CN107408915B - 太阳能模块的支承装置、具有多个支承装置的光伏设备和安装这样的支承装置的方法 - Google Patents

太阳能模块的支承装置、具有多个支承装置的光伏设备和安装这样的支承装置的方法 Download PDF

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CN107408915B CN201680007451.5A CN201680007451A CN107408915B CN 107408915 B CN107408915 B CN 107408915B CN 201680007451 A CN201680007451 A CN 201680007451A CN 107408915 B CN107408915 B CN 107408915B
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Abstract

本发明涉及一种由多个部件形成的、用于太阳能模块(2)的枢转轴(1)的支承装置(10)。所述支承装置(10)具有：至少一个第一支脚(SF1)和至少一个第二支脚(SF2)，所述支脚分别构造用于锚固在地面(6)上；连接桥(BB)，所述连接桥将所述的至少一个第一支脚(SF1)与至少一个第二支脚(SF2)机械地耦联，以及轴承(4)，所述轴承构造用于容纳枢转轴(1)。所述轴承(4)由连接桥(BB)支承。所述至少一个第一支脚(SF1)和至少一个第二支脚(SF2)可拆卸地与连接桥(BB)连接。

Description

太阳能模块的支承装置、具有多个支承装置的光伏设备和安 装这样的支承装置的方法
技术领域
本发明涉及一种由多个部件形成的支承装置。
背景技术
由多个部件形成的、用于太阳能模块的枢转轴的支承装置已经由现有技术已知。因此，在实际中设有所谓的IPE(欧洲工字梁)支架。如果将这样的支架安装在地面中，则为此打孔，接着回填并且压实这些孔，接着将支架以力加载的方式引入到地面中。
因此，具有这样的支架的光伏设备的安装与高的时间耗费相关联并且是成本密集的或者经济上昂贵的。
发明内容
出于所述原因，本发明的任务可视为，提供一种支承装置、一种光伏设备以及一种安装针对太阳能模块的枢转轴而设置的支承装置的方法，所述支承装置、光伏设备和方法至少部分地避免上面提到的缺点。
本发明涉及一种由多个部件形成的、用于太阳能模块的枢转轴的支承装置。所述支承装置具有至少一个第一支脚和至少一个第二支脚，所述第一支脚和第二支脚分别构造用于锚固在地面中。所述至少一个第一支脚和/或至少一个第二支脚在可设想的实施方式中可以具有圆形的横截面。所述至少一个第一支脚和所述至少一个第二支脚在它们的几何形状和尺寸方面可以构造为相同的。
此外，支承装置包括将所述至少一个第一支脚与所述至少一个第二支脚机械耦联的连接桥以及构造用于容纳枢转轴的轴承。在此，所述轴承由连接桥支承。此外，所述至少一个第一支脚和所述至少一个第二支脚可拆卸地与连接桥连接。例如可设想的是，所述至少一个第一支脚和所述至少一个第二支脚经由连接桥形锁合地容纳。
因此，在可设想的实施方式中，连接桥可以针对所述至少一个第一支脚和所述至少一个第二支脚分别构造有一容纳部，所述至少一个第一支脚和所述至少一个第二支脚可以形锁合地或者基本上形锁合地插入到各个容纳部中。
此外，可能的是，所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚分别在它们的沿远离连接桥的方向指向的自由的端部区域中构造有螺纹。此外，所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚可以朝向它们各自的沿远离连接桥的方向指向的自由的端部区域逐渐变尖，由此，简化了所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚在地面中的引入或者锚固。螺纹可以合理地构造用于使所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚旋入到地面中。
