Title:
Kanalinspektionseinheit mit bewegbar gelagertem Führungsstäbchen
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Kanalinspektionseinheit mit einer Kameraeinheit (10) zur Inspektion eines Kanals, die wenigstens um eine Achse (A) drehbar und mit einer ein Führungsstäbchen (20) mit einem Kopf (202) und einem Körper (204) umfassenden Leitvorrichtung versehen ist, um den Vorschub einer Kameraeinheit zuverlässig in einen Nebenkanal (40) gewährleisten zu können. Hierzu ist das Führungsstäbchen (20) bevorzugt an einem zur Kameraeinheit (10) gehörenden Kamera-Hauptgehäuse (101) bewegbar gelagert.





Inventors:
Jocham, Gerd (87439, Kempten, DE)
Application Number:
DE102016106669A
Publication Date:
10/12/2017
Filing Date:
04/12/2016
Assignee:
VWG Allgäu Verwaltungs GmbH, 87439 (DE)
International Classes:
F16L55/28; E03F3/06; E03F7/00; E03F7/12; F17D5/06; G02B23/24; G03B37/00
Domestic Patent References:
DE202013007512U1N/A2013-09-13
DE202007016427U1N/A2008-01-31
DE10102056A1N/A2002-07-18
Attorney, Agent or Firm:
Wiese, Gerhard, Dipl.-Ing. (FH), 87719, Mindelheim, DE
Claims:
1. Kanalinspektionseinheit mit einer Kameraeinheit (10) zur Inspektion eines Kanals (30; 40), die wenigstens um eine Achse (A) drehbar und mit wenigstens einer ein Führungsstäbchen (20) umfassenden Leitvorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsstäbchen (20) an der Kameraeinheit (10) bewegbar gelagert ist.

2. Kanalinspektionseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsstäbchen (20) gelenkig an der Kameraeinheit (10) gelagert ist.

3. Kanalinspektionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsstäbchen (20 einer Innenwand des Kanals (30) zugewandt federnd vorbelastet gelagert ist.

4. Kanalinspektionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsstäbchen (20) mittels einer Auslenkvorrichtung (22; 23) auslenkbar ist.

5. Kanalinspektionseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkvorrichtung (22) ein Zugseil (222) und eine Antriebsrolle (224) aufweist.

6. Kanalinspektionseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkvorrichtung (23) eine Zahnstange (226) und ein Ritzel (228) aufweist.

7. Kanalinspektionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsstäbchen (20) zumindest teilweise aus einem elastischen Material ausgebildet ist.

8. Kanalinspektionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (204) des Führungsstäbchens (20) aus wenigstens zwei Elementen (204A, 204B, 204C) ausgebildet ist.

9. Kanalinspektionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (204) des Führungsstäbchens (20) unter Einwirkung einer Kraft (FS, FF) in Längsrichtung veränderbar ausgebildet ist.

10. Kanalinspektionseinheit nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (204A, 204B, 204C) des Körpers (204) des Führungsstäbchens (20) teleskopisch angeordnet sind.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Kanalinspektionseinheit mit einer Kameraeinheit zur Inspektion eines Kanals mit wenigstens einer ein Führungsstäbchen umfassenden Leitvorrichtung zur Führung des Kamerakopfs in einen Nebenkanal gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wenn in dieser Anmeldung von einem „Kopf” eines Führungsstäbchens die Rede ist, sind davon auch alle anderen Formen eines Endes eines Führungsstäbchens umfasst, wie beispielsweise ein glattes Ende oder eine Öse. Das Führungsstäbchen kann dabei auch einen einheitlichen Querschnitt oder sich einen zum Ende hin reduzierenden Querschnitt aufweisen.

Wenn in dieser Anmeldung von einer „Kanalinspektionseinheit” die Rede ist, sind davon auch Kanalsanierungseinheiten umfasst.

Wenn in dieser Anmeldung von einem „Kanal” die Rede ist, sind davon auch Rohre, Pipelines, Schächte, Schläuche oder dergleichen umfasst.

Wenn in dieser Anmeldung von einem „Kamerahauptgehäuse” die Rede ist, sind davon auch alle mit diesem verbundenen Bauteile umfasst.

Eine Kanalrohrinspektionsvorrichtung ist aus der DE 20 2013 007 512 U1 bekannt. Bei dieser Kanalrohrinspektionsvorrichtung mit einer Kameraeinheit in welcher wenigstens ein Lagesensor angeordnet ist und an einer Rückseite der Kameraeinheit eine Leitvorrichtung angeordnet ist, die mit ihrem ersten Ende mit der Kameraeinheit verbunden ist und an deren zweiten Ende wenigstens ein Vortriebselement angreift, weist die Leitvorrichtung zwischen ihrem ersten und ihrem zweiten Ende wenigstens zwei biegbare Abschnitte auf. Zwischen diesen wenigstens zwei biegbaren Abschnitten ist jeweils ein starrer Abschnitt angeordnet. Die biegbaren Abschnitte sind dabei elastisch biegbar und weisen in ihrer Ruhelage eine gestreckte Form auf. Damit ist jedoch nicht das Führungsstäbchen an sich gemeint, sondern die Zwischenabschnitte der Kanalinspektionseinheit vor dem Kamerakopf.

