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Die Erfindung betrifft eine Steuerungsanordnung zum Betreiben von mindestens zwei Hebezeugen, insbesondere von mindestens zwei Kranen, in einem Gruppen-Betrieb und in einem Normal-Betrieb, wobei jedes Hebezeug einen elektrischen Hubwerksmotor mit einer zugeordneten Steuerung aufweist, die mit einem Steuerschalter verbunden ist.
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Es ist allgemein bekannt, zwei Kranhubwerke gleichzeitig in einem sogenannten Tandembetrieb zum Heben von schweren und/oder langen Lasten zu benutzen. Hierbei hängt die Last an zwei Lastaufnahmemitteln, die jeweils von einem eigenen Kranhubwerk angehoben beziehungsweise abgesenkt werden. Durch verschiedenste Ursachen kann es zu einem Verlassen der horizontalen Lage der Last kommen. Eine derartige Schiefstellung der Last könnte zum Beispiel bei langen Gütern, die üblicher Weise über Anschlagmittel wie Schlaufen an dem Lastaufnahmemittel aufgehängt sind, zu einem Herausrutschen der Last aus den Anschlagmitteln führen. Derartige gefährliche Zustände gilt es zu vermeiden.
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Zu diesem Thema ist es beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 31 47 158 A1 bekannt, zwei Kranhubwerke für den Tandembetrieb über eine gemeinsame Steuervorrichtung zu verbinden. Diese Steuervorrichtung hat die Aufgabe, die zuvor beschriebene Schiefstellung zu verhindern. Hierfür ist auf einer Lasttraverse, die an Lastaufnahmemitteln der beiden Kranhubwerke aufgehängt ist, ein Sensor angeordnet. Über diesen Sensor wird die Lage der Lasttraverse bestimmt. Für den Fall, dass die Lasttraverse ihre gewünschte horizontale Lage verlässt, wird der Tandem-Betrieb verlassen, eines der beiden Kranhubwerke angehalten und mit dem anderen Kranhubwerk die Lasttraverse wieder in die horizontale Lage bewegt.
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Des Weiteren ist aus dem europäischen Patent
EP 1 380 533 A1 ein Hallenlaufkran bekannt, dessen Katzantrieb, Kranfahrantrieb, Hubwerk und Steuerschalter über einen Bus miteinander verbunden sind. Über den Bus werden Betriebs- und Sicherheitssignale gesendet und empfangen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung zum sicheren parallelen Betreiben von mindestens zwei Hebezeugen, insbesondere Kranen, zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Steuervorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.
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Erfindungsgemäß wird eine sichere Steuerungsanordnung zum Betreiben von mindestens zwei Hebezeugen, insbesondere von mindestens zwei Kranen, in einem Gruppen-Betrieb und in einem Normal-Betrieb, wobei jedes Hebezeug einen elektrischen Hubwerksmotor mit einer zugeordneten Steuerung aufweist, die mit einem Steuerschalter verbunden ist, dadurch erreicht, dass die mindestens zwei Hebezeuge über einen gemeinsamen Bus ansteuerbar sind. Somit können für den Gruppen-Betrieb, den Wechsel zwischen Normal-Betrieb und Gruppen-Betrieb, das An- und Abmelden der Steuerschalter und das Sperren der Steuerschalter die vorhandenen Steuerungen und die dort vorhandene Schalt-Logik eingesetzt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in dem Gruppen-Betrieb die mindestens zwei Hebezeuge von einem der Steuerschalter gemeinsam über den Bus ansteuerbar sind und in dem Gruppen-Betrieb einer der Steuerschalter in einen Aktiv-Zustand ist und der oder die verbleibenden Steuerschalter in einem Passiv-Zustand ist.
