably arranged and by an O-ring 8th trained sealing element relative to the cylinder bore 6 is sealed. The ring piston 7 has an annular piston surface 7a and a radially inward overflow edge 7b on. With the ring piston 7 is an axially projecting, designed as an annular nose blocking element 7c connected. The ring piston 7 forms with the bridge shaft 2 a variable annular piston space 9 who has an open area 9a for the inflow and outflow of transmission oil has. The axial stroke of the ring piston 7 is by two end positions, fixed by two snap rings 10 . 11 , certainly. The ring piston 7 is on its outside by a plate spring 12 trained spring loaded element, which is located on a relative to the output shaft 2 through another snap ring 14 fixed abutment 13 supported.

Im Folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung für die Parksperrenvorrichtung beschrieben. Der Ringkolben 7 befindet sich in seiner in der Zeichnung links gelegenen Endlage, wobei der Kolbenraum 9 ein minimales Volumen aufweist. Die nicht dargestellte Sperrklinke, mit welcher der Fortsatz 5 verbunden ist, befindet sich bei der gezeichneten Darstellung in entriegelter Position, greift also nicht in die Parksperrenverzahnung 4 ein. Soll die Parksperre eingelegt, d. h. die Parksperrenverzahnung 4 durch die Sperrklinke verriegelt werden, so würde sich der Fortsatz 5 gemäß dem eingezeichneten Pfeil P nach unten bewegen. Die ringförmige Nase 7c (ausgezogene Linien) steht dieser Bewegung in Richtung P nicht entgegen, der Fortsatz 5 kann also passieren, und die Parksperre kann eingelegt werden. Dies erfolgt bei abgestelltem Fahrzeug.In the following, the function of the safety device according to the invention for the parking brake device will be described. The ring piston 7 is located in its left end position in the drawing, with the piston chamber 9 having a minimal volume. The pawl, not shown, with which the extension 5 is connected, located in the drawn representation in unlocked position, so does not engage in the parking brake teeth 4 one. If the parking lock is engaged, ie the parking lock teeth 4 be locked by the pawl, so would the extension 5 move down in accordance with the arrow P shown. The annular nose 7c (solid lines) does not oppose this movement in the direction of P, the extension 5 can happen, and the parking lock can be engaged. This is done when the vehicle is parked.

Ist die Parksperre wieder ausgelegt und soll verhindert werden, dass die Sperrklinke ungewollt in Kopfkontakt mit dem Parksperrenrad kommt oder in die Parksperrenverzahnung 4 einfällt, so tritt die erfindungsgemäße Sicherung in Funktion. Das im Getriebegehäuse 1 befindliche Getriebeöl (Schmieröl) strömt, zugeführt über geeignete Bohrungen oder Spalte, durch den offenen Bereich 9a in den Kolbenraum 9, wobei sich aufgrund der Drehzahl der Abtriebswelle 2 ein fliehkraftbedingter Druck im Kolbenraum 9 aufbaut, welcher auf die Ringkolbenfläche 7a wirkt und den Ringkolben 7 gegen die Kraft der Tellerfeder 12 in Richtung des Sprengringes 10 verschiebt. Dadurch gelangt die ringförmige Nase 7c (das Blockierelement) in eine Blockierposition, welche durch eine gestrichelte Kontur 7c' angedeutet ist. In dieser Blockierposition 7c' ist der Weg in Richtung P für den Fortsatz 5 und damit für die Sperrklinke blockiert. Ein Kontakt oder Einfallen der Sperrklinke in die Parksperrenverzahnung 4 wird somit verhindert. Die Aktivierung der Sicherungseinrichtung (Ringkolben 7 in Blockierposition 7c') erfolgt in Abhängigkeit von einer bestimmten Drehzahl der Abtriebswelle 2 durch Auslegung der Ringkolbenfläche 7a, der auf den Ringkolben 7 wirkenden Kraft der Tellerfeder 12 und der Reibung am Dichtelement 8 zwischen Dichtelement-Außendurchmesser und Zylinderbohrung 6.If the parking lock is re-designed and it is to be prevented that the pawl unintentionally comes into head contact with the parking lock gear or in the parking lock teeth 4 occurs, the fuse according to the invention comes into operation. That in the gearbox 1 Gear oil (lubricating oil) flows through suitable holes or gaps through the open area 9a in the piston chamber 9 , Due to the speed of the output shaft 2 a centrifugal pressure in the piston chamber 9 which builds on the ring piston surface 7a acts and the ring piston 7 against the force of the diaphragm spring 12 in the direction of the snap ring 10 shifts. This will get the annular nose 7c (The blocking element) in a blocking position, which by a dashed contour 7c ' is indicated. In this blocking position 7c ' is the way in the direction of P for the extension 5 and thus blocked for the pawl. A contact or collapse of the pawl in the parking lock teeth 4 is thus prevented. The activation of the safety device (ring piston 7 in blocking position 7c ' ) takes place in dependence on a certain speed of the output shaft 2 by designing the ring piston surface 7a on the ring piston 7 acting force of the diaphragm spring 12 and the friction on the sealing element 8th between sealing element outer diameter and cylinder bore 6 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Getriebegehäusegearbox
22
Abtriebswelle/StegwelleOutput shaft / rib shaft
33
Planetenradsatzplanetary gear
44
ParksperrenverzahnungParking lock toothing
55
Fortsatz von SperrklinkeExtension of pawl
66
Zylinderbohrungbore
77
Ringkolbenannular piston
7a7a
RingkolbenflächeRing piston area
7b7b
Überströmkanteoverflow edge
7c, 7c'7c, 7c '
ringförmige Naseannular nose
88th
O-Ring/DichtelementO-ring / sealing element
99
Kolbenraumpiston chamber
9a9a
Öffnungopening
1010
Sprengringsnap ring
1111
Sprengringsnap ring
1212
Tellerfeder/FederelementDisc spring / spring element
1313
Widerlagerabutment
1414
Sprengringsnap ring
PP
Pfeilrichtungarrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 0895908 A1 [0004] EP 0895908 A1 [0004]

