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Die Erfindung richtet sich auf einen elektrischen Steckverbinder mit einem ersten Stecker und einem mit dem ersten Stecker verbindbaren zweiten Stecker.
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Elektrische Steckverbinder haben in verschiedenen Anwendungsgebieten, wie in der industriellen Verbindungstechnik, eine große Bedeutung und dienen beispielsweise zum Anschluss von elektrischen Komponenten. Elektrische Steckverbinder der in Rede stehenden Art sind vorzugsweise zum Anschluss eines Photovoltaiksystems verwendbar.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene elektrische Steckverbinder zum Anschließen und/oder Zusammenschalten von Photovoltaiksystemen bekannt. Aufgrund der sehr hohen Ströme und Spannungen, die bei Photovoltaiksystemen auftreten können, sowie aufgrund der oftmals vorgesehenen Außenanwendung bzw. der damit einhergehenden Belastung durch unterschiedlichste Witterungseinflüsse, werden derartigen elektrischen Steckverbindern neben einer einfachen Montage auch eine dauerhaft hohe Betriebssicherheit abverlangt.
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Aus der
DE 102 36 275 B3 ist ein elektrischer Steckverbinder mit einem ersten Stecker und einem zweiten Stecker bekannt, wobei der erste Stecker mit Rasthaken aufweisenden Zungen und der zweite Stecker mit entsprechenden Rastausnehmungen zur Bildung einer Rastverbindung mit den Rasthaken versehen ist, wobei die Rastverbindung mittels einer axial verschiebbaren Schiebehülse verriegelbar/entriegelbar ist.
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Nachteilig bei diesem bekannten elektrischen Steckverbinder ist, dass die beiden Stecker auch bei einer versehentlichen Betätigung der Schiebehülse ungewollt voneinander entriegelt werden können, wodurch eine hohe Betriebssicherheit nicht mehr gewährleistet werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen elektrischen Steckverbinder zur Verfügung zu stellen, welcher sich durch eine verbesserte Betriebssicherheit auszeichnet.
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Bei einem elektrischen Steckverbinder der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der elektrische Steckverbinder einen ersten Stecker und einen mit dem ersten Stecker verbindbaren zweiten Stecker aufweist, wobei der erste Stecker eine Rastnase aufweist und der zweite Stecker eine Rastfeder aufweist, welche die Rastnase in einem verrasteten Zustand hintergreift, wobei die Rastfeder eine fensterartige Öffnung aufweist, in welche zum Überführen der Rastfeder von dem verrasteten Zustand in einen nichtverrasteten Zustand ein Werkzeug einführbar ist.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird somit ein elektrischer Steckverbinder zur Verfügung gestellt, bei welchem der erste Stecker mit dem zweiten Stecker leicht verbindbar ist, indem beim Verbinden des ersten Steckers mit dem zweiten Stecker die Rastfeder des zweiten Steckers mit der Rastnase des ersten Steckers durch ein Hintergreifen der Rastnase durch die Rastfeder verrastet, ein Lösen der Verrastung jedoch nur mittels eines Werkzeuges, beispielsweise eines Schraubendrehers, möglich ist. Zum Lösen der Verrastung wird das Werkzeug in eine an der Rastfeder ausgebildete fensterartige Öffnung eingeführt, so dass die Rastfeder mittels des in die fensterartige Öffnung eingeführten Werkzeuges angehoben werden kann und über die Rastnase bewegt bzw. gehoben werden kann. Der verrastete Zustand ist der Zustand, bei welchem der zweite Stecker mit dem ersten Stecker verliersicher über die Rastnase und die Rastfeder verbunden ist. Der nichtverrastete Zustand ist der Zustand, bei welchem der erste Stecker von dem zweiten Stecker getrennt ist, so dass der erste Stecker nicht mit dem zweiten Stecker verliersicher verbunden ist. Die fensterartige Öffnung der Rastfeder ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie als eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist, welche von der Wandung der Rastfeder umlaufend begrenzt ist. Ein Lösen der Verrastung ohne ein Werkzeug ist bei dem elektrischen Steckverbinder gemäß der Erfindung nicht möglich, so dass sich der elektrische Steckverbinder gemäß der Erfindung durch eine besonders hohe Betriebssicherheit auszeichnet.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Rastfeder in Form eines Federbleches ausgebildet, welches ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei im verrasteten Zustand das erste Ende des Federbleches die Rastnase hintergreift. Die Rastfeder ist somit vorzugsweise in Form eines relativ dünnen, plattenförmigen Federbleches ausgebildet, welches sich durch einen geringen zu benötigenden Platzbedarf beim Einbau in einen Steckverbinder auszeichnet. Zum Hintergreifen der Rastnase sind zudem keine zusätzlichen Ausformungen an der Rastfeder notwendig, sondern die Rastfeder hintergreift die Rastnase mit einen seiner beiden Enden. Somit ist eine sichere Verrastung mit einem geringen Konstruktionsaufwand und einem geringen Bauraumbedarf möglich.
