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Mémoire descriptif à l'appui de la demande de,brevet pour: " SYSTEME D'ASSEMBLAGE POUR STRUOTURES METALLIQUES DEMONTABLES
OU NON".
Emile N I H O U L Va). St.Lambert
La présente invention a pour objet un système d'assemblage pour structures métalliques démontables ou non permettant la réutilisation individuelle des éléments mis en oeuvre.
Bien qu'étant surtout applicable- aux constructions à carao- tère provisoire, la présente invention peut aussi être employée pour des constructions permanentes,
Parmi les pièces de charpente, certaines sont soumises à des efforts plus ou moins importants de compression, o'est en particulier le cas des montante,,, colonnes et similaires, Dautres pièces, le plus souvent perpendiculaires sur les premières, sont soumises à des efforts tendant à les fléchir,c'est le cas des poutres, traverses longrines eto, ,
Le système d'assemblage faisant l'objet de la présente in- vention, assure la liaison solide,
rigide'et rapide d'éléments de structure présentant l'un une bonne résistance au flambage et l'autre une grande résistance relative,à la flexion,
Le premier élément dénommé ci-après "montant",est réalisé
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pour les faibles chargée par un profilé simple tel qu'une cor- nière par exemple, tandis que pour les compressions Importantes ou aura recours aux profils en paisson. De ce dernier type , sont entendue les tubes circulaires, carrés ou de toute autre forme, fermés ou non, fournis par les usines à tubes, aussi bien que les profils obtenus par des oombinaisons de profiles ou de plats soudés, rivés ou accolés tendant à l'obtention d'un grand moment d'inertie dans tous les plans.
Aux montants pour-* ront être adaptés des verins réglable de la base.
L'autre élément'dénommé ci-après "traverse" est obtenu par l'emploi de fers U, de poutrelles, de cornières ou par des com- binaisons de profilés ou de plats tendant à obtenir un grand module de flexion dans le plan commun au montant et à la traverse,
Pour répondre aux considérations émises ci-dessus, le système envisagé est constitué par un collier de serrage compor- tant deux parties, dont l'une des parties constituantes du dit' \ou en V,ou tout antre appropriée collier est en forme d'équerre de section verticale en uavec deux faces adjaoentes extérieures planes ou non ou l'une d'elles seulement,
percées de trous pour l'engagement de corps de boulons de serrage destinés à la fixation des traverses des structurée métalliques envisagées avec ou sans remploi dtéléments intermé diaires dans les formes appropriées au but envisagé, sur la ou les dites faoés extérieures de cette partie du collier, et des faces d'appui intérieures correspondant en tout ou en partie au profil du contour extérieur du montant intéressé, et dont l'autre partie du collier est en forme de traverse de section verticale en U ou non,
dont la ou les faces dtappui intérieures oerrespondent en partie au profil du contour extérieur du montant intéressé sur lequel la fixation rigide du collier de serrage ainsi formé est effectuée au moyen d'écrous engagés sur les ex- trémités de boulons passés dans des perforations de la traverse constituant la deuxième partie du collier et fixés ou rapportés aux ou sur les bords extérieurs de la partie en forme\d'équerre du collier,
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Afin'de mieux faire ressortir l'exposé ci-dessus, les dessine annexée représentent à titre explicatif et non limitatif différentes réalisations du système d'assemblage, exécutées , conformément au présent brevet,
A cet effet, la fig.I représente en coupe un montant creux de section carrée,
auquel est fixé vu en plan le collier envisa- gé sur les faoes extérieures d'une des parties duquel collier sont rapportés des éléments de section en U fixés par boulons et écrous; , La fig.2 une vue,de profil de la fig.I suivant la flèche X.
Les fig.3,4,5, représentent des colliers de serrage sur des montants de profil différent sans la figuration de traverses s'adaptant sur les faces extérieures de la partie du collier en forme d'équerre,
Les fig,6,7,8,9. 10,11,12,13 représentent des coupes en élévation dans un côté de seotion,en U de face extérieure plane ou non de la partie du collier en forme d'équerre, dans diffé- rentes modalités de fixation d'une traverse avec ou sans inter- position d'une plaque'ou élément intermédiaire,
La fig.14 représente la vue d'un vérin réglable de base , adapté à un montant de section tubulaire,'
En se reportant aux fig.I et 3,
le système d'assemblage est représenté par un collier de serrage en deux parties dont 3 re- présente la partie en forme d'équere de section verticale en U et 4 l'autre partie ou traverse également de section verticale en U munie de saillies latérales 12 perforées pour l'engagement des corps de boulons 9 dont les têtes II sont engagées et rete- nues dans les bords libres 8 des faces à angle droit de la partie en équerre 3.