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Besonders vorteilhaft, sicher und flexibel ist, dass von einem der Steuerschalter, die im Normal-Betrieb sind, der Normal-Betrieb abwählbar und somit der Gruppen-Betrieb auswählbar ist, der ausgewählte Gruppen-Betrieb von dem anderen der Steuerschalter anmeldbar ist, der dann im aktiv im Gruppen-Betrieb ist, und von dem aktiven Steuerschalter im Gruppen-Betrieb der Gruppen-Betrieb abwählbar und der Normal-Betrieb auswählbar ist und der angemeldete Normal-Betrieb von dem anderen Steuerschalter im passiven Gruppen-Betrieb anmeldbar ist. Somit sind zu einem Wechsel zwischen Gruppen-Betrieb und Normal-Betrieb aus Sicherheitsgründen immer zwei Schritte erforderlich. An einen der Steuerschalter wird eine Abmeldesequenz ausgelöst, die Steuerungen erkennen diese Anforderung und warten auf die Anmeldesequenz von dem anderen Steuerschalter. Nach entsprechende Prüfungen und Kommunikation der Steuerungen untereinander erfolgt dann der Wechsel der Betriebsart.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Bus je Hebezeug in einen leitungsgebundenen Busabschnitt und zwischen den Hebezeugen in einen Drahtlosbus aufgeteilt.
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Im Zusammenhang mit der Bus-Architektur sind die Steuerungen und die Steuerschalter an den Bus angeschlossen sind.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Hebezeuge als Krane ausgebildet sind, die Krane neben den Hubwerksmotoren Kranfahrmotoren und Katzfahrmotoren aufweisen, die Steuerungen den Hubwerksmotoren und den Katzfahrmotoren zugeordnet sind, Kransteuerungen den Kranfahrmotoren zugeordnet sind und auch die Kranfahrmotoren und Katzfahrmotoren und die Kransteuerungen an den Bus angeschlossen sind. Die Steuerung der Krane ist dezentral aufgebaut und in die Module Kransteuerung und Katzsteuerung aufgeteilt, die jeweils für sich auf die jeweiligen Befehle der Steuerschalter zum Umschalten zwischen Normal- und Gruppenbetrieb reagieren.
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Nachfolgend ist die vorliegende Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung von zwei für einem Gruppen-Betrieb zusammen geschalteten Brückenkranen.
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In der 1 sind schematisch ein erster Kran 1a und ein zweiter Kran 1b dargestellt. Der erste und der zweite Kran 1a, 1b sind jeweils als Brückenkran ausgebildet, der entlang von nicht dargestellten Kranfahrschienen verfahrbar ist. In üblicher Weise weist der Brückenkran einen horizontalen Kranträger auf, an dem entlang eine Krankatze mit einem Hubwerk verfahrbar ist. Der erste Kran 1a weist eine erste Kransteuerung 2a und eine erste Katzsteuerung 3a auf; der zweite Kran 1b weist entsprechend eine zweite Kransteuerung 2b und eine zweite Katzsteuerung 3b auf. Die erste und zweite Kransteuerung 2a, 2b haben jeweils die Aufgabe, die ersten und zweiten Kranfahrmotoren 4a, 4b anzusteuern. Mittels der ersten und zweiten Katzfahrsteuerung 3a, 3b werden erste und zweite Katzfahrmotoren 5a, 5b sowie erste und zweite Hubwerksmotoren 6a, 6b angesteuert. Die den Hubwerksmotoren 6a, 6b zugeordneten und nicht dargestellten Hubwerke sind als Seilzüge ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Hubwerke als Kettenzüge auszubilden. Auch ein Mischbetrieb von Ketten- und Seilzügen sind denkbar. Die vorgenannten Motoren 4a, 4b, 5a, 5b, 6a und 6b sind als Elektromotoren ausgebildet.
