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Signalanlage Die .Erfindung bezieht sich auf eine Signalanlage kur
Anzeige ungewöhnlicher Betriebszustände, z. B. Leitungsbruch, Leitungserdung tisw.,
in elektrischen Stromkreisen, wie sie in Fernmeldeanlagen, Fernsprechanlagen o.,dgl.
benutzt werden und bei denen die Auslösung des Alarms unter gewöhnlichen Betriebszuständen
durch ein Relais verhindert wird, das gemeinsam mit anderen Steuereinrichtungen
über einen einen dauernd arbeitenden Unterbrecher und eine Batterie enthaltenden
Stromkreis erregt wird.
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Derartige mit intermittierend unterbrochenem Erdpotential arbeitende
Anordnungen bringen beispielsweise an Beamtinnenplätzen oder .an anderen Stellen,der
Anlage zu beliebigen Zeiten Lampen flackernd zum Aufleuchten. Auch bei der Einstellung
von Wählern und für andere Schaltzwecke in Fernineldeanfagen. werden Gleichstromstöße
benötigt. Diese Stromstöße werden, sofern es sich ,um größere Anlagen handelt, zweckmäßig
von dauernd umlaufenden TTnterbrechereinrichtungen geliefert. Fällt diese gemeinsame
Unterbrechereinrichtun:g wegen irgendeiner Störung der Zuführungsleitung, des Unterbrechers
selbst oder auch wegen Erdschlusses in der Verbraucherleitung aus, so wird damit
unter Umständen die gesamte Fernmeldeanlage stillgesetzt. Man sieht daher Überwachungseinrichtungen
vor, .die die Zuführungsleitung für die Erdstromstöße daraufhin prüfen, ob sie auch
den richtigen elektrischen Zustand (intermittierend unterbrochenes Erdpotential)
hat. Sobald das nicht mehr der Fall ist, wird die Überwachungseinrichtung so beeinflußt,
,daß sie einen Störungsalarm einschaltet, der,das Bedienungspersonal auf den Fehler
aufmerksam macht, wobei zweckmäßig gleichzeitig
| auch eine Ersatzunterbrechereinrichtung ein- |
| geschaltet wird. |
| Die bisher benutzten Überwachungsein- |
| richtungen dieser Art arbeiteten nicht ein- |
| v anf-lfrei, weil bei ihnen zur Überwachung |
| ein gewöhnliches Relais verwendet wurde. |
| das in regelrechter Weise im Takte der vom |
| Dauerunterbrecher hervorgerufenen Öffnun- |
| gen und Schließungen des Stromkreises |
| stromführend und stromlos werden sollte, |
| aber oft infolge .der in dem Stromkreis auf- |
| tretenden Ausgleichströme für längere Zeit |
| stromlos oder stromführend blieb, so d.aß die |
| Betriebssicherheit derartiger Anlagen nicht |
| gewährleistet werden konnte. |
| Dieser Mangel wird erfindungsgemäß (Ja- |
| durch beseitigt, daß ein polarisiertes Relais |
| verwendet wird und daß ein künstliches Netz- |
| werk (Reilien:viderstand, geerdeter Parallel- |
| widerstand) in die Speiseleitung des die |
| Wicklung des polarisierten Relais enthalten- |
| den Stromkreiszw°iges gelegt wird, um Zen |
| anderen die obenerwähnten Steuereinrichtun- |
| gen enthaltenden Stromkreiszweig auszuglei- |
| chen, wodurch ein künstlicher Spannungs- |
| abfall in derSpeiscleituagliervorgerufenwird, |
| der unter gewöhnlichen Betriebszuständen |
| gleich oder größer ist als der an dem ande- |
| ren Stromhreiszweig liegende Spannungsab- |
| fall und der auf diese Weise die Erregung |
| des polarisierten Relais im gewöhnlichen Be- |
| trie bszustand verhindert. |
