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DE102010041216B4 - Tank of a dosing system for introducing reducing agent into the exhaust gas of an internal combustion engine - Google Patents

Tank of a dosing system for introducing reducing agent into the exhaust gas of an internal combustion engine Download PDF

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DE102010041216B4 DE102010041216.3A DE102010041216A DE102010041216B4 DE 102010041216 B4 DE102010041216 B4 DE 102010041216B4 DE 102010041216 A DE102010041216 A DE 102010041216A DE 102010041216 B4 DE102010041216 B4 DE 102010041216B4
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Abstract

Tank eines Dosiersystems zum Einbringen von Reduktionsmittel in das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Entlüftung für einen Druckausgleich zwischen dem Tankinnenraum und der Tankaußenseite, wobei die Entlüftung eine luftdurchlässige, jedoch einen Durchtritt von Reduktionsmittel zumindest im wesentlichen verhindernde Membran (7) umfasst, die durch eine vom Tank (1) aus ansteigende Verbindungsleitung (3, 4) vom Flüssigkeitspegel (8) im Inneren des Tanks (1) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftung mit Membran (7) in einem das freie Ende des vom Tank (1) aus ansteigenden Tank-Einfüllrohrs (3) verschließenden abnehmbaren Deckel (5) vorgesehen ist und dass die vom Tankinnenraum abgehende Betankungs-Entlüftungsleitung (4), welche über eine geringe Strecke in den Tank hineinragt, im Einfüllrohr (3) nahe von dessen freiem Ende mündet.Tank of a dosing system for introducing reducing agent into the exhaust gas of an internal combustion engine, with a vent for pressure equalization between the inside of the tank and the outside of the tank, the vent comprising an air-permeable membrane (7) which, however, at least essentially prevents the passage of reducing agent, through a connecting line (3, 4) rising from the tank (1) is separated from the liquid level (8) inside the tank (1), characterized in that the vent with membrane (7) in one of the free end of the tank (1) A removable cover (5) that closes off rising tank filler pipe (3) is provided and that the refueling vent line (4) which extends from the tank interior and projects a short distance into the tank opens into the filler pipe (3) near its free end .

Description

Die Erfindung betrifft einen Tank eines Dosiersystems zum Einbringen von Reduktionsmittel in das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Entlüftung für einen Druckausgleich zwischen dem Tankinnenraum und der Tankaußenseite, wobei die Entlüftung eine luftdurchlässige, jedoch einen Durchtritt von Reduktionsmittel zumindest im wesentlichen verhindernde Membran umfasst, die durch eine vom Tank aus ansteigende Verbindungsleitung vom Flüssigkeitspegel im Inneren des Tanks getrennt ist. Zum Stand der Technik wird neben der DE 10 2008 044 167 A1 auf die DE 10 2009 026 280 A1 und die DE 10 2009 011 518 A1 verwiesen.The invention relates to a tank of a metering system for introducing reducing agent into the exhaust gas of an internal combustion engine, with a vent for pressure equalization between the inside of the tank and the outside of the tank, the vent comprising an air-permeable membrane that at least essentially prevents the passage of reducing agent through a connecting line rising from the tank is separated from the liquid level inside the tank. In addition to the state of the art DE 10 2008 044 167 A1 on the DE 10 2009 026 280 A1 and the DE 10 2009 011 518 A1 referenced.