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Um Betriebssignale und Sicherheitssignale senden und empfangen zu können, sind die Kransteuerungen 2a, 2b und die Katzsteuerungen 3a, 3b jeweils über nicht dargestellte Buskopplungsmodule mit einen Bus 7 verbunden. Dieser Bus 7 arbeitet vorzugsweise mit dem CAN-Protokoll. Außerdem ist der Bus 7 aus einem ersten drahtgebundenen Busabschnitt 7a örtlich im Bereich des ersten Krans 1a, aus einem zweiten drahtgebundenen Busabschnitt 7b örtlich im Bereich des zweiten Krans 1b und einem Drahtlosbus 7c aufgebaut, der den ersten Busabschnitt 7a und den zweiten Busabschnitt 7b miteinander verbindet. Hierfür ist ein erstes Kopplungsmodul 8a an den ersten Busabschnitt 7a und ein zweites Kopplungsmodul 8b an den zweiten Busabschnitt 7b angeschlossen. Mittels der Kopplungsmodule 8a, 8b werden die Signale auf dem ersten Busabschnitt 7a und dem zweiten Busabschnitt 7b in drahtlose Signale umgewandelt und über Sender- und Empfängerbausteine zwischen den Kopplungsmodulen 8a, 8b übertragen. Durch die Kopplungsmodule 8a, 8b sind somit alle Busteilnehmer wie die Kransteuerungen 2a, 2b, die Katzsteuerungen 3a, 3b und auch direkt oder indirekt der erste und der zweite Steuerschalter 9a, 9b an einem gemeinsamen Bus 7 angeschlossen. Vorzugsweise ist der Drahtlosbus 7c als Funkbus ausgebildet. Auch ist es möglich, einen Infrarotbus vorzusehen.
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Die Kransteuerungen 2a, 2b und die Katzsteuerungen 3a, 3b sind mit nicht dargestellten und allgemein bekannten Leistungsschaltern, Sicherheitsschaltern, Sensoren, einer Schaltlogik und Buskopplungsmodulen versehen. Die Buskopplungsmodule können Bestandteil der Schaltlogik.
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Des Weiteren sind ein erster drahtloser Steuerschalter 9a, der dem ersten Kran 1a zugeordnet ist, und zweiter drahtloser Steuerschalter 9b, der dem zweiten Kran 1b zugeordnet ist, vorhanden. Der Steuerschalter 9a ist über eine erste Drahtlosverbindung 10a mit einem ersten Schalter-Kopplungsmodul 11a verbunden. Die Drahtlosverbindung 10a ist bidirektional. Entsprechendes gilt für den zweiten Steuerschalter 9b, dem eine zweite Drahtlosverbindung 10b und ein zweites Schalter-Kopplungsmodul 11b zugeordnet sind. Das erste Schalter-Kopplungsmodul 11a und das zweite Schalter-Kopplungsmodul 11b sind als weitere Busteilnehmer an den Bus 7 angeschlossen. Die Steuerschalter 9a, 9b sind in üblicher Weise mit einer Vielzahl von Tastschaltelementen ausgestattet, um die einzelnen Bewegungsrichtungen und möglicher Weise vorhandenen Geschwindigkeitsstufen der Kranfahrmotoren 4a, 4b, der Katzfahrmotoren 5a, 5b und der Hubwerksmotoren 6a, 6b anzusteuern.
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Alternativ können zu den beiden drahtlosen Steuerschaltern 9a, 9b und den beiden Schalter-Kopplungsmodulen 11a, 11b in der 1 gestrichelt eingezeichnete Kabelsteuerschalter 9c vorgesehen sein. Die Kabelsteuerschalter 9c sind als Hängeschalter ausgebildet und direkt über deren Zuleitung an den Bus 7 als Busteilnehmer angeschlossen.
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Die zuvor beschriebenen Krane 1a, 1b können über deren Steuerschalter 9a, 9b jeweils einzeln und unabhängig voneinander betrieben werden. Diese Betriebsart wird nachfolgend als Normal-Betrieb bezeichnet. Innerhalb des Normal-Betriebs ist dann der erste Steuerschalter 9a dem ersten Kran 1a und der zweite Steuerschalter 9b dem zweiten Kran 1b zugeordnet. Beide Steuerschalter 9a, 9b befinden sich in einem Aktiv-Zustand.
