AT395192B - Schwimmfaehiges modulelement - Google Patents

Description

AT395 192 B

Die Erfindungbetrifft ein schwimmfähiges Modulelement zur Bildung einer Abdeckungfür Flüssigkeitsbecken, mit einem aus Schaumstoff bestehenden, prismatischen Kern, der von einer gasdichten Hülle allseitig umschlossen ist, ferner eine Abdeckung aus derartigen Modulelementen und ein Verfahren zum Herstellen dieser Modulelemente.

Modulelemente der eingangs genannten Art sind z. B. aus der EP-A-0 266 651, der CH-PS 635 551 oder der US-PS 3 910 452 bekannt. Diese bekannten Modulelemente sind an ihrem Umfang mit nut- und federartigen Verbindungsgliedern ausgestattet, um ihren Verbund zu einer Abdeckung zu ermöglichen. Die Elemente der EP-A-0 266 651 weisen Sechseck- oder Kreisringsektorform auf, und ein rinnenartiger Vorsprung am Umfang eines Modulelementes nimmt jeweils eine entsprechend geformte Seitenkante eines angrenzenden Kuppeldachelementes auf, wodurch sich eine Abdeckung aus einer Abfolge von schwimmenden Modulelementen und von diesen getragenen Kuppeldachelementen ergibt. Die Elemente der CH-PS 635 551 besitzen Rechteckform und sind mit am Elementumfang verlaufenden Nut- und Federprofilen ausgestattet. Die Elemente der US-PS 3 910 452 weisen die Form gleichschenkeliger Dreiecke auf und sind an ihrem Umfang ebenfalls mit nut- und federartigen Stimprofilen versehen.

Die bekannten Lösungen besitzen den Nachteil, daß die Modulverbindungen einerseits eine aufwendige Profilierung der Modulelemente erfordern bzw. vor Ort aufwendig herzustellen sind, anderseits nicht ausreichend elastisch sind, um die an der Flüssigkeitsoberfläche auftretenden Belastungen abzufangen. Die Erfindung setzt sich daher zum Ziel, ein schwimmfähiges Modulelement zur Bildung einer Abdeckung für Flüssigkeitsbecken zu schaffen, das in einfacher Weise mit gleichartigen Elementen zu einem Verbund zusammenschließbar ist und eine elastische Abdeckung ergibt, die ohne umfangreiche Tragkonstruktionen einen stabilen Aufbau gewährleistet und dabei die an der Flüssigkeitsoberfläche auftretenden mechanischen Belastungen elastisch aufnehmen kann.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung mit einem Modulelement der einleitend genannten Art erreicht, das sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß am Umfang der Hülle auf einer Seite des Elementes hochragende Verbindungsflansche zum Herstellen einer Verbindung mit im wesentlichen gleichartigen Modulelementen ausgebildet sind. Ein derart aufgebautes Element ist beständig gegenüber Witterungs- und chemischen Einflüssen, leichtgewichtig und in überaus einfacher Weise zu einer elastischen und dennoch stabilen schwimmenden Abdeckung zusammenschließbar, dieaufgrund ihres geringen Gewichts dieFlüssigkeit im Beckenmechanisch nicht beeinflußt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verbindungsflanscheais an derOberseite des Elementes umlaufender Rand ausgebildet sind, der vorzugsweise nahe der Oberseite des Modulelementes Flüssigkeitsablauföffnungen aufweist. Der umlaufende Rand erhöht wesentlich die mechanische Festigkeit des Elementes und vereinfacht die Herstellung. Die FlüssigkeitsablaufÖffhungen stellen insbesondere das Ableiten von Regen- oder Schmelzwasser sicher.