Sogenannte SCR-Tanks zur Speicherung von Reduktionsmittel für die selektive katalytische Reduktion des Abgases von Verbrennungskraftmaschinen in Kraftfahrzeugen in Form von sog. „AdBlue“ sind hinsichtlich der erforderlichen Entlüftung insofern komplizierter als Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen, als das Reduktionsmittel zur Kristallisation neigt und somit herkömmliche mechanische Entlüftungsventile verstopfen kann. Es wurde bereits versucht, eine poröse Sinterstruktur, welche luftdurchlässig ist, jedoch einen Durchtritt von Reduktionsmittel zumindest im wesentlichen verhindert, praktisch in einer in der Tankwand vorgesehenen Entlüftungsöffnung anzuordnen, jedoch war hiermit keine unter allen Umständen zuverlässige Entlüftung erzielbar. In der oben genannten Schrift ist daher vorgeschlagen, die Entlüftung durch eine hydrophobe Eigenschaften aufweisende Membran zu führen, die durch eine Verbindungsleitung vom Flüssigkeitspegel im Inneren des Tanks getrennt ist, so dass diese Membran im Betrieb eines mit diesem Tank ausgestatteten Kraftfahrzeugs nicht mit Reduktionsmittel in Kontakt kommt, womit dann stets eine sichere Entlüftung gewährleistet ist.So-called SCR tanks for the storage of reducing agent for the selective catalytic reduction of the exhaust gas from internal combustion engines in motor vehicles in the form of so-called “AdBlue” are more complicated with regard to the necessary ventilation than fuel tanks of motor vehicles, as the reducing agent tends to crystallize and thus conventional mechanical ventilation valves can clog. Attempts have already been made to practically arrange a porous sintered structure, which is air-permeable but at least essentially prevents the passage of reducing agent, in a ventilation opening provided in the tank wall, but this did not achieve reliable ventilation under all circumstances. In the above-mentioned document, it is therefore proposed to lead the ventilation through a membrane having hydrophobic properties, which is separated from the liquid level inside the tank by a connecting line, so that this membrane does not come into contact with reducing agent when a motor vehicle equipped with this tank is in operation comes, which then always ensures safe ventilation.

Die DE 10 2009 026 280 A1 zeigt eine einfache Entlüftungseinrichtung für einen simplen Kraftstofftank eines Rasenmähers oder dgl., mit einem nanoporösen Membranabscheider, der in der Befüllöffnung des Kraftstofftanks angeordnet ist und ein Ausströmen von Dampf ermöglicht. Dabei weist die Membrane ein Netzwerk auf, in welchem Oberflächen des Netzwerks mehrere miteinander verbundene Poren definieren, die sich durch die Membrane hindurch erstrecken, wobei die mehreren miteinander verbundenen Poren eine gewisse Porengröße haben, so dass sie für Kraftstoffdampf und Luft durchlässig sind und für flüssigen Kraftstoff undurchlässig sind. Zusätzlich ist eine ölabweisende Beschichtung vorgesehen.the DE 10 2009 026 280 A1 shows a simple venting device for a simple fuel tank of a lawnmower or the like, with a nanoporous membrane separator, which is arranged in the filling opening of the fuel tank and allows steam to flow out. The membrane has a network in which surfaces of the network define a plurality of interconnected pores which extend through the membrane, the plurality of interconnected pores having a certain pore size so that they are permeable to fuel vapor and air and to liquid Are impermeable to fuel. An oil-repellent coating is also provided.

Die DE 10 2009 011 518 A1 zeigt einen Reduktionsmittelbehälter für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einem mit einer Einfüllöffnung versehenen Einfüllrohr, mit wenigstens einer Einrichtung zur Befüllentlüftung und mit Mitteln zur Füllstandsbegrenzung bei der Befüllung sowie mit Mitteln zum Verschließen der Befüllentlüftung bei oder nach Erreichen des maximalen Füllstandes, wobei die Einrichtung zur Befüllentlüftung wenigstens eine Befüllentlüftungsleitung umfasst, die sich zumindest abschnittsweise oberhalb des maximalen Füllstandes im Einfüllrohr und/oder im Behälter erstreckt.the DE 10 2009 011 518 A1 shows a reducing agent container for motor vehicles with at least one filler pipe provided with a filler opening, with at least one device for fill venting and with means for filling level limitation during filling and with means for closing the filling vent when the maximum fill level is reached, the device for filling venting at least one Filling venting line includes, which extends at least in sections above the maximum fill level in the filler pipe and / or in the container.