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Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass die als Federblech ausgebildete Rastfeder zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende eine Biegung aufweist. Durch die Biegung kann zum einen die Bauhöhe der Rastfeder reduziert werden, was wiederum den Bauraumbedarf der Rastfeder reduziert. Zum anderen ermöglicht die Biegung eine Führung des in die fensterartige Öffnung einzuführenden Werkzeuges, indem das Werkzeug entlang der Biegung geführt wird. Hierdurch kann das Lösen der Verrastung mittels eines Werkzeuges erleichtert werden, ohne die Betriebssicherheit der Verrastung zu reduzieren. Die Biegung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das erste Ende der Rastfeder bzw. des Federbleches winklig, vorzugsweise in einem Winkel von 10° bis 60°, zu dem zweiten Ende der Rastfeder bzw. des Federbleches ausgebildet ist.
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Im Bereich der Biegung ist nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die fensterartige Öffnung ausgebildet. Bei einer Ausbildung der fensterartigen Öffnung in der Biegung kann das Werkzeug bei einer Führung entlang einer durch die Biegung ausgebildeten abgewinkelten Seitenfläche der Rastfeder das Werkzeug gezielt in die fensterartige Öffnung geleitet werden, so dass die Handhabung des elektrischen Steckverbinders mit einem Werkzeug zum Lösen der Verrastung des ersten Steckers mit dem zweiten Stecker vereinfacht werden kann.
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Eine weiter vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers eine Werkzeugeinführöffnung zum Betätigen der Rastfeder ausgebildet ist. Die Werkzeugeinführöffnung ermöglicht ein gezieltes Führen des Werkzeuges hin zu der Rastfeder bzw. der in der Rastfeder ausgebildeten fensterartigen Öffnung. Die Werkzeugeinführöffnung ist hier vorzugsweise nicht im Innenbereich des zweiten Steckers ausgebildet, sondern separat an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers, so dass der zweite Stecker einen herkömmlichen Innenraum aufweisen kann, ohne dass hier bauliche Veränderungen notwendig sind. Konstruktive Veränderungen des zweiten Steckers im Bereich seines Innenraumes zur Ausbildung der Werkzeugeinführöffnung müssen daher nicht vorgenommen werden. Der Konstruktionsaufwand für einen entsprechenden elektrischen Steckverbinder kann dadurch wesentlich reduziert werden.
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Die Werkzeugeinführöffnung ist bevorzugt in einem an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers angeformten Gehäuseteils ausgebildet, wobei die Rastfeder zumindest teilweise in das Gehäuseteil hineinragt. Das Gehäuseteil ist vorzugsweise kastenförmig ausgebildet und auf der Oberfläche des zylinderförmigen Gehäuses des zweiten Steckers angeformt. Das Gehäuseteil dient zum einen dazu, dass ein Benutzer die Werkzeugeinführöffnung, welche in dem Gehäuseteil ausgebildet ist, leicht finden kann und dadurch die Handhabung des Steckverbinders weiter vereinfacht werden kann, und zum anderen, dass das Gehäuseteil auch einen geschützten Aufnahmeraum für die Rastfeder bildet, welche zumindest teilweise in das Gehäuseteil hineinragt und dadurch zumindest an ihrem einen Ende von dem Gehäuseteil umgeben ist.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine mit dem zweiten Stecker verbindbare Überwurfmutter vorgesehen, wobei an der Außenumfangsfläche der Überwurfmutter eine Verzahnung ausgebildet ist, in welche in einem verliersicheren Zustand ein an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers ausgebildeter Rastarm eingreift. Die Überwurfmutter dient dazu, den Steckbereich des zweiten Steckers abzudecken und zu schützen und bildet somit eine Art Außengehäuse für den Steckbereich des zweiten Steckers. Um eine sichere Verbindung zwischen dem zweiten Stecker und der Überwurfmutter zu erreichen, welche nicht ungewollt gelöst werden kann, ist es bevorzugt vorgesehen, dass an der Außenumfangsfläche der Überwurfmutter eine Verzahnung und an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers ein Rastarm ausgebildet ist, wobei zur Befestigung der Überwurfmutter an dem zweiten Stecker der Rastarm in die Verzahnung der Überwurfmutter eingreift. Die Verzahnung ist vorzugsweise an einem in Richtung zweiten Stecker gerichteten Ende der Überwurfmutter ausgebildet. Ferner ist die Verzahnung vorzugsweise umlaufend um die Außenumfangsfläche der Überwurfmutter ausgebildet. Der an dem zweiten Stecker ausgebildete Rastarm erstreckt sich vorzugsweise von dem zweiten Stecker aus in Richtung der Überwurfmutter, wobei der Rastarm derart an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers angeordnet ist, dass der Rastarm mit seiner Längsachse parallel zu der Längsachse des zweiten Steckers bzw. des elektrischen Steckverbinders gerichtet ist, so dass der Rastarm im verliersicheren Zustand die Außenumfangsfläche bereichsweise überlappt. Der verliersichere Zustand ist dabei der Zustand, bei welchem die Überwurfmutter an dem zweiten Stecker befestigt ist, d. h. wenn der Rastarm des zweiten Steckers in die Verzahnung der Überwurfmutter eingreift.