Nach einem weiteren ErfindungsmericmalsinddieSeitenwändederHülleeinstückigmitden Verbindungsflanschen ausgebildet und vorzugsweise mechanisch fester als die Ober- oder Unterseite des Modulelementes. Durch diese Maßnahmen wird eine ausgezeichnete mechanische Belastbarkeit auch bei großen Elementabmessungen erreicht, welche die Erfindung ermöglicht

Bevorzugt sind zur leichten Verbindbarkeit die Verbindungsflansche mit Durchtrittsöffnungen zur Aufnahme von Verbindungselementen versehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verbindungselement eine die fluchtenden Durchtritts-Öffnungen der Verbindungsflansche zweier angrenzender Modulelemente durchsetzende zweiteilige Buchse mit Endflanschen auf, wobei die beiden BuchsenteÜe miteinander durch eine Schraubverbindung verbindbar sind und die Endflansche über auf die Buchse aufgezogene elastische Pufferringe an den Veibindungsflanschen angreifen. Diese elastische Verbindung erhöht die Widerstandsfähigkeit der gesamten Abdeckung gegenüber Wind und Wellenschlag im Becken und verringert den Verschleiß der Abdeckung.

Weiters kann das Modulelement zur Verankerung von Haken, Ösen od. dgl. für den Transport und für das Verlegen der Elemente dieElementober-und-unterseiteverbindendeDurchbrechungen aufweisen,deren Innenflächen von der Hülle ausgekleidet sind.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Modulelementes besteht darin, daß das Element in der Draufsicht die Form eines Dreiecks mit den Winkeln 30°, 60° und 90° auf weist, wobei vorzugsweise die Ecken abgeschrägt oder abgerundet sind. Diese Elementform ist sehr leicht zu einem geschlossenen Verbund verlegbar und vor Beschädigungen der Ecken geschützt.

Weiters können in den aufgrund der Eckabschrägungen bzw. -äbrundungen im Elementverbund freibleibenden Aussparungen Abstützungen angeordnet werden, wie noch erläutert werden wird.

Die erfindungsgemäße schwimmende Abdeckung für Flüssigkeitsbecken ist aus den beschriebenen Modulelementen gebildet, die über die Verbindungsflansche untereinander verbunden sind.

Inbesondere sindbei einer Abdeckung für kreisförmigeFlüssigkeitsbecken erste Modulelementederbeschriebenen Dreiecksform mit zweiten, spiegelbildlich gleichen Modulelementen zu einem dem Kreisumfang angenäherten Polygon verbunden, wobei am Umfang des Polygons vorzugsweise zueinander spiegelbildlich gleiche dritte -2-

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Modulelemente und vierte Modulelemente in Form eines rechtwinkeligen Dreiecks angesetzt sind, welche die Abdeckung zu einem regelmäßigen Polygon ergänzen. Die erfindungsgemäße Abdeckung kommt aufgrund der selbsttragenden, schwimmenden Bauweise ohne aufwendige Tragkonstruktionen aus, ermöglicht eine Anpassung an die jeweilige Beckenform und paßt sich auch der Flüssigkeitsoberfläche elastisch an, wobei sie zugleich robust und beständig ist

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen der geschilderten Modulelemente besteht darin, daß die beiden Hälften einer zweiteiligen Form mit einer Schicht aus selbsthärtendem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen Harz ausgekleidet und mit Glasfasergeweben, -Vliesen od. dgl. ausgelegt werden und vor dem Schließen der Form ein Schaumstoffkörper eingelegt wird, worauf die Form unter gleichzeitiger Zufuhr von selbsthärtendem Harz evakuiert wird, welches in die verbliebenen Hohlräume und die Gewebe, Vliese od. dgl. eingesaugt wird. Auf diese Weise sind Elementgrößen bis zu mehreren Quadratmetern herstellbar. Die äußerste, das Glasgewebe bzw. -vlies vollständig umhüllende Harzschicht schützt die Glasfasern vor chemischen Einflüssen und verbessert entscheidend die chemische Resistenz des Modulelementes. Wird diese Schicht darüberhinaus aus elektrisch leitfähigem Harz gebildet, können elektrostatische Aufladungen des Elementes von seiner Oberfläche abgegriffen und abgeleitet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beigeschlossenen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Stoßstelle zweier aneinandergrenzender Modulelemente gemäß der Erfindung im Vertikalschnitt; Fig. 2 einen Eckausschnitt eines Modulelementes im Horizontalschnitt; Fig. 3 ein Verbindungselement zur Verbindung der Verbindungsflansche aneinandergrenzender Modulelemente im Vertikalschnitt; die Fig. 4a-d Umfangsformen von Modulelementen schematisch in der Draufsicht; die Fig. 5,6 erfindungsgemäße Abdeckungen in der Draufsicht; Fig. 7 eine in eine Abdeckungsaussparung eingesetzte Stütze im Vertikalschnitt; Fig. 8 eine Stützenaufnahmevorrichtung und eine Rollenhalterung zur Anbringung am Umfang der Abdeckung in der Draufsicht; Fig. 9 die Stützenaufnahmevorrichtung und die Rollenhalterung nach Fig. 8 in einer Seitenansicht.