Des écrous 10 assurant la liaison de la pièce traverse 4 à la partie en équerre 3, en serrant le montant 1 par exemple de section tubulaire carrée, voir fig.I, o en forme- de cornière, voir fig.3, ou tubulaire, voir fig.5,
Dans des perforations faces adjacentes de la partie 3 .
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du collier sont passés les corps de boulons de serrage 5 dont les têtes 7 sont logées dans le creux de la section' en U de la partie 3 du collier.
La hauteur h du collier c'est à dire de la partie 3 en forme-d'équerre est prévue telle 'que les arêtes 13 de celle-ci, prennent appui sur les congés intérieurs du fer U ou autre profilé fixé à la partie 3 par les boulons 5. et écrous de serrage 6,
Cette disposition empêche toute rotation du f er U 2 ou autre profilé, par rapport au collier et cela sans qu'il soit nécessaire de compter sur le frottement de serrage;
Il s'en suit qu'alors la rigidité de la liaison entre le montant 1 et la ou les traverses telles que 2 est assurée par celle de la partie 3 du collier sur le montant I et celle de la, partie 4 du collier sur la partie 3.
L'assemblage des parties 3 et 4 formant le collier est prévu normalement par'des boulons 9 à tête de marteau II avec éorou 10 mais il peut aussi être réalisé par tout autre boulon se vissant ou non dans la partie 3 du collier,
Dans la fig.3 le montant 1 est une cornière, dans la fig.4 il est de section tubulaire carrée comme à la fig.I mais l'autre partie 4 du collier est dtune autre forme que celle représentée, à la fig.I.
Enfin dans la fig.5 le montant I est de section tubulaire cylindrique,
La fig.6 représente une coupe suivant'A-B fig.3,4,6 à plus grande échelle montrant les arêtes 13 de la partie 3 du collier et de hauteur h, prenant appui sur les congés intérieurs du profilé 2 utilisé comme traverse,
La fig.7 représente une coupe analogue à la fig.6 montrant l'insertion d'une fourrure ou pièce intermédiaire 14, permettant l'emploi d'une traverse 2 de hauteur supérieure à celle h de la partie 3 du collier,
Comme envisagé ci-dessus, les arêtes 15 de cette fourrure 14 s'appuient également dansâtes oongés intérieurs du profilé 3.
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Dans la fig.8 on a représenté la partie 3 du collier munie de faces obliques 17 pour s'adapter au profil d'une traverse 16 constituée par une cornière...L'angle intérieur de la cornière 16 vient épouser la forme arêtièr des faces extérieures 17 de la par- tie 3 du.collier et s'y fixer rigidement au moyen d'un boulon.
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A la fig, 9, la fixation de la traverse 16¯consti%ùée par une cornière est assurée par l'interposition entre-la partie 3 du collier et la traverse 16 d'une fourrure ou pièce intermédiaire 18
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'de section triangulaire comportant a sa face une partie en,retrait donnant naissance aux, congés 19 sur lesquels s'appuient les arêtes de la partie 3 du collier,
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On a représentée la figilé une modalité d'exécution de la partie 18 de la fig. en ce sens que l'on fait usage d'une plaqué
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intermédiaire 30 profilée de manière , former des faces dappui 3E.
pour les arêtes de la partie 3 du collier ,et des extrémités 22
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recourbées pour former des creux 2I dans lesquels s'engagent les bords 'longitudinaux des ailes de la cornière 16 constituant la traverse à assembler,
La fig.11 représente une autre modalité d'exécution d'une face extérieure 'de la partie 3 du collier.La face..envisagée comportant une rainure faces convergentes 23 suivant lesquelles s'adaptent les faces extérieures des ailes de la'oornière 16 faisant office de traverse, ,
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La fig.I2 constitue une variante d'exécution des fig.9 et II dans laquelle une pièce interposée 35 de section triangulaire com- porte à son sommet une rainure formant deux,faces inclinées 24 convergentes,
suivant lesquelles s'engagent les faces adjacentes au sommet, de la cornière 16 formant traverse,
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Elflin,la fig;Ii représente l'interposition d'une fourrure 27 a angle droit intéressant les faoes adjacenteo.èc angles droit su- périeure et vertioale-de la partie 3 du oollier¯et,lés faoes inté. rieures d'un profilé 26 par exemple d'une cornière a branches inné- gales,poutrelle ou autre.Le serrage s'effectuera comme représenté, en sens diagonal..