Zurückkommend auf einen Reduktionsmitteltank nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 hat sich gezeigt, dass Reduktionsmittel zur Entlüftungs-Membran gelangen kann, und zwar dann, wenn der Tank beim Befüllen „überfüllt“ wird, d.h. wenn mehr Reduktionsmittel in den Tank eingefüllt wird als das eigentliche Tankvolumen erlaubt, indem dann eingefülltes Reduktionsmittel in die Entlüftungsleitung gelangt und in dieser bis zur Entlüftungs-Membran hin ansteigt. Hierdurch kann die Membran beschädigt und schließlich funktionsunfähig werden.Coming back to a reducing agent tank according to the preamble of claim 1, it has been shown that reducing agent can reach the vent membrane when the tank is "overfilled" during filling, ie when more reducing agent is filled into the tank than the actual tank volume allowed by then filled reducing agent reaches the vent line and rises in this up to the vent membrane. This can damage the membrane and ultimately render it inoperable.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ist für einen Reduktionsmittel-Tank nach dessen Oberbegriff dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftung mit Membran in einem das freie Ende des vom Tank aus ansteigenden Tank-Einfüllrohrs verschließenden abnehmbaren Deckel vorgesehen ist und dass die vom Tankinnenraum abgehende Betankungs-Entlüftungsleitung, welche über eine geringe Strecke in den Tank hineinragt, im Einfüllrohr nahe von dessen freiem Ende mündet. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.It is the object of the present invention to provide a remedial measure for this problem.
The solution to this problem results from the features of claim 1 and is characterized for a reducing agent tank according to its preamble in that the vent with membrane is provided in a removable cover that closes the free end of the tank filler pipe rising from the tank and that the refueling venting line going out from the tank interior, which protrudes a short distance into the tank, opens into the filler pipe near its free end. Advantageous training and further developments are the content of the subclaims.

Indem erfindungsgemäß die für die Entlüftung vorgesehene Membran in einem Deckel des Tank-Einfüllrohrs vorgesehen ist, kann diese Membran beim Befüllen des Tanks und somit bei abgenommenen Deckel selbstverständlich nicht mit in den Tank eingefülltem Reduktionsmittel in Berührung kommen. Auch bei verschlossenem Einfüllrohr ist die Membran vor einer Benetzung mit Reduktionsmittel geschützt, wenn das nun als Verbindungsleitung zwischen dem Tank-Innenraum und der Membran fungierende Einfüllrohr wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben vom Tank aus gesehen ansteigt, was üblicherweise so realisiert ist. Vorteilhafterweise ist dadurch, dass zumindest das freie Ende des Einfüllrohrs als Belüftungsöffnung fungiert, ein Überfüllen des Tanks beim Befüllen ausgeschlossen, da bereits dann, wenn nur eine geringe Menge von Reduktionsmittel im Einfüllrohr steht, ein weiteres Befüllen des Tanks praktisch verhindert ist. Since the membrane provided for ventilation is provided in a cover of the tank filler pipe according to the invention, this membrane can of course not come into contact with the reducing agent filled into the tank when the tank is filled and thus when the cover is removed. Even when the filler pipe is closed, the membrane is protected from wetting with reducing agent when the filler pipe, which now functions as a connecting line between the tank interior and the membrane, rises from the tank as indicated in the preamble of claim 1, which is usually implemented in this way. Advantageously, the fact that at least the free end of the filler pipe functions as a ventilation opening prevents overfilling of the tank during filling, since further filling of the tank is practically prevented even when there is only a small amount of reducing agent in the filler pipe.