Gemäß Fig. 1 weist das erfindungsgemäße, schwimmfähige Modulelement einen prismatischen Kern (1) auf, der von einer Hülle (2) allseitig umschlossen ist. Am Umfang der Hülle (2) sind an der Oberseite des Elementes hochragende Verbindungsflansche (3), vorzugsweise aus dem Hüllenmaterial, ausgebildet, die zur Verbindung aneinandergrenzender Modulelemente dienen.

Der Kern (1) ist aus Schaumstoff, vorzugsweise aus geschäumten Polyurethan (PU), gebildet und weist ein spezifisches Gewicht auf, das wesentlich geringer als das der Flüssigkeit ist, zu deren Abdeckung das Element vorgesehen ist, um eine gute Schwimmfähigkeit des Elementes auf der Flüssigkeit zu gewährleisten.

Die Hülle (2) ist aus gasdichtem, vorteilhaft steifen Material, wie z. B. einem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) gebildet und umschließt den Kem (1) allseitig dicht, um jedwedes Eintreten von Flüssigkeit in den Kern zu verhindern.

Die Verbindungsflansche (3) sind als an der Oberseite des Elementes umlaufender Rand ausgebildet. Die Seitenwände (2') der Hülle (2) und die mit diesen einstückig gefertigten Verbindungsflansche (3) sind mechanisch fester als die Ober- oder Unterseite des Modulelementes, was die Biegesteifigkeit des gesamten Modulelementes beträchtlich erhöht.

Die Verbindungsflansche (3) sind mit Durchtrittsöffnungen (4) versehen, die Verbindungselemente (5) (Fig. 3) zur Verbindung benachbarter Modulelemente aufnehmen, wobei die Durchtrittsöffhungen (4) der Flansche aneinandergrenzender Modulelemente fluchten.

Zur Ableitung von Flüssigkeit von der Oberseite des Elementes weist der umlaufende Rand nahe Oberfläche des Modulelementes Flüssigkeitsablauföffnungen (6) auf, die so angeordnet sind, daß Öffnungen aneinandergrenzender Modulelemente fluchten.

Die Modulelemente können die Ober- und Unterseite verbindende Durchbrechungen (7) zur Verankerung von Haken, Ösen od. dgl. zur Montage der Elemente aufweisen, wobei die Innenfläche dieser Durchbrechungen von der Hülle (2) ausgekleidet ist, um den gasdichten Abschluß des Kerns (1) durch die Hülle (2) nicht zu unterbrechen. Die Auskleidung der Innenfläche kann auch durch dichtes Einsetzen eines Kunststoffrohres erfolgen.

Zweckmäßig sind mehrere Durchbrechungen (7) über das Modulelement verteilt angeordnet, um den Kraftangriff beim Transport an mehreren Punkten des Elementes zu ermöglichen.

Die Eckbereiche der Modulelemente können Abrundungen oder Abschrägungen (22) aufweisen (Fig. 2), um einerseits die Montage zu erleichtern und eine gegenseitige Beschädigung der Elemente im Verbund zu verhindern. Andererseits bilden die Abrundungen bzw. Abschrägungen (22) im Elementverbund Aussparungen, in die Auf-nahmevorrichtungen für Stützen eingesetzt werden, wie später erläutert wird.