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Der Rastarm weist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein freies Ende auf, an welchem ein Rasthaken ausgebildet ist, welcher im verliersicheren Zustand in die Verzahnung eingehakt ist. Der Rasthaken ermöglicht eine besonders sichere Befestigung des Rastarmes in der Verzahnung der Überwurfmutter.
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Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Rastarm eine schlitzartige Öffnung zur Einführung eines Werkzeuges aufweist. Die Befestigung des Rastarmes in der Verzahnung kann vorzugsweise nur mittels eines Werkzeuges, beispielsweise einem Schraubendreher, gelöst werden, indem das Werkzeug in eine in dem Rastarm ausgebildete schlitzartige Öffnung eingeführt wird. Mittels des eingeführten Werkzeuges kann der Rastarm angehoben werden und dadurch aus der Verzahnung gelöst werden. Somit ist es möglich, eine besonders sichere Befestigung der Überwurfmutter an dem zweiten Stecker zu ermöglichen, welche nicht ungewollt per Hand gelöst werden kann, wobei gleichzeitig das Lösen der Befestigung mit einem Werkzeug einfach und schnell erfolgen kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Steckverbinders gemäß der Erfindung mit einem in den Steckverbinder eingeführten Werkzeug in einer Draufsicht auf die Längsseitenfläche des Steckverbinders,
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2 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten elektrischen Steckverbinders gemäß der Erfindung mit einem Schnitt entlang der Längsseitenfläche des elektrischen Steckverbinders,
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3 eine schematische Detaildarstellung der in 2 gezeigten Rastfeder in einer Schnittansicht,
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4 eine schematische Darstellung des ersten Steckers des in 1 gezeigten elektrischen Steckverbinders gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
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5 eine erste schematische Darstellung des zweiten Steckers des in 1 gezeigten elektrischen Steckverbinders gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
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6 eine zweite schematische Darstellung des zweiten Steckers des in 1 gezeigten elektrischen Steckverbinders gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht, und
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7 eine schematische Darstellung der Überwurfmutter des in 1 gezeigten elektrischen Steckverbinders gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht.