此外，可能的是，支承装置包括至少一个能紧固在连接桥上的夹箍，通过所述夹箍可以将所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚以力加载的方式固定在连接桥上。所述至少一个夹箍可以构造用于形锁合地容纳所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚。在可设想的实施方式中，可分别针对所述至少一个第一支脚和所述至少一个第二支脚设置至少一个自身的夹箍。于是，所述至少一个第一支脚和所述至少一个第二支脚可以通过其各个自身的夹箍以力加载的方式固定在连接桥上。也可以设想的是，所述至少一个夹箍可枢转地支承在连接桥上，并且为了将所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚以力加载的方式固定在连接桥上，所述至少一个夹箍固定在一确定的枢转位置中。
此外，可以设置有至少一个优选构造为螺纹连接部的固定器件，借助于该固定器件可以将夹箍保持在一确定的卡紧位置中，以便将所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚以力加载的方式固定在连接桥上。
此外，轴承可拆卸地固定在连接桥上的实施方式被证实为可行的。例如可设想的是卡锁连接部、搭扣连接部和/或夹紧连接部，借助于所述卡锁连接部、搭扣连接部和/或夹紧连接部能将轴承可拆卸地固定在连接桥上。特别是，轴承可以经由至少一个螺纹连接部可拆卸地固定在连接桥上。
此外，可能的是，连接桥将所述至少一个第一支脚相对于所述至少一个第二支脚彼此倾斜地机械耦联。因此，所述至少一个第一支脚和所述至少一个第二支脚的纵轴线可以相互倾斜地定向。特别是，所述至少一个第一支脚和所述至少一个第二支脚在彼此倾斜地耦联时形成角度的实施方式被证实为可行的，该角度在0°至90°之间并且优选在10°至35°之间确定。此外，所述角度可以不大于25°并且不小于15°。
此外，连接桥可以构造为由至少两个壳体件包围的成型罩，所述至少两个壳体件向所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚与连接桥的形锁合地连接提供相对应的容纳部。
此外，所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚可以构造为空心管。在此，所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚可以如先前已经提到的那样具有圆形的横截面。
此外，本发明涉及一种光伏设备。所述光伏设备包括多个太阳能模块以及至少一个枢转轴，所述太阳能模块固定到所述枢转轴上，以及所述光伏设备包括多个按照上述说明书的一个或多个实施方式的支承装置。所述至少一个枢转轴经由多个支承装置的轴承容纳。
此外，本发明涉及一种安装针对太阳能模块的枢转轴设置的支承装置的方法。先前已经对于支承装置所描述的特征同样可以规定在以下描述的方法中。此外，以下描述的涉及方法的特征可以规定在先前描述的支承装置中并且因此不冗余地提及。
在所述方法的背景下，至少一个第一支脚锚固在地面中。此外，至少一个第二支脚锚固在地面中。在随后的步骤中，所述至少一个锚固在地面中的第一支脚与所述至少一个锚固在地面中的第二支脚通过连接桥机械耦联，该连接桥支承用于容纳枢转轴的轴承和/或用于容纳枢转轴的轴承被紧固到该连接桥上。
在可设想的实施方式中可以规定，所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚在相应的自由的端部的区域中构造有螺纹或者螺旋螺纹，通过各个螺纹将所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚旋入到地面中以便锚固。