Das Verbindungselement (5) wird gemäß Fig. 3 durch eine zweiteilige Buchsenanordnung gebildet. Durch die fluchtenden Durchtrittsöffnungen (4) der Verbindungsflansche (3) zweier aneinandergrenzender Modulelemente wird von der einen Seite ein Buchsenteil (7) durchgeführt, der an seinem freien Ende einen Endflansch (7') aufweist, -3-

AT395 192 B und von der anderen Seite der Verbindungflansche wird ein Buchsenteil (8) mit einem Endflansch (8') angelegt Die Buchsenteile (7), (8) stoßen stimseitig bündig aneinander. Um eine flexible Verbindung zu erzielen, werden elastische Puffer (9) jeweils zwischen einen Endflansch (7') bzw. (8') und dem zugeordneten Verbindungsflansch (3) auf die Buchse aufgezogen. Beim gezeigten Beispiel bestehen die Puffer (9) aus Kunststoff- oder Gummiringen, die am Umfang einen verbreiterten, deformierbaren Rand (91) aufweisen, welcher den Kraftschluß zwischen dem Endflansch (7*) bzw. (8') und dem Verbindungsflansch (3) herstellt Ein Schraubenbolzen (10) wird durch die Buchsenteile (7), (8) hindurchgeführt und verspannt mit einer Gegenmutter (11) die Buchsenteile und damit die eingeklemmten Verbindungsflansche (3). Beilagscheiben (12) gewährleisten einen einfachen Spannvorgang.

In den Fig. 4a-d sind verschiedene erfindungsgemäße Modulelementformen gezeigt Die Modulelemente nach Fig. 4a haben in der Draufsicht die Form eines Dreiecks mit den Winkeln 30°, 60° und 90° und werden in zwei einander spiegelbildlich gleichen Ausführungen (13), (14) (Fig. 5) vorgesehen, die zu einer schwimmenden Behälterabdeckung für Flüssigkeitsbecken zusammengesetzt weiden.

Diese Modulelemente (13), (14) eignen sich insbesondere zur Bildung einer Abdeckung für kreisförmige Flüssigkeitsbehälter, da sie derart angeordnet werden können, daß sie ein dem Kreisumfang des Behälters angenähertes Polygon ergeben, wobei erste Modulelemente (13) abwechselnd mit zweiten Moduldementen (14) verlegt werden. Am Umfang des Polygons können weitere, zueinander spiegelbildlich gleiche dritte Modulelemente (15) und vierte Modulelemente (16) angesetzt werden, die eine derartige Form haben, daß der Polygonumriß der gesamten Abdeckung der Kreisform des Behälters weiter angenähert wird, wobei z. B. der Abdeckungsumriß zu einem regelmäßigen Polygon ergänzt wird.

Diese dritten und vierten Modulelemente (15), (16) haben bei der Abdeckung gemäß Fig. 5 in der Draufsicht die Form eines rechtwinkeligen Dreiecks mit spitzen Winkeln in der Größenordnung von 10° und 80° (Fig. 4b).

Die einzelnen Modulelemente (13), (14), (15) und (16) werden untereinander mittels Verbindungselementen nach Fig. 3 verbunden.

Das Modulelement (23) nach Fig. 4c hat in der Draufsicht die Form eines Kreisringsektors und das Modulelement nach Fig. 4d die Form eines Kreissektors. Diese Modulelemente (23) und (24) können gemäß Fig. 6 in sehr einfacher Weise unter Verwendung von Verbindungselementen nach Fig. 3 zu einer Abdeckung mit kreisförmigen Umriß für kreisförmige Flüssigkeitsbecken zusammengesetzt werden.

Aus den Fig. 4, 5 und 6 ist ersichtlich, daß die Modulelemente Eckenabschrägungen (22) und zusätzlich Seitenwandausnehmungen (21) aufweisen, die im Verbund der Elemente Abdeckungsaussparungen bilden, in denen Vorrichtungen (19) zur Aufnahme von Stützen (20) (Fig. 7) verankerbar sind. Mit Hilfe mehrerer, über die gesamte Abdeckung verteilter Stützen (20) kann die Abdeckung zur Inspektion, Reinigung oder Wartung aufgebockt werden, indem die Stützen nach unten ausgefahren und fixiert werden und das Flüssigkeitsbecken ausgepumpt wird.