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1 zeigt einen elektrischen Steckverbinder gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht auf die Längsseitenfläche des elektrischen Steckverbinders. Der elektrische Steckverbinder weist einen ersten Stecker 1 auf, welcher mit einem zweiten Stecker 2 verbunden ist. An dem zweiten Stecker 2 ist ferner eine Überwurfmutter 3 angeordnet, welche den Steckbereich des zweiten Steckers 2 abdeckt. Zur sicheren Verbindung der Überwurfmutter 3 mit dem zweiten Stecker 2 ist an der Überwurfmutter 3 eine Verzahnung 4 ausgebildet, welche an einem freien Ende der Überwurfmutter 3 umlaufend um die Außenumfangsfläche der Überwurfmutter 3 ausgebildet ist. In dem hier gezeigten verliersicheren Zustand greift ein an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers 2 ausgebildeter Rastarm 5 in die Verzahnung 4 ein, um ein ungewolltes Lösen der Überwurfmutter 3 von dem zweiten Stecker 2 zu vermeiden. Ferner ist in 1 ein Werkzeug 6 in Form eines Schraubendrehers gezeigt, welches zum Lösen der Verbindung des ersten Steckers 1 mit dem zweiten Stecker 2 in eine an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers 2 ausgebildete Werkzeugeinführöffnung 6, wie sie in 2 und 3 gezeigt ist, eingeführt ist.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Steckverbinders, wobei hier zu erkennen ist, dass zur Ausbildung einer sicheren Verbindung des ersten Steckers 1 mit dem zweiten Stecker 2 der erste Stecker 1 eine Rastnase 8 und der zweite Stecker 2 eine Rastfeder 9 aufweist. 2 zeigt einen verrasteten Zustand, bei dem die Rastfeder 9 die Rastnase 8 hintergreift. Die Rastnase 8 ist in Form einer Auswölbung an der Außenumfangsfläche des ersten Steckers 1 ausgebildet. Die Rastfeder 9 ist in Form eines dünnen Federbleches ausgebildet und weist eine fensterartige Öffnung 10 auf, welche zwischen einem ersten Ende 11 und einem zweiten Ende 12 der Rastfeder 9 ausgebildet ist. Im verrasteten Zustand hintergreift die Rastfeder 9 die Rastnase 8 mit dem ersten Ende 11 der Rastfeder 9. Zwischen ihrem ersten Ende 11 und ihrem zweiten Ende 12 weist die Rastfeder 9 ferner eine Biegung 13 auf, so dass das erste Ende 11 winklig zu dem zweiten Ende 12 ausgebildet ist. Im Bereich der Biegung 13 ist die fensterartige Öffnung 10 ausgebildet. Die Rastfeder 9 ist im Wesentlichen hochkant, d. h. senkrecht zur Längsachse 24 des Steckverbinders, in dem Steckverbinder angeordnet, wobei die Biegung 13 der Rastfeder 9 derart ausgebildet ist, dass das zweite Ende 12 der Rastfeder in Richtung der Werkzeugeinführöffnung 7 geneigt ist, so dass das zweite Ende 12 eine Führung für das in die Werkzeugeinführöffnung 7 eingeführte Werkzeug 6 bildet, um das Werkzeug 6 schnell und leicht in die fensterartige Öffnung 10 der Rastfeder 9 einzuführen. Die fensterartige Öffnung 10 ist hierbei als eine Durchgangsöffnung ausgebildet, durch welche zumindest eine Spitze des Werkzeuges 6 hindurchgeführt werden kann. Zum Überführen des Steckverbinders von dem hier gezeigten verrasteten Zustand in einen nichtverrasteten Zustand, wird das Werkzeug 6 mit einem seiner Enden durch die fensterartige Öffnung 10 geführt, so dass mittels des Werkzeuges 6 die Rastfeder 9 angehoben und radial zur Längsachse 14 des Steckverbinders bewegt werden kann, so dass die Rastfeder 9 aus dem Hitergriff der Rastnase 8 gelöst werden kann und der erste Stecker 1 von dem zweiten Stecker 2 gelöst werden kann. Die Werkzeugeinführöffnung 7 ist in einem an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers 2 angeformten Gehäuseteil 14 ausgebildet, wobei die Rastfeder 9 zumindest teilweise in das Gehäuseteil 14 hineinragt.
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In 2 ist ferner der Rastarm 5, welcher ebenfalls an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers 2 ausgebildet ist, in einer Schnittdarstellung gezeigt. Der Rastarm 5 ist gegenüberliegend zu der Werkzeugeinführöffnung 7 bzw. dem Gehäuseteil 14, in welchem die Werkzeugeinführöffnung 7 ausgebildet ist, an der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers 2 ausgebildet. Der Rastarm 5 weist ein freies Ende 15 auf, welches federnd ausgebildet ist und an welchem ein Rasthaken 16 ausgebildet ist, welcher im verliersicheren Zustand in die Verzahnung 4 der Überwurfmutter 3 eingreift und dort verhakt. An dem dem freien Ende 15 gegenüberliegenden Ende des Rastarmes 5 ist eine schlitzartige Öffnung 17 ausgebildet, in welche ein Werkzeug, hier nicht gezeigt, einführbar ist. Die schlitzartige Öffnung 17 ist als eine Durchgangsöffnung ausgebildet. Die schlitzartige Öffnung 17 ist derart ausgebildet, dass das Werkzeug im eingeführten Zustand an der in Richtung Überwurfmutter 3 gerichteten Unterseite 18 des Rastarmes 15 anliegt, so dass der Rastarm 5 zum Lösen aus der Verzahnung 4 nach oben gedrückt und von der Verzahnung 4 weg bewegt wird. Damit ist ein schnelles Lösen der Verbindung zwischen dem zweiten Stecker 2 und der Überwurfmutter 3 mit einem Werkzeug möglich.