此外，可以规定，为了机械耦联，将至少一个夹箍固定在连接桥上，由此实现将所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚以力加载的方式通过所述至少一个固定在连接桥上的夹箍保持。
此外，将用于容纳枢转轴的轴承可拆卸地紧固在连接桥上的实施方式被证实为可行的。例如可以设置有螺纹连接部，借助于所述螺纹连接部将用于容纳枢转轴的轴承可拆卸地紧固在连接桥上。
此外，可能的是，连接桥将所述至少一个第一支脚相对于所述至少一个第二支脚彼此倾斜地机械耦联。例如可设想的是，连接桥将所述至少一个第一支脚相对于所述至少一个第二支脚以在0°至90°之间并且优选在10°至35°之间的角度彼此倾斜地机械耦联。特别是，可能的是，连接桥将所述至少一个第一支脚相对于所述至少一个第二支脚以一定角度彼此倾斜地机械耦联，该角度不大于25°并且不小于15°。
在可设想的实施方式中，连接桥可以包括至少两个壳体件，其中，所述壳体件为了机械耦联而相互连接并且在此形锁合地容纳所述至少一个第一支脚和/或所述至少一个第二支脚。
附图说明
以下应借助于附图更详细地阐述本发明的实施例及其优点。在图中各个元件相互间的尺寸比例不总是符合实际的尺寸比例，这是因为与其它元件相比，一些形状被简化并且另一些为了更好的说明而被放大地示出了。
图1示出已经由现有技术已知的水平追踪器；
图2示出图1的水平追踪器的支架；
图3示出按照本发明的支承装置的第一实施方式的示意性透视图以及按照本发明的光伏设备的第一实施方式；
图4示出了图3的实施方式的支承装置，以对其它方面作解释；
图5示出可以在按照本发明的方法的可设想的实施方式中设定的各个步骤；
图6示出了支承装置的一种实施方式的示意性俯视图，以对其它方面作解释；
图7示出按照本发明的支承装置的另一种实施方式的示意性视图；
图8示出了图7的支承装置的实施方式，以对其它方面作解释，；
图9示出可以在按照本发明的方法的可设想的实施方式中设定的各个步骤。
对于本发明的相同的或者作用相同的元件在图中均使用相同的附图标记。此外，为了清晰可见，在各个图中仅示出说明各个附图所必需的附图标记。所示出的实施变型方案仅是本发明可以如何构造的示例并且不构成最后的限定。
具体实施方式
图1示出已经由现有技术已知的水平追踪器100。可看出枢转轴1的部分区域，该枢转轴由轴承4保持。轴承4紧固在基座上、在这里紧固在IPE支架5上。此外可看出太阳能模块2，该太阳能模块借助于模块支架3紧固在枢转轴1上。在图2中示出的构造方案涉及一种水平追踪器100的常见的结构，其中，所示出的支承结构在枢转轴1的整个长度上多次重复(在这里未示出)。如在这里示出的那样，将IPE支架5或者节省材料的薄板型材作为基座夯入到地面6中。
图2示出图1的水平追踪器100的支架5。此外，示出用于IPE支架5的包络圆7。如果地面的情况不允许将IPE支架5直接夯入到地面6中，则在由现有技术已知的方法中必须制造具有包络圆半径R的相应的钻孔。接着，回填并且压实这些钻孔。随后，将IPE支架5夯入到已回填并且压实的钻孔中。对于安装工作来说，这意味着时间和经济上的高昂额外耗费。
图3示出按照本发明的支承装置10的第一实施方式的示意性透视图以及按照本发明的光伏设备20的第一实施方式。
该光伏设备20包括多个太阳能模块2、一个枢转轴1以及多个模块支架3，通过所述模块支架将太阳能模块2紧固在枢转轴1上。此外，光伏设备20具有多个支承装置10，在图3中能看出所述多个支承装置中的其中一个支承装置10。通过多个支承装置10的轴承4可转动地容纳枢转轴1。
在图3中可看出的支承装置10包括第一支脚SF1和第二支脚SF2，所述第一支脚和第二支脚分别锚固在地面6中。在图3的实施方式中，第一支脚SF1和第二支脚SF2相互平行地定向。此外，可看出连接桥BB，该连接桥将第一支脚SF1和第二支脚SF2相互机械耦联并且在此保持它们相互间的相对定向。如前所述，通过轴承4容纳枢转轴1。此外，所述轴承4由连接桥BB支承。不仅第一支脚SF1还有第二支脚SF2可拆卸地与连接桥BB连接或者可拆卸地固定在连接桥BB上。轴承4也可拆卸地保持在连接桥BB上或者可以由连接桥BB取下。