Die Aufhahmevorrichtung (19) weist gemäß Fig. 7 ein vertikales Rohr (25) zur Aufnahme der Stütze (20) auf, das am unteren Ende einen Flansch (26) trägt. Dieser Flansch (26) ist größer als die zwischen benachbarten Modulelementen aufgrund deren Eckenabschrägungen (22) und Seitenwandausnehmungen (21) freibleibenden Aussparungen und untergreift daher die Modulelemente. Die Stütze (20) ist in dem Rohr (25) mittels eines Bolzens (27) in verschiedenen Stellungen festlegbar, der in eine Bohrung (28) im Rohr (25) und in verschiedene Bohrungen (29) in der Stütze (20) einführbar ist. Für den Einsatz in Klärbecken, in denen Skimmeinrichtungen rotieren, kann die gesamte Abdeckung drehbar gelagert werden. Dazu werden am Umfang der Abdeckung mehrere radial auswärts gerichtete, am Beckenrand abrollende Rollen (17) (Fig. 5) mit Drehachse normal zur Abdeckungsebene über den Umfang verteilt angeordnet.

Die Fig. 8 und 9 zeigen, daß die Rolle (17) in einer Rollenhalterung (18) gelagert ist, die neben einer Aufnahmevorrichtung (19') an der Außenseite der äußersten Modulelemente angeschraubt werden kann. Die Aufnahmevorrichtungen (19*) sind speziell zur Anbringung am Abdeckungsumfang ausgebildet und weisen einen Flansch (26') auf, der nur auf der zum Abdeckungsmittelpunkt gewandten Seite des Rohres (25) vorragt. Weiters sind Befestigungswinkel (33) zur Verbindung mit den Modulelementen seitlich an das Rohr (25) angeschweißt Die Befestigungswinkel (33) sind unter einem solchen Winkel angesetzt und derart geformt, daß sie an den Umriß der Abdeckung an dieser Stelle angepaßt sind.

Die gesamte Abdeckung kann an den erforderlichen Stellen Aussparungen (30) aufweisen (Fig. 5), in die die zum Betrieb eines Klärbeckens notwendigen Skimmeinrichtungen (31), wie Skimmrinnen, Rechen etc., einsetzbar sind. Da diese Skimmeinrichtungen (31) durch nicht näher dargestellte Antriebseinrichtungen in Drehung um den Beckenmittelpunkt versetzt werden, kann auf diese Weise die gesamte Abdeckung in Drehung versetzt werden.

Weiters kann die Abdeckung in der Mitte eine Öffnung (32) aufweisen, in der (nicht gezeigte) Stützpfeiler zur Abstützung einer begehbaren Wartungsbrücke verlaufen können. Wird diese Wartungsbrücke an den Stützpfeilern drehbar gelagert, fest mit der Abdeckung verbunden und am Beckenrand an einer Schiene in Umfangsrichtung verschiebbar geführt und angetrieben, kann auch auf diese Weise ein Antrieb der Abdeckung erreicht werden.

Die Aussparungen (30) und die Öffnung (32) werden durch den Verbund entsprechend ausgeschnittener bzw. verkürzter Modulelemente gebildet. -4-

Claims (10)