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Um zu verhindern, dass das Werkzeug 6 zu weit in die Werkzeugeinführöffnung 7 und/oder in die schlitzartige Öffnung 17 eingeführt wird, ist sowohl die Werkzeugeinführöffnung 7 als auch die schlitzartige Öffnung 17 trichterförmig ausgebildet. Die Werkzeugeinführöffnung 7 und die schlitzartige Öffnung 17 sind vorzugsweise derart zueinander ausgebildet, dass die Einführung eines Werkzeuges 6 in entgegengesetzt zueinander ausgebildete Richtungen in die Werkzeugeinführöffnung 7 und die schlitzartige Öffnung 17 erfolgt.
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3 zeigt eine Detaildarstellung der in 1 gezeigten Rastfeder 9, welche eine Biegung 10 aufweist und mit ihrem ersten Ende 11 eine Rastnase 8 des ersten Steckers 1 hintergreift.
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4 zeigt den ersten Stecker 1 in einer perspektivischen Ansicht, wobei hierbei zu erkennen ist, dass die Rastnase 8 in dem Bereich der Außenumfangsfläche des ersten Steckers 1 ausgebildet ist, welche das üblicherweise in dem ersten Stecker 1 ausgebildete Steckgesicht, hier nicht gezeigt, umschließt. Die Rastnase 8 ist an einer gerade ausgebildeten Fläche 18 der Außenumfangsfläche des ersten Steckers 1 angeformt. Ferner ist die Rastnase 8 bei der hier gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet, wobei die Seitenfläche 19 der Rastnase 8, welche senkrecht zu der Fläche 18 ausgebildet ist, die Anlagefläche für die Rastfeder 9 im verrasteten Zustand, wie es in 2 und 3 gezeigt ist, darstellt.
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In 5 ist eine erste Ansicht des zweiten Steckers 2 gezeigt, bei welcher zu erkennen ist, dass das erste Ende 11 der Rastfeder 8 in Richtung des Innenraumes des zweiten Steckers 2 gerichtet ist.
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In 6 ist eine zweite Ansicht des zweiten Steckers 2 gezeigt, bei welcher zu erkennen ist, dass der Rasthaken 16 keilförmig ausgebildet ist und die Spitze des keilförmigen Rasthakens 16 quer zur Längsachse 20 des zweiten Steckers 2 ausgerichtet ist, um in die entlang der Außenumfangsfläche der Überwurfmutter 3 ringförmig ausgebildete Verzahnung 4 eingreifen zu können, indem die Überwurfmutter 4 relativ zu dem zweiten Stecker 2 verdreht werden kann. Die Drehbewegung der Überwurfmutter 3 kann durch die Verzahnung 4 nur in eine Richtung erfolgen. Ein Lösen der Überwurfmutter 3 von dem zweiten Stecker 2 ist dadurch mittels einer Drehbewegung des zweiten Steckers 2 relativ zu der Überwurfmutter 3 nicht möglich, sondern zum Lösen der Verbindung muss der Rasthaken 16 über den Rastarm 5 aus der Verzahnung 4 gehoben werden, was nur mittels eines Werkzeuges möglich ist.
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7 zeigt eine schematische Darstellung der Überwurfmutter 3 des elektrischen Steckverbinders, wobei hierbei zu erkennen ist, dass die Verzahnung 4 an der Überwurfmutter 3 aus einer Vielzahl ringförmig angeordneter Zähne 21 ausgebildet ist, wobei die Zähne 21 im Wesentlichen keilförmig ausgebildet sind und jeweils eine angeschrägte Fläche 22 aufweisen, auf welcher der Rasthaken 16 des Rastarmes 4 bewegbar ist, deren Steigung quer zur Längsachse 23 der Überwurfmutter 3 verläuft.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Erster Stecker
- 2
- Zweiter Stecker
- 3
- Überwurfmutter
- 4
- Verzahnung
- 5
- Rastarm
- 6
- Werkzeug
- 7
- Werkzeugeinführöffnung
- 8
- Rastnase
- 9
- Rastfeder
- 10
- Fensterartige Öffnung
- 11
- Erstes Ende
- 12
- Zweites Ende
- 13
- Biegung
- 14
- Gehäuseteil
- 15
- Freies Ende
- 16
- Rasthaken
- 17
- Schlitzartige Öffnung
- 18
- Unterseite
- 19
- Seitenfläche
- 20
- zweiter Stecker Längsachse
- 21
- Zahn
- 22
- Angeschrägte Fläche
- 23
- Längsachse Überwurfmutter
- 24
- Längsachse Steckverbinder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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