| Nachstehend sind einige Ausführungsbei- |
| spiele an Han-1 der Abbildungen näher be- |
| schrieben. |
| Die A.b:b. i zeigt eine Schaltungsanordnun @a |
| gemäß der Erfindung. Die Abb. 2 zeigt eine |
| bekannte Anordnung, wie sie früher benutzt |
| worden ist, während die ."#bl).3 dieerfndUngs- |
| mäßige Abänderung der Anordnung in Abb. 2 |
| darstellt. |
| Ein sich dauernd drehender Unterbrecher i |
| (!rzeugt einen periodischunterbrochenen Strom |
| in der Leitung 2, die nachstechend als Unter- |
| )recberleitung bezeichnet ist. Diese Strom- |
| söße fließen über den Rwhekontakt des Re- |
| 1ais 3 zur I_eituna .i, die nachstehend als Ver- |
| teilerleitung bezeichnet ist. Diese Verteiler- |
| leitung steht über die Ruhekontakte einer |
| Anzahl Relais 3, 6 und ; mit den Stromkrei- |
| sen `, g, to und i i in Verbindung. |
| DieLTuterbrcclierleitung 2 ist mit derWick-_ |
| lang eines polarisierten Relais 13 verbunden. |
| während (las andere Ende dieser Wicklung |
| über einen Widerstand 16 mit d°r Batterie 1d. |
| in Verl)indun-- steht. Ein hochohmiger |
| Widerstand zur Erde liegt parallel mit der |
| @'V icklung des Relais 13, wenn sich der Unter- |
| bracher i in einer solchen Stellung befindet, |
| (laß Erde an der Relaiswicklung liegt. Das |
| Relais 13 ist derart gepolt, däß es bei Unter- |
| brechurigen durch den Unterbrecher i an- |
| spricht, wol)ei der Anker diesen Unterbre- |
| chungen chungen folgt. Wenn die Frequenz der von |
| rlem Unterbrecher erzeugten Stromstöße -1o, |
| 6o oder 12o Unterbrechungen in der Minute |
| beträgt, so bewegt sich der Anker des Relais |
| 13 40-. 60- oder 12omal in der -Minute zwi- |
| sehen .dem Pu@liel#:ontakt uirl dein Arbeits- |
| kontakt. |
| j In dem Zeitraum, in dem der Anker des Re- |
| lais 13 auf der Arbeitsseite steht, ist ein |
| Stromkreis für das Relais ig geschlossen, un,l |
| da dieses Relais mit Abfallverzögerung |
| arbeitet, so bleibt der Anker dieses Relais |
| iin allgemeinen angezogen, solange der Anker |
| des Relais 13 dauernd hin und her schwingt. |
| Nimmt jedoch der Anker des Relais 13 die |
| Stellring auf dem Ruhekontakt ein, so ent- |
| steht ein Stromkreis für ein Relais 2o, wel- |
| ches ebenfalls mit Abfallverzögerung arbeitet. |
| Auch dieses Relais bleibt angezogen. solange |
| der Anker es Relais i3 dauernd hin und her |
| schwingt. Die umgelegten Kontakte der Re- |
| lais ig und 2o bilden einen Stromkreis für |
| das Relais 21, und da auch dieses Relais ab- |
| fallverzögert ist. bleibt der Anker angezogen, |
| auch wenn die Relais ig un,1 2o kurzzeitig |
| aberregt werden würden. |
| Der oben beschriebene Zustand entspricht |
| dem gewölihlichen Zustand und bleibt unver- |
| ändert, solange der Unterbrecher i unge- |
| stört arbeitet und sich die Unterbreciierlei- |
| tUng 2 im gewöhnlichen Zustand befindet. |
| Es sei nun angenommen, daß die Unter- |
| brecherleitung a in der Nähe des Unter- |
| brechers i oder an anderer Stelle zwischen |
| dein Unterbrecher i und .dein Relais 13 unter- |
| brochen worden ist. Dadurch kommt das |
| Relais 13 zum Abfall, und der Ruhekontakt |
| bleibt dauernd geschlossen. Hierbei bleibt |
| das Relais 2o erregt, das Relais ig wird je- |