Dabei ist zur Darstellung eines problemlosen Befüllens des Tanks eine vom Tank-Innenraum abgehende eigenständige Betankungs-Entlüftungsleitung vorgesehen, die dann jedoch im Einfüllrohr nahe von dessen freiem Ende mündet. Im Betrieb des Kraftfahrzeugs erfolgt die Entlüftung des SCR-Tanks somit sowohl über das Einfüllrohr und den Tank-Deckel mit Entlüftung und Entlüftungs-Membran direkt, als auch über die im Einfüllrohr mündende Betankungs-Entlüftungsleitung; beim Befüllen des Tanks erfolgt die Entlüftung dann durch die Betankungs-Entlüftungsleitung und den Endabschnitt des freien Endes des Einfüllrohrs ohne aufgesetztem Deckel und somit ohne Passieren der Membran, was aber unschädlich ist.In this case, to show that the tank can be filled without problems, an independent refueling vent line extending from the interior of the tank is provided, but which then opens into the filler pipe near its free end. When the motor vehicle is in operation, the SCR tank is thus vented both via the filler pipe and the tank lid with vent and vent membrane directly, as well as via the refueling vent line opening into the filler pipe; When the tank is filled, venting then takes place through the refueling vent line and the end section of the free end of the filler pipe without the cover attached and thus without passing through the membrane, which is harmless.

Ein Tank-Deckel mit Entlüftungs-Membran und zumindest einer den Deckel durchdringenden Entlüftungsbohrung oder -öffnung zeichnet sich jedenfalls hinsichtlich des Befestigens der Membran durch besonders einfachen Aufbau aus, wenn die besagte Membran zwischen einem Innenteil und einem Außenteil des Deckels eingespannt ist. Ferner kann der Deckel stirnseitig eine abschnittsweise hohle und zur Seite hin offene Griffleiste aufweisen, in deren Hohlraum eine die Deckelwand durchdringende Entlüftungsbohrung mündet, da über diese Griffleiste mit Hohlraum die Entlüftungsbohrung im Tankdeckel vor Verschmutzung und somit gegen Verstopfen geschützt ist.A tank cover with a ventilation membrane and at least one ventilation hole or opening penetrating the cover is characterized by a particularly simple structure in terms of fastening the membrane when the said membrane is clamped between an inner part and an outer part of the cover. Furthermore, the cover can have a partially hollow grip strip open to the side, in the cavity of which a vent hole penetrating the cover wall opens, since the vent hole in the tank cap is protected against contamination and thus against clogging via this grip strip with a cavity.

Die beigefügte 1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen SCR-Tanks, während in 2 ein Deckel eines erfindungsgemäßen Tanks lediglich prinzipiell im Schnitt dargestellt ist. Zunächst auf 1 Bezug nehmend ist mit der Bezugsziffer 1 ein für ein Kraftfahrzeug, welches von einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, vorgesehener Tank für ein Reduktionsmittel in Form des sog. „AdBlue“ gekennzeichnet. Im Boden dieses Tanks ist ein Fördermodul 2 angeordnet, welches Bestandteil eines nicht weiter dargestellten Dosiersystems zum Einbringen von Reduktionsmittel in das Abgas der Verbrennungskraftmaschine ist.The enclosed 1 shows a schematic diagram of an SCR tank according to the invention, while in 2 a cover of a tank according to the invention is shown only in principle in section. First up 1 Referring to is with the reference number 1 a tank for a reducing agent in the form of so-called "AdBlue", provided for a motor vehicle that is driven by an internal combustion engine. There is a delivery module in the bottom of this tank 2 arranged, which is part of a metering system, not shown, for introducing reducing agent into the exhaust gas of the internal combustion engine.