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A titre explicatif on a-représenté à la fig,I6 un montant
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tubulaire cylindrique 28 dans le creux duquel est engagée l'extré- mité d'un corps cylindrique 29 fileté extérieurement et sur lequel est engagé.un écrou 31 sur lequel s'appuie par l'intermèdiaire d' une rondelle 32 la base du montant 28.La partie 29 repose sur, le sol par une semelle d'appui 30 ou de répartition de la charge du montant.
'On comprend qu'en vissant ou dévissant l'écrou 31 on constitue de la sorte un verin réglable que l'on peut prévoir à la base des montants pour accélérer la mise à niveau de la construction eu égard au dénivellations éventuelles du terrain.Dans le cas de mon- tants en caisson,non'circulaire par exemple carrée une tête appro.. priée montée sur la partie filetée 29 empêohe celle-ci de tourner pendant la manoeuvre de l'écrou.
La fixation de la ou des traverses sur la partie 3 du voilier est normalement prévue par l'emploi de boulons à tête de marteau avec écrou mais elle peut aussi se réaliser par tout autre boulon se vissant ou non dans la partie 3 des colliers,
Les principaux avantages du système sont les suivants:
a) utilisation rationnelle des profils des atbres par 1'emploi de profils simples pour les montants faiblement comprimée,de profils en caisson'pour les montants fortement comprimés et de profils élan- cés,U,poutrelle et similaires pour les pièces fléchies. b) réalisation de la rigidité des assemblages sans faire appel au frottement de serrage. o) économie de première immobilisation par remploi modéré des profils en caisson beauooup plus coûteux que les profilés laminés, d) rapidité et souplesse du montage par l'utilisation de col- liers que l'on peut placer à n'importe quel endroit du.montant et par l'usage de boulons à tête de marteau.
Il va de soi que d'autres détails ou variantes dtexécution peuvent encore être envisagés sans que pour cela on s'écarte de l'objet du présent brevet.
En résumé, il faut considérer comme rentrant dans le cadre
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du domaine du présent brevet, un Y'g: draesemb7.age pour structures métalliques démontables ou.non caractérisé par ce qui suit: REVENDICATIONS Système d'assemblage pour structures métalliques démon. tables ou non, .
caractérisé en ce qu'il est ' constitué essentielle , ' ment par un collier de serrage comportant deux parties, dont l' une des parties constituantes du dit collier est en forme d' en ou tout autre appropriée/
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gquerre seotion vertioale n V,,ou autrre,,,approprlêe/ équerre de section verticale en av 0 deux faces adjacentes extérieures planes ou non ou l'une d'elles seulement, percées de trous pour l'engagement de corps de boulons de serrage des- tinés à la fixation des traverses des structures métalliques envisagées avec ou sans l'emploi d'éléments intermédiaires dans les formes appropriées au but envisagé, sur la ou les dites faces extérieures de cette partie du collier,
et des faces d'appui in- térieures correspondant en tout ou en partie au profil\du con- tour extérieur du montant intéressé, et dont l'autre partie du collier est en forme de traverse de section verticale en U ou non; dont la ou les faces d'appui intérieures correspondent en partie au profil du contour extérieur dumontant intéressé sur lequel la fixation rigide du collier de serrage ainsi formé est effectuée au moyen d'écrous engagés sur les extrémités de boulons passés dans des perforations de la traerse sonstituant la deuxième partie du collier et fixés ou rapportés aux cu sur les
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lextrémlteb. '-.--- de la partie en, forme d*équerre du collier,
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Descriptive memorandum in support of the patent application for: "ASSEMBLY SYSTEM FOR DISMOUNTABLE METAL STRUCTURES
OR NOT".
Emile N I H O U L Va). St. Lambert
The present invention relates to an assembly system for metal structures which may or may not be dismantled, allowing the individual reuse of the elements used.
Although primarily applicable to temporary-core constructions, the present invention can also be employed for permanent constructions,
Among the structural members, some are subjected to more or less significant compressive forces, o is in particular the case of uprights ,,, columns and the like, Other parts, most often perpendicular to the first, are subjected to forces tending to bend them, it is the case of beams, cross beams eto,,
The assembly system forming the subject of the present invention provides the solid connection,
rigid and rapid structural elements, one having good resistance to buckling and the other having a high relative resistance to bending,
The first element hereinafter referred to as "amount" is made
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for the weak ones loaded by a simple profile such as a cornice for example, while for the important compressions or will have recourse to the profiles in paisson. Of this last type, are understood circular tubes, square or any other shape, closed or not, supplied by the tube factories, as well as the profiles obtained by combinations of profiles or of welded, riveted or contiguous plates tending to obtaining a large moment of inertia in all planes.