| doch abgeschaltet, wobei .der Anker nach |
| einer kurzen Zeit zum Abfall kommt. Es |
| entsteht hierdurch eine Unterbrechung des |
| Stromkreises für das Relais 21. dessen Anker |
| in die Ruhelage zurücklzehrt. |
| Auch im Falle einer Erdung der U nter- |
| brecherleitung.2 ;kommt das Relais 21 zum |
| Abfall. In diesem Falle bleibt das Relais 13 |
| dauernd erregt, das den Arbeitskontakt |
| schließt. Diesina1 wird das Relais 2o von der |
| Stromquelle abgeschaltet, worauf der Anker |
| in kurzer Zeit abfällt, was wiederum zur |
| Folge bat, daß das Relais 21 in die Ruhe- |
| lage zurückkehrt. |
| Die Erdung der Unterbrecherleitung 2 kann |
| entweder auf der Leitung selbst oder in der |
| Verteilerleitung d. oder in einem der Strom- |
| kreise 8, 9, to oder i i auftreten. |
| Sollte beispielsweise der Stromkreis 8 ge- |
| erdet werden, so gelangt diese Erdung zu |
allen anderen Stromkreisen, z. B. 9, io und i i, wobei die mit
diesen Stromkreisen verbundenen Einrichtungen außer Betrieb gesetzt werden.' Sollte
demnach die Unterbrecherleitung 2 zwischen demUnterbrecher i und :dem Relais 13
unterbrochen oder geerdet werden, so fällt das Relais 2i in nie Ruhelage zurück.
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Wenn der Anker des Relais 21 die Ruhestellung erreicht hat, entsteht
folgender Stromkreis für .das Relais 22: Erde, Ruhekontakt des Relaisei, Wiclzlung,desRelais22,
Batterie, Erde. Das Relais 22 spricht in die-,ein Stromkreis ,an und hält sich über
Erde, Taste 23, linker innerer Arbeitskontakt und Wicklung des Relais 22, Batterie,
Erde. Durch ,die Umlegung des äußeren linken Kontaktes schließt das Relais 2-2 einen
Stromkreis für den Störungsmelder 2q.. Gleichzeitig wird an dem rechten" äußeren
Arbeitskontakt des Relais 22 ein Stromkreis für das Relais 3 geschlossen. Dieses
Relais spricht an, trennt die Unterbrecherleitung 2 von der Verteilerleitung 4.
und legt gleichzeitig Erde an die Verteilerleitung über seinen Arbeitskontakt.
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Wenn somit die L-nterbrecherleitung 2 irgendwie gestört wird, wird
der Alarmgeber 2.4 betätigt, während die Verteilerleitung 4 dauernd unter Erdpotential
steht. Die Erdung, durch die das Relais 22 erregt w=urde, wird ebenfalls an ein
optisches Signal 25, bespielsw eise eine Lampe, gelegt, die dauernd leuchtet.
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Über den rechten inneren Arbeitskontakt und über die Leitung 26 entsteht
für das Relais 27 ein Stromkreis über den Widerstand 28 und Batterie. Dieses Relais
spricht an und öffnet somit den Kurzschluß über die Wicklung des Relais 29, .das
nunmehr in Reihe mit dem Widerstand 3o anspricht. In ähnlicher Weise hebt das angesprochene
Relais 29 den Kurzschluß über die Wicklung des Relais 31 auf, das nun ,in Reine
mit dem Widerstand 32 zum Ansprechen kommt. Das Relais 31 schließt beim Ansprechen
einen Kurzschl.uß parallel zur Wicklung des Relais 27, worauf dieses Relais kurze
Zeit später zum Abfall gebracht wird. Durch .den Abfall des Relais 27 wird zunächst
die Wicklung des Relais 29 und infolgedessen die Wicklung des Relais 31 wieder kurzgeschlossen.
Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch.