图4示出了图3的实施方式的支承装置10，以对其它方面作解释。
由单轴的水平追踪器的结构决定地，主荷载方向FH水平地对处于高度HS的转动轴承4起作用，枢转轴1相对于地面6具有该高度。在支承装置10中，使第一和第二支脚SF1和SF2机械耦联的连接桥BB将荷载转换成压力和牵引力FD和FZ，具有间距ASF的第一支脚SF1和第二支脚SF2能将所述压力和牵引力导入到地面6中。第一支脚SF1和第二支脚SF2的嵌入深度ET可以与地面给定条件相适应。为了将第一支脚SF1和第二支脚SF2引入或者旋入到地面6中，第一支脚SF1和第二支脚SF2分别在它们沿远离连接桥BB的方向指向的自由的端部区域上构造有螺纹13。第一支脚SF1和第二支脚SF2在图4的实施方式中相互平行地定向或者在图4的实施方式中经由连接桥BB相互平行定向地机械耦联。
图5示出可以在按照本发明的方法的可设想的实施方式中设定的各个步骤。
步骤1：第一支脚1和第二支脚SF2以相互间一定的相对间距ASF引入到地面6中或者在地面6中锚固。于是，在地面6中锚固的或者引入到地面6中的支脚SF1和SF2相互平行地定向并且以所述支脚的大致相同的相应纵向延伸量由地面6伸出。支脚SF1和SF2分别具有螺纹13(见图4)。为了锚固或者为了引入到地面6中，第一支脚SF1和第二支脚SF2旋入到地面6中。
步骤2和步骤3：将在地面6中锚固的第一支脚SF1和在地面6中锚固的第二支脚SF2通过连接桥BB相互机械耦联。连接桥BB使在地面6中锚固的第一支脚6相对于在地面6中锚固的第二支脚SF2保持它们相互间的相对位置。为了机械耦联设置有夹箍8a至8d，通过所述夹箍将第一支脚SF1和第二支脚SF2以力加载的方式固定在连接桥BB上。
步骤4：将轴承4紧固在连接桥BB上。步骤4在时间上在步骤1至步骤3之后进行。例如可以通过螺纹连接将轴承4紧固在连接桥BB上。
图6示出了支承装置10的一种实施方式的示意性俯视图，以对其它方面作解释。第一支脚SF1和第二支脚SF2分别构造为空心管并且具有圆形的横截面。图6能看出的是，第一支脚SF1的外壳面和第二支脚SF2的外壳面沿着它们的周向以大于90°或者至少近似180°地贴靠在连接桥BB上。因此，第一支脚SF1和第二支脚SF2经由连接桥BB形锁合地容纳。此外，将第一支脚SF1和第二支脚SF2借助于夹箍8a至8d保持在连接桥BB上。通过借助于连接桥BB形锁合地容纳第一支脚SF1和第二支脚SF2，夹箍8a至8d以及设置用于将夹箍8a至8d固定在连接桥BB上的螺纹连接部9和9'仅少量负荷。
图7示出按照本发明的支承装置10的另一个实施方式的示意性视图。第一支脚SF1和第二支脚SF2通过连接桥BB这样相互机械耦联，使得第一支脚SF1和第二支脚SF2与连接桥BB一起构造为A形。第一支脚SF1或者第一支脚SF1的纵轴线与第二支脚SF2或者第二支脚SF2的纵轴线在此相互间形成角度W，该角度构造为不小于15°并且不大于25°的。
在图7的实施例中，连接桥BB包括两件式的成型罩FS，该成型罩由相互对应地构造的成型罩半体形成并且可以借助于所述成型罩FS形锁合地容纳第一支脚SF1和第二支脚SF2。
在成型罩FS上方设置有用于未画出的枢转轴1的转动轴承4。因为在针对按照本发明的支承装置10的可设想的使用中产生高的侧向力，由此例如可以导致在图7中示出的主荷载方向FH。借助于A形竖立的支脚SF1和SF2可以将导入到连接支脚SF1和SF2的成型罩FS上的侧向力转换成牵引力和压力FZ和FD，从而得出整个支承装置10的高的稳定性。