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Auch ist es möglich, wahlweise mittels eines der beiden Steuerschalter 9a, 9b die beiden Krane 1a, 1b in einem sogenannten Gruppen-Betrieb parallel oder auch einzeln zu betreiben. In dem Gruppen-Betrieb ist dann einer der ersten oder zweiten Steuerschalter 9a, 9b in einem Aktiv-Zustand und der verbleibende der ersten oder zweiten Steuerschalter 9a, 9b in einem Passiv-Zustand. In dem Passiv-Zustand ist der jeweilige Steuerschalter 9a, 9b gegenüber einer Bedienung gesperrt, d.h. alle eingegebenen Signale werden ignoriert. Demgegenüber können über einen Steuerschalter 9a, 9b im Aktiv-Zustand Steuerbefehle an den oder die zugeordneten beiden Krane 1a, 1b gesendet werden. Innerhalb des Gruppen-Betriebs sind dann drei Betriebsweisen möglich und zwar ein Tandem-Betrieb, ein erster Einzel-Betrieb und ein zweiter Einzel-Betrieb. In dem Tandem-Betrieb ist der Steuerschalter 9a, 9b im Aktiv-Zustand gleichzeitig beiden Kranen 1a, 1b zugeordnet, so dass Steuerbefehle von dem Steuerschalter 9a, 9b im Aktiv-Zustand parallel an die Motoren 4a, 4b, 5a, 5b, 6a und 6b gesendet werden. Daraufhin bewegen sich die Motoren 4a, 4b, 5a, 5b, 6a und 6b des ersten Krans 1a synchron zu denen des zweiten Krans 1b. Mit den beiden Kranen 1a, 1b im Tandem-Betrieb können lange und schwere Lasten gemeinsam gehoben und verfahren werden. In dem Tandembetrieb werden dann die Krane 1a, 1b jeweils synchron über einen der beiden Steuerschalter 9a, 9b angesteuert. Innerhalb des Tandem-Betriebs und somit auch innerhalb des Gruppen-Betriebs können Betriebszustände auftreten, in denen der parallele Betrieb der Motoren 4a, 4b, 5a, 5b, 6a und 6b verlassen werden muss, um kurz danach oder später den Tandembetrieb wieder aufzunehmen. Der Gruppen-Betrieb mit einem gemeinsamen Steuerschalter 9a im Aktiv-Zustand, wird dann nicht aufgegeben. Dies kann der Fall sein, wenn während des Verfahrens der beiden Krane 1a, 1b im Tandem-Betrieb eine Korrektur der Lage der Last notwendig ist, um eine Schrägstellung zu vermeiden. Auch eine Korrektur der relativen Position der Krane 1a, 1b zueinander, insbesondere dessen Kranträger und/oder dessen Krankatzen, ist denkbar. Für derartige Korrekturen wird von dem Tandem-Betrieb in einen ersten Einzel-Betrieb oder zweiten Einzel-Betrieb gewechselt. In dem ersten Einzel-Betrieb ist entsprechend des Gruppen-Betriebs einer der Steuerschalter 9a, 9b weiterhin im Aktiv-Zustand und der andere Steuerschalter 9b, 9a im Passiv-Zustand. Außerdem empfängt nur der erste Kran 1a Steuerbefehle und befindet sich in einem Aktiv-Zustand und der zweite Kran 1b empfängt keine Steuerbefehle und befindet sich in einem Passiv-Zustand. Somit kann der erste Kran 1a relativ zu dem zweiten Kran 1b bewegt werden. Der zweite Einzel-Betrieb entspricht dem ersten mit dem Unterschied, dass der erste Kran 1a im Passiv-Zustand und der zweite Kran 1b im Aktiv-Zustand ist.
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Um zwischen dem Normal-Betrieb und dem Gruppen-Betrieb wechseln zu können, sind an beiden Steuerschaltern eine Anmeldetaste 12a und eine Abmeldetaste 12b angeordnet. Anstatt bestimmter An- und Abmeldetasten 12a, 12b können auch vorbestimmte Tastenfolgen den An- und Abmeldevorgang auslösen.