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Beim ersten Anziehen des Relais 31 wird der folgende Stromkreis für
das Relais 34 beschlossen: Erde, rechter äußerer Arbeitskontakt des Relais 31, linker
Ruhekontakt des Relais 33, Wicklung des Relais 34., linke Wicklung des Relais 33,
Batterie, Erde. Ilier kommt das Relais 34 zum Ansprechen, nicht jedoch :das Relais
33, das als Grenzrelais ausgebildet ist. Beim Ansprechen des Relais 34. wird ein
Stromkreis für die rechte Wicklung des Relais 33 geschlossen, aber dies führt nur
zu einem Kurzschl:uß der Wicklung, da die Leitung 26 unter Erdspannung steht, die
ebenfalls über den Arbeitskontakt des Relais 3.1. an der einen Seite der rechten
Wicklung des Relais 33 liegt. Die andere Seite ist über den rechten äußeren Arbeitskontakt
des Relais 3i geerdet.
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Wenn das Relais 31 zum Abfall kommt, so wird der hurzschluß über die
rechte Wickhang des Relais 33 aufgehoben, das jetzt in dein folgenden Stromkreis
erregt wird: Erde, rechter innerer Arbeitskontakt des Relais 22, Leitung 26,. Arbeitskontakt
des Relais 3d., rechte Wicklung des Relais 33, Wicklung des Relais 34., linke Wicklung
des Relais 33, Batterie, Erde. Die Anker des Relais 33 werden angezogen, während
ein Stromkreis vorbereitet wird, .der das Relais 3d. zum Abfall bringt. Sobald das
Relais 31 wieder angezogen hat, liegt Erde unmittelbar an der linken Wicklung des
Relais 33, wodurch die Wicklung des Relais 3.1. und die rechte Wicklung des Relais
33 in Reihe l#zurzgeschlossen werden. Das Relais 34 fällt ab, während das Relais
33 erregt bleibt. Beider nächsten Aberregung des Relais 31 kommt das Relais 33 zum
Abfall.
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Aus dieser Beschreibung geht hervor, daß das Relais 33 einen vollen
Arbeitsgang ausführt, während das Relais 31 zwei vollständige Arbeitsgänge ausführt.
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Bei jeder Erregung des Relais 33 wird ein Stromkreis für das Relais
35 geschlossen, und dieses Relais legt beim Ansprechen Erde an die Leitung 36, die
danach parallel zu jedem der Relais 5, 6, 7 und zur Signallampe 37 liegt. Die Relais
27, 2 9 und 31 sind derart ausgebildet und eingestellt, daß die Betätigung
des Relais 35 mit der des Unterbrechers i übereinstimmt.
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Da die Verteilungsleitung d. dauernd an dem Arbeitskontakt des Relais
3 geerdet ist, so ist jeder der Stromkreise 8, 9, io, i i usw. während der Aberregung
der Relais 5, 6 und 7 geerdet, und daraus folgt, daß die Stromkreise wie bereits
vorher abwechselnd geerdet werden.
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Hierbei ist zu beachten, daß, obwohl beispielsweise der Stromkreis
8 dauernd geerdet ist, diese Erdung nicht auf die anderen Signalstromkreise übertragen
werden kann, solange der Hilfsunterbrecher, bestehend aus den Relais 27, 29, 31,
33, 34. und 35, tätig ist.
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Die Bedienungsperson, die die dauernd leuchtende Lampe 25, die abwechselnd
aufleuchtende Lampe 37 sieht und das von der Vorrichtung 24 erzeugte Geräusch hört,
erfährt auf diese Weise, daß eine Störung in -
(ler Unterl)rech"rleitutig
entstanden ist. Wen der auftretend; Fehler vorübergehender Natur war und bereits
abgestellt ist, so befindet sich das Relais 21 in erregtem Zustand. Wenn die Bedienungsperson
-dann- -die Tast<: 13 betätigt, so wird das Relais 22 aberrc;t, worauf der Stromkreis
wieder in den gewöhnlichen Zustand zurückkehrt, tim wieder vorschriftsmäßig zu arbeiten.