1. AT395 192 B Zum Herstellen der Modulelemente werden die beiden Hälften einer zweiteiligen Form mit einer Schicht aus selbsthärtendem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen Harz ausgekleidet und mit Glasfasergeweben, -vliesen od. dgl. ausgelegt. Vor dem Schließen der Form wird ein Schaumstoffkörper eingelegt und anschließend die Form unter gleichzeitiger Zufuhr von selbsthärtendem Harz evakuiert, welches in die verbliebenen Hohliäume und die Gewebe, Vliese od. dgl. eingesaugt wird. Das die äußerste Schicht bildende Harz wird zur Erzielung der elektrischen Leitfähigkeit mit Graphit versetzt. Die einzelnen Gewebe- bzw. Vlieszuschnitte werden überlappend in die Form eingelegt, um bruchgefährdete Stoßstellen in der fertigen Hülle zu vermeiden. Es versteht sich, daß die erläuterten Ausführungsbeispiele im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens verschiedentlich abgewandelt werden können, insbesondere was die Gestalt der Modulelemente und die zu ihrer Herstellung verwendeten Materialien betrifft PATENTANSPRÜCHE 1. Schwimmfähiges Modulelementzur Bildung einer Abdeckung für Flüssigkeitsbecken, mit einem aus Schaumstoff bestehenden, prismatischen Kern, der von einer gasdichten Hülle allseitig umschlossen ist dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Hülle (2) auf einer Seite des Elementes hochragende Verbindungsflansche (3) zum Herstellen einer Verbindung mit im wesentlichen gleichartigen Modulelementen ausgebildet sind.
2. 2. Modulelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veibindungsflansche (3) als an der Oberseite des Elementes umlaufender Rand ausgebildet sind, der vorzugsweise nahe der Oberseite des Modulelementes Flüssigkeitsablauföffnungen (6) aufweist.
3. 3. Modulelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Seitenwände (2') der Hülle (2) einstückig mit den Verbindungsflanschen (3) ausgebildet und vorzugsweise mechanisch fester als die Ober- oder Unterseite des Modulelementes ausgebildet sind.
4. 4. Modulelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsflansche (3) mit Durchtrittsöffnungen (4) zur Aufnahme von Verbindungselementen (5) versehen sind.
5. 5. Modulelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (5) eine die fluchtenden Durchtrittsöffnungen (4) der Verbindungsflansche (3) zweier angrenzender Modulelemente durchsetzende zweiteilige Buchse (7,8) mit Endflanschen (7*, 8') aufweist, wobei die beiden Buchsenteüe (7,8) miteinander durch eine Schraubverbindung (10,11) verbindbar sind und die Endflansche (7',8') über auf dieBuchseaufgezogene elastische Pufferringe (9) an den Verbindungsflanschen (3) angreifen.
6. 6. Modulelement nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß es die Elementober- und -Unterseite verbindende Durchbrechungen (7) aufweist, deren Innenflächen von der Hülle (2) ausgekleidet sind.
7. 7. Modulelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Draufsicht die Form eines Dreiecks mit den Winkeln 30°, 60° und 90° aufweist, wobei vorzugsweise die Ecken abgeschrägt oder abgerundet sind.
8. 8. Schwimmende Abdeckung für Flüssigkeitsbecken, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Modulelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gebildet ist, die über die Verbindungsflansche (3) untereinander verbunden sind.
9. 9. Abdeckung nach Anspruch 8, für kreisförmige Flüssigkeitsbecken, dadurch gekennzeichnet, daß erste Modulelemente (13) nach Anspruch 7 mit zweiten, spiegelbildlich gleichen Modulelementen (14) zu einem dem Kreisumfang angenäherten Polygon verbunden sind, wobei am Umfang des Polygons vorzugsweise zueinander spiegelbildlich gleiche dritte Modulelemente (15) und vierte Modulelemente (16) in Form eines rechtwinkeligen Dreiecks angesetzt sind, welche die Abdeckung zu einem regelmäßigen Polygon ergänzen. AT395 192 B
10. 10. Verfahren zum Herstellen eines Modulelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften einer zweiteiligen Form mit einer Schicht aus selbsthärtendem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen Harz ausgekleidet und mit Glasfasergeweben, -vliesen od. dgl. ausgelegt werden und vor dem Schließen der Form ein Schaumstoff körper eingelegt wird, worauf die Form unter gleichzeitiger Zufuhr von selbsthärtendem Harz evakuiert wird, welches in die verbliebenen Hohlräume und die Gewebe, Vliese od. dgl. eingesaugt wird. Hiezu 6 Blatt Zeichnungen -6-