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Durch Betätigen einer Abmeldetaste 12b des ersten oder des zweiten Steuerschalters 9a, 9b wird in einem ersten Schritt eine Beendigung des Normal-Betriebs und eine Anmeldung des Gruppen-Betriebs an den Bus 7 und in Richtung der Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und der Katzsteuerungen 3a, 3b signalisiert und dieser Steuerschalter 9a, 9b fällt nun in den Passiv-Zustand.
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Zusätzlich kann vorzugsweise muss zu dem Betätigen der Abmeldetaste 12b auch noch die Not-/Halt-Taste gedrückt werden oder am Ende einer Abmeldesequenz stehen. Somit kann auch optisch an dem Steuerschalter 9a, 9b durch den gedrückten Not-/Halt erkannt werden, dass dieser Steuerschalter 9a, 9b im Passiv-Zustand ist.
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Anschließend wird in einem zweiten Schritt durch Betätigen der Anmeldetaste 12a des anderen Steuerschalters 9b, 9a die erfolgte Anmeldung des Gruppen-Betriebs über den Bus 7 in Richtung der Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und der Katzsteuerungen 3a, 3b angenommen und dieser Steuerschalter 9b, 9a nun von allen Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und Katzsteuerungen 3a, 3b als Quelle von Steuer- und Sicherheitssignalen akzeptiert.
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Durch die Abmeldung eines der beiden Steuerschalter 9a, 9b und Anmeldung des anderen Steuerschalters 9b, 9a liegt den Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und der Katzsteuerungen 3a, 3b die Information vor, dass nun der Gruppen-Betrieb eingeschaltet ist und allein Steuer- und Sicherheitssignale von dem anderen Steuerschalter 9b, 9a im Aktiv-Zustand entgegen genommen werden. Da ein derartiger Gruppen-Betrieb von zwei Kranen 1a, 1b geplant aufgenommen wird, sind zuvor die beiden Krane 1a, 1b in Bezug auf die zu handhabende Last ausgerichtet worden. Durch den vorbeschriebenen Einzel-Betrieb innerhalb des Gruppen-Betriebs können die Krane 1a, 1b auch relativ zueinander bewegt werden, ohne den Gruppen-Betrieb zu verlassen. Auch kann vorgesehen sein, dass der andere Steuerschalter 9b, 9a nur in den Aktiv-Zustand des Gruppen-Betriebs fallen kann, wenn keine der Tasten dieses Steuerschalters 9a, 9b betätigt sind.
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In diesem Gruppen-Betrieb sind dann alle Kransteuerungen 2a, 2b und Katzsteuerungen 3a, 3b den einem der beiden Steuerschalter 9a, 9b, der sich im Aktiv-Zustand befindet, zugeordnet und die Kranfahrmotoren 4a, 4b, Katzfahrmotoren 5a, 5b und Hubwerksmotoren 6a und 6b werden jeweils synchron angesteuert, so dass die beide Krane 1a, 1b synchron zueinander in Kran- und Katzfahrrichtung verfahren werden können und eine Last synchron von beiden Kranen 1a, 1b abgesenkt werden kann.
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Um den Gruppen-Betrieb zu beenden, wir an dem Steuerschalter 9a im Aktiv-Zustand die Abmeldetaste 12b betätigt. Ein entsprechendes Abmeldesignal wird über den Bus 7 an die Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und die Katzsteuerungen 3a, 3b gesendet. Anschließend wird bei dem vorher im Passiv-Zustand gewesenen Steuerschalter 9a, 9b die Not-/Halt-Taste deaktiviert und die Anmeldetaste 12a betätigt. Ein entsprechendes Anmeldesignal wird über den Bus 7 an die Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und die Katzsteuerungen 3a, 3b gesendet. Beide Steuerschalter 9a, 9b sind dann wieder Zustand Einzel-Betrieb. Somit sind die beiden Krane 1a, 1b betriebsmäßig voneinander getrennt, aber weiterhin über den Bus 7 miteinander verbunden, um auf eine zukünftige Anforderung eines Gruppen-Betriebes reagieren zu können.