Ist jedoch die Störung von längerer Dauer, dann wird durch die Betätigung der Taste-s3
keine Rückkehr zu den gewöhnlichen Betriebsbedingungen erreicht. Das akustische
Signal :24 sowie die optischen Signale 25 und 37 bleiben betätigt, so daß
die Störungsquelle zwecks Behebung der Störung ermittelt werden muß. Nach Behebung
der Störung kann die ganze Anordnung wieder in den gewöhnlichen Zustand gebracht
werden, wenn die Taste 23 vorübergehend betätigt wird.
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In den bisher bekannten Anordnungen dieser Art war das Relais 13 ein
einPflndliches neutrales Relais, während die zu dieseln Relais führende Batterieleitung
(3.1 in Abb. =) über die Sammelschiene 50 unmittelbar mit der Batterie il.
verbunden war, cl. h. die Widerstände 16 und 1;- in der Abb. 3 «.-aren nicht vorgesehen.
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Eine bekannte Anordnung ist in der Abb. 2 nacilier dargestellt. Die
Arbeitsstromkreise. init denen der Unterbrecherkreis arbeitet, können Relais oder
sonstige Schaltmittel aufweisen, die durch eine unterbrochene Erdung von dem Unterbrecher
i oder durch eine unmittelbare Erdung betätigt werden. Die angeschlossenen Stromkreise
sowie der Stromkreis für das Überwachungsrelais 13 erhalten auf jeden Fall Strorn
von der gleichen Speisebatterie il.. Die _-#M. 2 zeigt lediglich der Deutlichkeit
halber ein Relais 5 i, ,las von der Batterie id. über die Sanini@elsehiene 52 und
die hier als Widerstand dargestellte Speiseleitung, über die Wicklung cles Reiais
51, Ruhekontakt des Relais 5. 1Ztrh@kontalct des Relais 3 mittels @interbrochener
Erdung mit Hilfe des Unterbrechers i erregt wird. Dieses Relais kann iseispiels-,seise
zur Steuerung des Flackerns ziner Lampe;5 benutzt werden. Das Relais 55 zeigt andere
Vorrichtungen in dein Stromkreis, in dem das Relais 51 einen Teil bildet und die
ebenfalls ihren Strombedarf , von der Batterie 1.1 ül)er die Sammelschiene i 5o
und die Speiseleitung 53 beziehen. Wegen der räumlichen Lage des Störungsrelais
13 und sonstiger Schaltmittel, beispielsweise der Relais 51 ;und 55, werden oft
die Batterie leitengen 53 eine größere Länge und somit einen höheren Widerstand
aufweisen als `die Batteriezuleitung 3.1 für das Störungsrelais 13. Auch wegen der
Speisung zusätzlicher n Schaltmittel, die von der Leitung 5 3 gespeist werden. fließt
ein stärkerer Strom in dieser Leitung als in .der Leitung 3.1. Unter solchen I Uniständen
ist der Spannungsabfall zti den angeschlossenen Stromkreisen, d. h. über die hatterieleitung
53, größer als in der Zuiührutigsleitung .1i zu lern Relais 13.
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Zwischen der Sammelschiene .5,2 und dein Punkt 56 liegt nun der Leitun-swiderstand
53, der so groß ist, daß das Relais auch dann noch erregt bleibt, wenn der Unterbrecher
die Leitung :2 v..->n Erde abtrennt. Es fließt dann nämlich ein genügend großer
Strom von der Batterie 1d. über die Saninielschiene 5o, die Batterieleitung 3.1,
die N,\'icklung des Relais 13, .den Ruhekontakt des Relais 3, den oberen Ruhekontakt
des Relais 5 und die Wicklungen der Relais 51 und 55 zur Erde. Es ist hierbei zu
bemerken, (aß die Relais 51 und 55 sowie die Lainpe 7,3
und ihre Verbindungsleitungen
lediglich als beliebige Vorrichtungen gewählt sind, ein die eine der vielen Möglichkeiten
hervorzuheben, die den relativ hohen Spannungsabfall in der Batteriezuführungsleitung
verursachen. Tatsächlich sind mehr Schaltmittel vorhanden als die beispielsweise
angeführten Relais 51 und 55, die von der Batterie 14 über die Zuführuaigsleitungen
53 ihren Strom beziehen.