To the uprights can be adapted adjustable jacks of the base.
The other element hereinafter referred to as "cross" is obtained by the use of U bars, beams, angles or by combinations of profiles or plates tending to obtain a large flexural modulus in the common plane. on the upright and cross member,
To meet the considerations set out above, the system envisaged consists of a clamp comprising two parts, of which one of the constituent parts of said '\ or V, or any suitable other collar is in the shape of a. vertical section square in u with two adjacent exterior faces, flat or not, or only one of them,
drilled with holes for the engagement of tightening bolt bodies intended for fixing the cross members of the metal structures envisaged with or without the use of intermediate elements in the shapes appropriate to the intended purpose, on the said external faoé (s) of this part of the collar , and internal bearing faces corresponding in whole or in part to the profile of the external contour of the upright concerned, and of which the other part of the collar is in the form of a cross member with a vertical section in U or not,
the inner bearing face (s) of which partly correspond to the profile of the outer contour of the post concerned on which the rigid fixing of the clamping collar thus formed is effected by means of nuts engaged on the ends of bolts passed through perforations of the cross member constituting the second part of the collar and attached to or attached to or on the outer edges of the square part of the collar,
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In order to better bring out the above description, the accompanying drawings represent, by way of explanation and not limitation, various embodiments of the assembly system, executed in accordance with this patent,
To this end, fig.I shows in section a hollow upright of square section,
to which is fixed, seen in plan, the collar envisaged on the outer faoes of one of the parts of which the collar are attached U-section elements fixed by bolts and nuts; , Fig.2 a side view of fig.I according to the arrow X.
Figs. 3,4,5, represent clamps on uprights of different profile without the representation of cross members adapting to the outer faces of the part of the collar in the form of a square,
Figs, 6,7,8,9. 10,11,12,13 represent elevational sections in one side of the seotion, in U of flat or non-flat outer face of the part of the collar in the form of a square, in different methods of fixing a cross member with or without the interposition of a plate or intermediate element,
Fig. 14 shows the view of a basic adjustable jack, adapted to an upright of tubular section, '
Referring to figs I and 3,
the assembly system is represented by a clamp in two parts of which 3 represents the equere-shaped part of vertical section in U and 4 the other part or cross also of vertical section in U provided with lateral projections 12 perforated for the engagement of the bolt bodies 9 whose heads II are engaged and retained in the free edges 8 of the faces at right angles of the square part 3.
Nuts 10 ensuring the connection of the cross piece 4 to the angled part 3, by tightening the upright 1, for example of square tubular section, see fig.I, o in the form of an angle, see fig.3, or tubular, see fig. 5,
In adjacent face perforations of part 3.
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From the collar are passed the bodies of clamping bolts 5 whose heads 7 are housed in the hollow of the U-section of part 3 of the collar.
The height h of the collar, that is to say of the square-shaped part 3 is provided such that the ridges 13 of the latter rest on the interior fillets of the U-iron or other profile fixed to part 3 by bolts 5.and clamping nuts 6,
This arrangement prevents any rotation of the iron U 2 or other section, relative to the collar and without it being necessary to rely on the clamping friction;
It follows that then the rigidity of the connection between the upright 1 and the cross member (s) such as 2 is ensured by that of part 3 of the collar on the upright I and that of the, part 4 of the collar on the part 3.
The assembly of parts 3 and 4 forming the collar is normally provided by bolts 9 with hammer head II with éorou 10 but it can also be carried out by any other bolt which may or may not be screwed into part 3 of the collar,
In fig.3 the upright 1 is an angle iron, in fig.4 it has a square tubular section as in fig.I but the other part 4 of the collar is of a different shape than that shown in fig.I .
Finally in fig. 5 the upright I is of cylindrical tubular section,
Fig. 6 represents a section according to A-B fig. 3,4,6 on a larger scale showing the ridges 13 of part 3 of the collar and of height h, resting on the interior fillets of the profile 2 used as a cross member,
Fig.7 shows a section similar to Fig.6 showing the insertion of a sleeve or intermediate piece 14, allowing the use of a crosspiece 2 of height greater than that h of part 3 of the collar,
As envisaged above, the ridges 15 of this fur 14 also rest in the interior oongétes of the profile 3.