In der DE 20 2007 016 427 U1 wird eine Rohrinspektionseinheit beschrieben, welche ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse, an dessen in Vorschubrichtung hinteren axialen Stirnseite eine Kupplung zur Verbindung mit einem Vorschubkabel ausgebildet ist und eine im Inneren des Gehäuses angeordneten Kamera mit einer an der vorderen axialen Stirnseite gelegenen Linse, und einem am Außenumfang des Gehäuses starr befestigten schwenkbaren Leitstab, welcher sich zumindest in einer Ruheposition derart über die vordere axiale Stirnseite des Gehäuses hinaus erstreckt, dass sein hinteres Ende radial außerhalb des Außenumfangs des Gehäuses gelegen ist und sein vorderes freies Ende radial weiter von der Längsachse des Gehäuses beabstandet ist als sein hinteres Ende, und bei welchem des vordere freie Ende in jeder möglichen Schwenkstellung des Leitstabes außerhalb der axialen Projektion des Außenumfangs gelegen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kanalinspektionseinheit mit einem Führungsstäbchen zur Führung des Kamerakopfs in einen Seitenkanal zu entwickeln, das einfacher in einen Seitenkanal einführbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 durch eine Kanalinspektionseinheit mit einem bezüglich des Kamerahauptgehäuses bewegbar gelagerten Führungsstäbchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den darauf bezogenen Unteransprüchen angegeben.

Im Gegensatz zu bisher bekannten Kanalinspektionseinheiten ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, die Kameraeinheit zielgerichtet in einen Abzweig eines Kanals einzuführen. Das Führungsstäbchen ist dabei in einer Neutralposition beim Verschieben in einem Hauptkanal frei bewegbar und auch bei einem Drehen des Kamerahauptgehäuses bleiben alle Schwenkfunktionen erhalten. Der Abzweigvorgang ist mittels der Erfindung wesentlich besser als bisher zu beobachten.

Als Einsatzgebiete der Erfindung können beispielsweise Inspektionen und Sanierungen in Abwasserkanälen und anderen Rohrleitungen gelten.

Dadurch, dass ein bevorzugt aus einem Kopf und einem Körper bestehendes Führungsstäbchen an einem zu einer Kameraeinheit gehörenden Kamera-Hauptgehäuse bewegbar gelagert ist, kann die um eine Achse drehbare Kameraeinheit mittels des in eine Schwenkposition gebrachten Führungsstäbchens zielgerichtet in einen Nebenkanal eines Hauptkanals eingeführt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Führungsstäbchen gelenkig an einer Wange oder einem anderen Bauteil der Kameraeinheit, bevorzugt an einem in Bewegungsrichtung vorne liegenden Teil des Kamera-Hauptgehäuses befestigt. Durch die gelenkige Lagerung des Führungsstäbchens ist es möglich, einen Abzweig in einen Nebenkanal einfach und zuverlässig zu ertasten und die Kameraeinheit zu einer Inspektion in den Nebenkanal einzuführen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist durch eine zu einer Innenwand des Kanals hin federnd vorbelastete Lagerung des Führungsstäbchens gegeben. Die federnde Vorbelastung des Führungsstäbchens kann beispielsweise durch eine Torsionsfeder realisiert werden.

Dadurch erfährt das Führungsstäbchen eine Stabilisierung und kann bei einem Vorwärtsbewegen der Kameraeinheit ausbleibenden Kontakt zur Innenwand des Kanals anzeigen, dass es sich um eine Abzweigung in einen Nebenkanal handelt.

In einer weiteren Ausgestaltungsform kann das Führungstäbchen mit einer Auslenkvorrichtung versehen sein, die ein bevorzugt elektromotorisches Auslenken des Führungsstäbchens ermöglicht. Es sind alternativ dazu jedoch auch andere Antriebsmöglichkeiten für eine Auslenkvorrichung möglich, wie ein Thermoelement, ein Bimetall, eine hydraulische oder pneumatische Betätigungsvorrichtung oder eine magnetische oder elektromagnetische Betätigung, wobei diese Aufzählung nur beispielhaft, aber nicht erschöpfend ist.