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Der über den soeben beschriebenen Stromkreis fließende Strom genügt,
um das empfindliche Übertragerrelais 13 in der f',bb.2 erregt zu halten. Eine derartige
unbeabsichti:gte Erregung des Relais 13 führt zu einer falschen Betätigung der Störungsv
orrichtung.
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Um diese Schwierigkeit zu überwinden. wird erfindungsgemäß ein künstlicher
Spannungsabfall in der Zuführungsleitung zu dein Relais 13 vorgesehen, der gleich
oder größer als der bekannte Spannungsabfall in der Zuiührtingsleitung 53 und en
damit verbuncleiten Stromkreisen ist. Hierbei wird das neutrale Relais 13 in ebb.
2 durch ein polarisiertes Relais 13 ersetzt. Diese Anordnung ist näher in der Abb.
3 dargestellt.
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Der künstliche Spannungsabfall wirf durch die Einfügung eines M"iderstandes
16 in Reihe zwischen dem polarisierten Relais 13 und der Sammelschiene 5o sowie
durch einen relativ @hochdhmigen Widerstand 1; zwischen den, Relais 13 und Erde
erreicht. Die Nel)enschlußwirkung ist nur vorherrschend. wenn der Unterbrecher i
auf ein geerdetes Segment kommt.
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Tritt nun ein Spannungsabfall in der Leitung zu dein Relais 13 wegen
des Widerstandes 16 auf, der gleich: oder größer als der Spannungsabfall in der
Zuleitung 53 ist. so entsteht entweder kein Spannungsunterschic@ an rler Wicklung
des Relais 13, trenn l,#r
Unterbrecher i offen ist, oder der Spannungsunterschied
ist derart, daß ein Stromfluß durch das Relais 13 auftritt, der .den Abfall -des
Relais, falls dieses angezogen war, unterstützt. Der :in dem Relais 13 :der Abb.
3 eingeführte Pfeil zeigt die Richtung eines Stromflusses, der notwendig ist, um
,las Relais zum Ansprechen zu bringen. Da nun aber ,der Spannungsabfall an dem Widerstand
16 jetzt gleich oder größer als der Spannungsabfall über die Leitung 53 ist, so
tritt-entweder kein Stromfluß in der Leitung 8 ;auf oder sein Stromflug würde in
der Richtung des an Leitung 8 gezeichneten Pfeiles auftreten und von entgegengesetzter
Richtung zu der, die die Erregung des Relais 13 bewirken würde. Die Wirkung, die
durch :das polarisierte Relais 13 erzielt wird, ist die, .daß der Anker stets
zum Abfallen kommt, sobald die Unterbrecherleitung ungeerdet ist.
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Die oben beschriebene Anordnung ver!hindQrt jedenfalls eine, falsche
Betätigung des Alarmrelais bei Induktionswirkungen, die durch Unterbrechung eines
der Stromkreise 8 us-%v. entstehen, wenn ein induktiv gewickeltes Relais, wie beispielsweise
das Relais 51, darin enthalten ist. Solche Wirkungen haben eine entgegengesetzte
Richtung zu :der des gewöhnlichem däs. polarisierte Relais erregenden Stromes; und
daraus folgt, daß solche Induktionswirkungen das Relais nicht fälschlich bei offenem
Unterbrecher zum Ansprechen bringen, wie dies der Fall bei der Verweridung eines
neutralen Relais 13 in der Abb.2 .der Fall war. Hierbei wurde das Relais gelegentlich
nach der Umkehr der Flußrichtung zum Ansprechen gebracht. -