图8示出了图7的支承装置10的实施方式，以对其它方面作解释。特别是，图8a和图8b示出将按照本发明的支承装置10的一种实施方式安装或者引入到地面6中的不同的可行方案。在图8a中，第一支脚SF1和第二支脚SF2具有深的埋置深度ET'，该埋置深度例如基于按照图8的确定的地面情况是必需的，以便稳定地支承光伏设备20(参照图3)。通过支脚SF1和SF2到地面6中的较深的埋置深度ET'得出枢转轴的较低的高度HS'以及支脚SF1和SF2在地面6的区域中的较小的基底ASF'。如果现在如在图8b中示出的那样，到地面6中的较浅的埋置深度ET”是足够的，则枢转轴1具有较高的高度HS”。由此，得出支脚SF1和SF2在地面6的区域中的、与图8a相比较大的基底ASF”。因此，按照图8a和图8b的实施方式的支承装置10的技术效果在于，在将枢转轴1与地面的间距HS'提高到HS”时，也将基底ASF'的宽度提高到ASF”。然而，在支脚SF1和SF2的埋置深度可变时，在静力学方面几乎不需要改变。在此，支承装置10的静态关系保持近似相同，在均匀型材、比如像IPE型材的情况下，快速地减除静力学的限度。
图9示出可以在按照本发明的方法的可设想的实施方式中设定的各个步骤。特别是，图9示出安装按照图7的支承装置10的实施方式的方法，该实施方式设立用于太阳能模块2的枢转轴1。
步骤1'：将第一支脚SF1和第二支脚SF2旋入到地面6中，从而所述第一支脚和第二支脚相互间形成大约20°的角度W。第一支脚SF1以及第二支脚SF2为此分别构造有螺纹13(参照图8)。
步骤2'：安装两个成型罩半部FS'和FS”，以便连接螺纹基体SF1和SF2。
步骤3'：连接桥BB的两个相互对应的成型罩半部FS'和FS”相互旋紧、铆接或者以其它方式相互连接，从而第一支脚SF1和第二支脚SF2通过连接桥BB或者通过两个相互对应的成型罩半部FS'和FS”相互机械耦联。
步骤4'：将轴承4紧固在连接桥BB或者两个相互对应的成型罩半部FS'和FS”上。
本发明参照优选的实施方式进行了描述。然而，对于本领域技术人员来说可以设想，能在不背离权利要求书的保护范围的情况下，做出本发明的改型或者变型。
附图标记列表
1 枢转轴
2 太阳能模块
3 模块支架
4 轴承
5 IPE支架
6 地面
7 包络圆
8 夹箍
9 螺纹连接部
10 支承装置
13 螺纹
20 光伏设备
100 水平追踪器
BB 连接桥
SF1 螺纹基体1
SF2 螺纹基体2
ASF 间距
ET 埋置深度
FH 主荷载方向
FD 压力
FZ 牵引力
HS 枢转轴的高度
FS 成型罩
FS' 成型罩半部
FS” 成型罩半部
W 角度
HS' 枢转轴的高度
HS” 枢转轴的高度
ASF' 螺纹基体的间距
ASF” 螺纹基体的间距
ET' 埋置深度
ET” 埋置深度

Claims (18)

1.由多个部件形成的、用于太阳能模块(2)的枢转轴(1)的支承装置(10)，其具有
-至少一个第一支脚(SF1)和至少一个第二支脚(SF2)，所述第一支脚和第二支脚分别构造用于锚固在地面(6)中；
-连接桥(BB)，该连接桥将所述至少一个第一支脚(SF1)与所述至少一个第二支脚(SF2)机械地耦联，以及
-轴承(4)，该轴承构造用于容纳枢转轴(1)，
-其中，所述轴承(4)由连接桥(BB)支承，并且其中，所述至少一个第一支脚(SF1)和所述至少一个第二支脚(SF2)可拆卸地与连接桥(BB)连接，并且
-其中，所述至少一个第一支脚(SF1)和/或所述至少一个第二支脚(SF2)分别在其沿远离连接桥(BB)的方向指向的自由端区域中构造有螺纹(13)，并且
-其中，所述连接桥(BB)将所述至少一个第一支脚(SF1)相对于所述至少一个第二支脚(SF2)彼此倾斜地机械耦联。
2.根据权利要求1所述的支承装置，其包括至少一个能紧固在连接桥(BB)上的夹箍(8a、8b、8c、8d)，通过所述夹箍能将至少一个第一支脚(SF1)和/或所述至少一个第二支脚(SF2)以力加载的方式固定在连接桥(BB)上。
3.根据权利要求2所述的支承装置，其包括至少一个固定器件，借助于所述固定器件能将所述至少一个夹箍(8a、8b、8c、8d)保持在一确定的卡紧位置中，以便将所述至少一个第一支脚(SF1)和/或所述至少一个第二支脚(SF2)以力加载的方式固定在连接桥(BB)上。
4.根据权利要求1至3之一所述的支承装置，其中，所述轴承(4)可拆卸地固定在连接桥(BB)上。