Claims (11)

Parksperrenvorrichtung für Getriebe von Kraftfahrzeugen, umfassend ein Parksperrenrad (2), eine Sperrklinke sowie eine Einrichtung zur Sicherung der Sperrklinke bei ausgelegter Parksperre, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung einen rotierenden, axial beweglichen Ringkolben (7) mit einem Blockierelement (7c) umfasst, durch welches die Sperrklinke (5) drehzahlabhängig blockierbar ist.A parking brake device for transmission of motor vehicles, comprising a parking lock wheel ( 2 ), a pawl and a device for securing the pawl when the parking brake is designed, characterized in that the securing device comprises a rotating, axially movable annular piston ( 7 ) with a blocking element ( 7c ), through which the pawl ( 5 ) is speed-dependent blockable. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (7) gleitend am Parksperrenrad (2) angeordnet ist und mit diesem einen variablen Kolbenraum (9) bildet.Parking brake device according to claim 1, characterized in that the annular piston ( 7 ) sliding on the parking lock wheel ( 2 ) is arranged and with this a variable piston chamber ( 9 ). Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (7) an einer Zylinderfläche (6) des Parksperrenrades (1) gleitet und gegenüber dieser durch ein Dichtelement (8) abgedichtet ist.Parking brake device according to claim 1 or 2, characterized in that the annular piston ( 7 ) on a cylindrical surface ( 6 ) of the parking lock wheel ( 1 ) slides and with respect to this by a sealing element ( 8th ) is sealed. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenraum (9) einen radial innen liegenden offenen Bereich (9a) für den Zu- und Abfluss von Getriebeöl aufweist.Parking brake device according to claim 2 or 3, characterized in that the piston chamber ( 9 ) has a radially inner open area ( 9a ) has for the inflow and outflow of transmission oil. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (7) eine radial innen liegende Überlaufkante (7b) aufweist.Parking brake device according to claim 4, characterized in that the annular piston ( 7 ) a radially inward overflow edge ( 7b ) having. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (7) durch ein Federelement (12) belastet ist, welches ihn in eine erste Endlage zurückstellt.Parking brake device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the annular piston ( 7 ) by a spring element ( 12 ), which returns it to a first end position. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federelement (12) an einem mit dem Parksperrenrad (2) verbundenen Widerlager (13) abstützt.Parking brake device according to claim 6, characterized in that the spring element ( 12 ) at one with the parking lock wheel ( 2 ) connected abutments ( 13 ) is supported. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement als vom Ringkolben (7) axial abragende ringförmige Nase (7c) ausgebildet ist.Parking brake device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the blocking element as from the annular piston ( 7 ) axially projecting annular nose ( 7c ) is trained. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinke einen Fortsatz (5) aufweist, welcher durch das Blockierelement (7c) blockierbar ist.Parking brake device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pawl has an extension ( 5 ), which by the blocking element ( 7c ) is blockable. Parksperrenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement respektive die ringförmige Nase (7c) eine dem Fortsatz (5) zugewandte, konisch ausgebildete Kontaktfläche aufweist.Parking brake device according to one of the preceding claims, characterized in that the blocking element or the annular nose ( 7c ) an extension ( 5 ) facing, conically shaped contact surface. Parksperrenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad als Getriebeabtriebswelle (2), insbesondere als Stegwelle (2) eines Planetenradsatzes (3) ausgebildet ist.Parking brake device according to one of the preceding claims, characterized in that the parking lock wheel as a transmission output shaft ( 2 ), in particular as a web shaft ( 2 ) of a planetary gear set ( 3 ) is trained.
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