Durch die obere Wand bzw. durch den obersten Bereich der Seitenwand des Tanks 1 führen zwei Leitungen aus dem Tank-Innenraum ansteigend nach oben, nämlich ein Einfüllrohr 3 sowie eine Betankungs-Entlüftungsleitung 4. Letztere mündet nahe des freien oberen Endes des Einfüllrohres 3 in dieses. Auf das freie Ende des Einfüllrohres 3 ist ein Deckel 5 aufgesetzt. Mit diesem Deckel 5 ist das Einfüllrohr 3 bei Betrieb des Kraftahrzeugs abgeschlossen; zum Befüllen des Tanks 1 mit neuem Reduktionsmittel wird dieser Deckel 5 abgenommen. Durch diesen Deckel 5 hindurch ist zumindest eine Entlüftungsbohrung 6 geführt, wobei Gase, die diese Entlüftungsbohrung 6 passieren, auch eine im Deckel 5 vorgesehene Membran 7 passieren, die luftdurchlässig ist, jedoch in der Lage ist, einen Durchtritt von Reduktionsmittel zumindest im wesentlichen zu verhindern. Indem die Membran 7 im Deckel 5 angeordnet ist, ist sie über das vom Tank 1 aus ansteigende Einfüllrohr 3 vom Flüssigkeitsspiegel bzw. Flüssigkeitspegel 8 im Tank-Innenraum auch dann getrennt, wenn dieser wie figürlich dargestellt nahezu vollständig mit Reduktionsmittel befüllt ist. Indem dabei - wie figürlich dargestellt - die Betankungs-Entlüftungsleitung 4 über eine geringe Strecke in den Tank 1 hineinragt, ist gewährleistet, dass der Tank 1 nicht wesentlich weiter als bis zum freien Ende dieser Entlüftungsleitung 4 (im Tank 1) befüllt werden kann, da dann - wie figürlich dargestellt - der Flüssigkeitspegel 8 die Entlüftungsleitung 4 absperrt, so dass keine weitere Entlüftung während des Befüllens möglich ist.Through the upper wall or through the uppermost area of the side wall of the tank 1 Two lines lead upwards from the interior of the tank, namely a filler pipe 3 and a refueling vent line 4th . The latter opens near the free upper end of the filler pipe 3 in this. On the free end of the filler pipe 3 is a lid 5 put on. With this lid 5 is the filler pipe 3 completed when the vehicle is in operation; to fill the tank 1 with a new reducing agent this cover becomes 5 removed. Through this lid 5 there is at least one vent hole through it 6th led, with gases that this vent hole 6th happen, also one in the lid 5 provided membrane 7th happen, which is air-permeable, but is able to prevent the passage of reducing agent at least substantially. By the membrane 7th in the lid 5 is arranged, it is over that of the tank 1 from rising filler pipe 3 the liquid level or liquid level 8th separated in the tank interior even when it is almost completely filled with reducing agent, as shown in the figures. By doing this - as shown in the figure - the refueling vent line 4th over a short distance into the tank 1 protrudes, it is ensured that the tank 1 not much further than the free end of this vent line 4th (in the tank 1 ) can be filled, since then - as shown in the figure - the liquid level 8th the vent line 4th so that no further venting is possible during filling.

In 2 ist dieser Deckel 5 lediglich prinzipiell im Schnitt dargestellt. Dieser besteht wie ersichtlich aus einem topfförmigen Außenteil 5a und einem darin angeordneten und unter anderem ein Gewinde zum Aufschrauben auf das freie Ende des Einfüllrohrs 3 bildenden annähernd rohrförmigen Innenteil 5b. Im Boden des Außenteils 5a sind zwei Entlüftungsbohrungen 6 vorgesehen, durch die für einen Druckausgleich zwischen dem Tank-Innenraum und der Tankaußenseite eine Entlüftung erfolgen kann. Damit keine Staubpartikel durch die Entlüftungsbohrungen 6 hindurch von außen in den Innenraum des Tanks 1 gelangen können und insbesondere damit unter widrigen Umständen, beispielswiese im Falle eines Überschlagens des Fahrzeugs kein Reduktionsmittel aus dem Tank 1 durch die Entlüftungsbohrungen 6 nach außen gelangt, ist vom Tank-Innenraum aus betrachtet den Entlüftungsbohrungen 6 die bereits genannte Membran 7 vorgeschaltet. Im Hinblick auf einen einfachen konstruktiven Aufbau des Deckels 5 ist diese flächige Membran parallel zum Boden des Deckel-Außenteils 5a liegend zwischen diesem und dem Deckel-Innenteil 5b eingespannt.In 2 is this lid 5 only shown in principle in section. As can be seen, this consists of a pot-shaped outer part 5a and one arranged therein and, among other things, a thread for screwing onto the free end of the filler pipe 3 forming approximately tubular inner part 5b . In the bottom of the outer part 5a are two vent holes 6th provided, by means of which ventilation can take place for a pressure equalization between the tank interior and the tank exterior. So that no dust particles through the ventilation holes 6th through from the outside into the interior of the tank 1 can get and especially under adverse circumstances, for example, in the event of the vehicle overturning, no reducing agent from the tank 1 through the ventilation holes 6th reaches the outside, the ventilation holes are viewed from the inside of the tank 6th the aforementioned membrane 7th upstream. With regard to a simple structural design of the cover 5 this flat membrane is parallel to the bottom of the lid outer part 5a lying between this and the inner part of the lid 5b clamped.