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In fig.8 there is shown the part 3 of the collar provided with oblique faces 17 to adapt to the profile of a cross member 16 constituted by an angle ... The internal angle of the angle bar 16 matches the shape of the edges. outer faces 17 of part 3 of the collar and fixed therein rigidly by means of a bolt.
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In fig, 9, the fixing of the cross member 16 ¯consti% ùée by an angle iron is ensured by the interposition between the part 3 of the collar and the cross member 16 of a sleeve or intermediate piece 18
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'of triangular section comprising on its face a recessed part giving rise to the leaves 19 on which the edges of part 3 of the collar rest,
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There is shown in figilé an embodiment of part 18 of FIG. in the sense that one makes use of a tackle
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intermediate 30 profiled so, form support faces 3E.
for the edges of part 3 of the collar, and of the ends 22
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curved to form hollows 2I in which engage the longitudinal edges of the wings of the angle bar 16 constituting the cross member to be assembled,
Fig. 11 shows another embodiment of an outer face 'of part 3 of the collar. The face .. envisaged comprising a groove converging faces 23 according to which the outer faces of the wings of la'oornière 16 fit. acting as a cross member,
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Fig.I2 constitutes an alternative embodiment of Figs. 9 and II in which an interposed part 35 of triangular section comprises at its top a groove forming two converging inclined faces 24,
along which engage the faces adjacent to the top, of the angle bar 16 forming a cross member,
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Elflin, fig; Ii represents the interposition of a fur 27 at a right angle interesting the faoes adjacenteo.èc upper and vertical right angles of part 3 of the collar and, the faoes inté. rieures of a section 26, for example of an angle iron with inneal branches, beam or other. The tightening will be carried out as shown, in the diagonal direction.
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By way of explanation, FIG. I6 shows an amount
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cylindrical tubular 28 in the hollow of which is engaged the end of a cylindrical body 29 externally threaded and on which is engaged a nut 31 on which rests by the intermediary of a washer 32 the base of the upright 28 The part 29 rests on the ground by a support sole 30 or for distributing the load of the upright.
'It is understood that by screwing or unscrewing the nut 31, an adjustable jack is thus formed which can be provided at the base of the uprights to accelerate the leveling of the construction having regard to the possible unevenness of the ground. the case of uprights in a box, non-circular, for example square, an appropriate head mounted on the threaded part 29 prevents the latter from rotating during the operation of the nut.
The fixing of the cross member (s) on part 3 of the sailboat is normally provided for by the use of hammer head bolts with nut but it can also be achieved by any other bolt that may or may not be screwed into part 3 of the collars,
The main advantages of the system are:
a) rational use of the profiles of the shafts by the use of simple profiles for the weakly compressed uprights, of box sections for the strongly compressed uprights and of slender U, joist and similar profiles for the flexed parts. b) realization of the rigidity of the assemblies without resorting to the clamping friction. o) economy of first immobilization by moderate re-use of box sections much more expensive than rolled sections, d) rapidity and flexibility of assembly by the use of clamps which can be placed anywhere in the. amount and the use of hammer head bolts.
It goes without saying that other details or variants of execution can also be envisaged without departing from the subject of the present patent.
In summary, it should be considered as falling within the scope
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from the field of this patent, a Y'g: draesemb7.age for demountable metal structures or.non characterized by the following: CLAIMS Assembly system for demon metal structures. tables or not,.
characterized in that it is' essentially constituted by a clamp comprising two parts, of which one of the constituent parts of said clamp is in the shape of a or any other suitable /
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vertical seotion bracket n V ,, or other ,,, appropriate / vertical section bracket in front 0 two adjacent outer faces, flat or not or only one of them, drilled with holes for the engagement of clamping bolt bodies intended for fixing the crosspieces of the metal structures envisaged with or without the use of intermediate elements in the shapes appropriate to the intended purpose, on the said outer face or faces of this part of the collar,
and internal bearing faces corresponding in whole or in part to the profile of the outer contour of the upright concerned, and of which the other part of the collar is in the form of a cross member with a vertical section in U or not; the inner bearing face (s) of which correspond in part to the profile of the outer contour of the amount concerned on which the rigid fixing of the clamping collar thus formed is effected by means of nuts engaged on the ends of bolts passed through perforations of the tread constituting the second part of the collar and attached or attached to the cu on the
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lextrémlteb. '-.--- of the square part of the collar,