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In Zusammenhang mit den An- und Abmeldesequenzen zum Wechsel zwischen Normal- und Gruppenbetrieb und umgekehrt werden die Schritte des Abwählens von dem einem der beiden Steuerschalter 9a, 9b, der gefolgt ist von dem Anmelden durch den anderen der beiden Steuerschalter 9a, 9b, von den Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und den Katzsteuerungen 3a, 3b überwacht, erkannt, kontrolliert und auf Zulässigkeit geprüft. Hierfür tauschen sich die Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und die Katzsteuerungen 3a, 3b untereinander aus. Nur Ab- und Anmeldesequenzen in einer vorher bestimmten Art werden berücksichtigt und auch die Abfolge der Schritte des Abwählens und Anmeldens werden geprüft, um einen sicheren Betriebsart-Wechsel zu erreichen. Nur nach erfolgter Abmeldung in einem ersten Schritt und eine Anmeldung im Sinne einer Annahme in einem zweiten Schritt erfolgt ein Wechsel der Betriebsart. Hierdurch wird ein hohes Maß an Sicherheit erreicht. In den Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und den Katzsteuerungen 3a, 3b sind die Ab- und Anmeldesequenzen voreingestellt, so dass eine entsprechende Erkennung, Prüfung und am Ende die eigentliche Umschaltung zum Wechsel der Betriebsart in den Kranfahrsteuerungen 2a, 2b und den Katzsteuerungen 3a, 3b erfolgen kann, sobald die richtige Abfolge und Art der Ab- und Anmeldesequenzen erkannt wurde.
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Die Steuerung der Krane 1a, 1b ist dezentral aufgebaut und in die Module Kranfahrsteuerung 2a, 2b und Katzsteuerung 3a, 3b aufgeteilt, die jeweils für sich auf die jeweiligen Befehle der Steuerschalter 9a, 9b zum Umschalten zwischen Normal- und Gruppen-Betrieb reagieren. Für das Umschalten zwischen Normal- und Gruppen-Betrieb und innerhalb des Gruppen-Betriebs auf Tandem-Betrieb und die beiden Einzel-Betriebsarten werden somit die vorhandene Kranfahrsteuerung 2a, 2b und die vorhandene Katzsteuerung 3a, 3b verwendet.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Erfindung zwar an Hand eines Gruppen-Betriebs von zwei Kranen 1a, 1b beschrieben, jedoch ist das Prinzip der Erfindung auch einfach auf einen Parallel-Betrieb mit mehr als zwei Kranen 1a, 1b anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1a
- erster Kran
- 1b
- zweiter Kran
- 2a
- erste Kransteuerung
- 2b
- zweite Kransteuerung
- 3a
- erste Katzsteuerung
- 3b
- zweite Katzsteuerung
- 4a
- erster Kranfahrmotor
- 4b
- zweiter Kranfahrmotor
- 5a
- erster Katzfahrmotor
- 5b
- zweiter Katzfahrmotor
- 6a
- erster Hubwerksmotor
- 6b
- zweiter Hubwerksmotor
- 7
- Bus
- 7a
- erster Busabschnitt
- 7b
- zweiter Busabschnitt
- 7c
- Drahtlosbus
- 8a
- erstes Kopplungsmodul
- 8b
- zweites Kopplungsmodul
- 9a
- erster Steuerschalter
- 9b
- zweiter Steuerschalter
- 9c
- alternativer Kabelsteuerschalter
- 10a
- erste Drahtlosverbindung
- 10b
- zweite Drahtlosverbindung
- 11a
- erstes Schalter-Kopplungsmodul
- 11b
- zweites Schalter-Kopplungsmodul
- 12a
- Anmeldetaste
- 12b
- Abmeldetaste
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3147158 A1 [0003]
- EP 1380533 A1 [0004]