5.根据权利要求4所述的支承装置，其中，所述轴承(4)经由至少一个螺纹连接部可拆卸地固定在连接桥(BB)上。
6.根据权利要求1至3之一所述的支承装置，其中，所述至少一个第一支脚(SF1)和所述至少一个第二支脚(SF2)在彼此倾斜地机械耦联时形成角度，所述角度在0°至90°之间确定。
7.根据权利要求6所述的支承装置，其中，所述角度不大于25°并且不小于15°。
8.根据上述权利要求1至3之一所述支承装置，其中，所述连接桥(BB)构造为由至少两个壳体件包围的成型罩(FS)，所述至少两个壳体件为所述至少一个第一支脚(SF1)和/或所述至少一个第二支脚(SF2)与成型罩(FS)的形锁合连接提供相对应的容纳部。
9.根据权利要求3所述的支承装置，其中，所述固定器件构造为螺纹连接部。
10.根据权利要求6所述的支承装置，其中，所述角度在10°至35°之间确定。
11.光伏设备(20)，其包括多个太阳能模块(2)、至少一个枢转轴(1)，在所述枢转轴上固定所述太阳能模块(2)，以及所述光伏设备包括多个根据权利要求1至10中一项或者多项所述的支承装置(10)，其中，所述至少一个枢转轴(1)经由支承装置(10)的轴承(4)容纳。
12.安装针对太阳能模块(2)的枢转轴(1)而设置的支承装置(10)的方法，所述方法包括如下步骤：
-将至少一个第一支脚(SF1)锚固在地面(6)中，
-将至少一个第二支脚(SF2)锚固在地面(6)中，
-将所述至少一个锚固在地面(6)中的第一支脚(SF1)与所述至少一个锚固在地面(6)中的第二支脚(SF2)通过连接桥(BB)机械耦联，所述连接桥支承用于容纳枢转轴(1)的轴承(4)和/或用于容纳枢转轴(1)的轴承(4)被紧固到所述连接桥上，
-其中，所述至少一个第一支脚(SF1)和/或所述至少一个第二支脚(SF2)在相应的自由的端部的区域中构造有螺纹(13)，通过各个螺纹(13)将所述至少一个第一支脚(SF1)和/或所述至少一个第二支脚(SF2)旋入到地面(6)中以便锚固，并且
-其中，所述连接桥(BB)将所述至少一个第一支脚(SF1)相对于所述至少一个第二支脚(SF2)彼此倾斜地机械耦联。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，为了机械耦联将至少一个夹箍(8a、8b、8c、8d)固定在连接桥(BB)上，由此实现了通过所述至少一个固定在连接桥(BB)上的夹箍(8a、8b、8c、8d)以力加载的方式将所述至少一个第一支脚(SF1)和/或所述至少一个第二支脚(SF2)保持住。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，将用于容纳枢转轴(1)的轴承(4)可拆卸地紧固在连接桥(BB)上。
15.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述连接桥(BB)将所述至少一个第一支脚(SF1)相对于所述至少一个第二支脚(SF2)以在0°至90°之间的角度彼此倾斜地机械耦联。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述连接桥(BB)将所述至少一个第一支脚(SF1)相对于所述至少一个第二支脚(SF2)以一定角度彼此倾斜地机械耦联，所述角度不大于25°并且不小于15°。
17.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述连接桥(BB)包括至少两个壳体件，其中，所述壳体件为了机械耦联而相互连接并且在此形锁合地容纳所述至少一个第一支脚(SF1)和/或所述至少一个第二支脚(SF2)。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述连接桥(BB)将所述至少一个第一支脚(SF1)相对于所述至少一个第二支脚(SF2)以在10°至35°之间的角度彼此倾斜地机械耦联。
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