Wie ersichtlich ist der Deckel 5 stirnseitig und somit an der Außenseite des Bodens des Deckel-Außenteils 5a mit einer Griffleiste 5c versehen, die über weite Abschnitte hohl ausgeführt und zur Seite hin, d.h. im Bereich der zylindrischen Wand des Deckel-Außenteils 5a, offen ist. Im Hohlraum unterhalb dieser Griffleiste 5c münden die Entlüftungsbohrungen 6 und sind somit gegen Verschmutzung von außen günstig geschützt, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.As can be seen the lid 5 front side and thus on the outside of the bottom of the outer lid part 5a with a handle bar 5c provided, which are designed to be hollow over large sections and to the side, ie in the region of the cylindrical wall of the outer part of the cover 5a , is open. In the cavity below this handle bar 5c the vent holes open 6th and are thus favorably protected against contamination from the outside, but this and a large number of other details, in particular of a constructive nature, can be designed in a way that differs from the above explanations without departing from the content of the patent claims.

Claims (3)

Tank eines Dosiersystems zum Einbringen von Reduktionsmittel in das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Entlüftung für einen Druckausgleich zwischen dem Tankinnenraum und der Tankaußenseite, wobei die Entlüftung eine luftdurchlässige, jedoch einen Durchtritt von Reduktionsmittel zumindest im wesentlichen verhindernde Membran (7) umfasst, die durch eine vom Tank (1) aus ansteigende Verbindungsleitung (3, 4) vom Flüssigkeitspegel (8) im Inneren des Tanks (1) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftung mit Membran (7) in einem das freie Ende des vom Tank (1) aus ansteigenden Tank-Einfüllrohrs (3) verschließenden abnehmbaren Deckel (5) vorgesehen ist und dass die vom Tankinnenraum abgehende Betankungs-Entlüftungsleitung (4), welche über eine geringe Strecke in den Tank hineinragt, im Einfüllrohr (3) nahe von dessen freiem Ende mündet.Tank of a dosing system for introducing reducing agent into the exhaust gas of an internal combustion engine, with a vent for pressure equalization between the inside of the tank and the outside of the tank, the vent being a air-permeable membrane (7) which at least essentially prevents the passage of reducing agent and which is separated from the liquid level (8) inside the tank (1) by a connecting line (3, 4) rising from the tank (1), characterized in that that the vent with membrane (7) is provided in a removable cover (5) that closes the free end of the tank filler pipe (3) rising from the tank (1) and that the refueling vent line (4) which extends from the tank interior, which protrudes a short distance into the tank, opens into the filler pipe (3) near its free end. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (7) zwischen einem Innenteil (5b) und einem Außenteil (5a) des Deckels (5) eingespannt ist.Tank after Claim 1 , characterized in that the membrane (7) is clamped between an inner part (5b) and an outer part (5a) of the cover (5). Tank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5) stirnseitig eine abschnittsweise hohle und zur Seite hin im Bereich der zylindrischen Außenwand des Deckels (5) offene Griffleiste (5c) aufweist, in deren Hohlraum eine den Boden des Deckels (5) durchdringende Entlüftungsbohrung (6) mündet.Tank after Claim 1 or 2 , characterized in that the end face of the cover (5) has a gripping strip (5c) which is hollow in sections and open to the side in the region of the cylindrical outer wall of the cover (5), in the cavity of which a venting hole (6) penetrates the bottom of the cover (5) ) opens.
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