In einer beispielhaften Ausgestaltung besteht die Auslenkvorrichtung aus einem Zugseil und einer Auslenkrolle. Dabei ist das Zugseil an einer Öse, welche sich unweit des Kopfes des Führungsstäbchens befindet, und die Auslenkrolle an einer der weiteren Wange des Kamera-Hauptgehäuses befestigt, wie in 2 gezeigt. Dadurch kann das Führungsstäbchen eine zielgerichtete Bewegung in die Position erfahren, die vom Bediener der Kanalinspektionseinheit vorgegeben wird.

In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltungsform kann die Auslenkvorrichtung durch ein im Bereich des Gelenks des Führungsstäbchens angeordnetes Ritzel oder Zahnsegment und eine im Kamera-Hauptgehäuse bewegbar gelagerte, mit dem Ritzel oder Zahnsegment zusammenwirkende Zahnstange realisiert sein (3).

Durch eine zumindest teilweise Ausbildung des Führungsstäbchens aus elastischem Material, wie beispielsweise Polyurethan, können beim Aufeinanderstoßen des Führungsstäbchens mit der Innenwand des Kanals Beschädigungen des Führungsstäbchens reduziert bzw. vermieden werden.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Führungsstäbchens ist der Körper aus wenigsten zwei Elementen ausgebildet, welche gemäß einer Option beispielsweise durch ein in der Achse des Führungsstäbchens verlaufendes, mit dem Kopf des Führungsstäbchens verbundenes, eine Zugkraft ausübendes Metallseil aneinander drückbar und auch aus einer geraden Position in eine „gebogene” Position, in der die Elemente einen stumpfen Winkel zueinander einnehmen, auslenkbar sind.

Durch Ausgestaltung aus einem kompressiblen Material kann das Führungsstäbchens in Längsrichtung veränderbar ausgebildet werden. Dadurch ist das Führungsstäbchen zum seitlichen Auslenken längenveränderbar. Dies gilt auch für eine Variante, bei der der Körper aus wenigsten zwei Elementen ausgebildet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Elemente des Führungsstäbchens teleskopisch anordenbar sind und so das Führungsstäbchen in der Längsrichtung veränderbar ist. In der teleskopischen Ausführungsform liegt der Kopf des Führungsstäbchens in der Ausgangsposition beim Vorschub der Kanalinspektionseinheit in einer geschützten Lage nahe am Kamera-Hauptgehäuse und wird erst zum Einführen in einen Seitenkanal ausgefahren und optional geschwenkt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kanalinspektionseinheit unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 einen Schnitt durch die Kanalinspektionseinheit mit einem noch achsparallel angeordneten Führungsstäbchen in einer gegenüber einer Ausgangsposition um 90° gedrehten Position,

2 einen Schnitt durch die Kanalinspektionseinheit mit abgewinkeltem Führungsstäbchen mit einer ersten Variante einer Auslenkvorrichtung,

3 eine vergrößerte schematische Detaildarstellung eines Gelenks mit drei verschiedenen Schwenkpositionen des Gelenks,

4 eine vergrößerte schematische Detaildarstellung eines teleskopisch ausfahrbaren mehrteiligen Führungsstäbchens und

5 eine vergrößerte schematische Darstellung eines elastisch verformbaren mehrteiligen Führungsstäbchens.

Ein in der 1 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel zeigt eine Kanalinspektionseinheit mit einer Kameraeinheit 10 und einem bewegbar an dieser angeordneten Führungsstäbchen 20. Das Führungsstäbchen 20 weist einen Kopf 202 und einen Körper 204 auf und ist durch ein Gelenk 206 mit einer Wange 102A eines Kamera-Hauptgehäuses 101 einer Kameraeinheit 10 verbunden. Anstelle einer Ausbildung mit einem Kopf 202 und einem Körper 204 kann das Führungsstäbchen 20 auch einen durchgehend gleichförmigen Querschnitt aufweisen, wobei das vordere Ende bevorzugt gerundet oder angeschrägt ist.

Im Kamera-Hauptgehäuse 101 der Kameraeinheit 10 ist ein Kamera-Schwenkmodul 103 integriert. Das Kamera-Schwenkmodul 103 ist mit einer Kamera versehen, die eine Linse 104 aufweist. Das Kamera-Schwenkmodul 103 ist an einer Stirnseite zwischen zwei Wangen 102A, 102B des Kamera-Hauptgehäuses 101 um eine Achse C schwenkbar angebracht.

An einem der Stirnseite entgegen gesetzten Ende des Kamera-Hauptgehäuses 101 geht dieses in ein Kamera-Zwischenstück 108 über. Am Kamera-Zwischenstück 108 ist ein Kamera-Endstück 107 angebracht, welches an einem Verschiebeaal 109 gelagert ist. Der Verschiebeaal 109 ist mit einem nicht dargestellten Vorschubkabel und/oder Vorschubschlauch verbunden, welche außerhalb eines Hauptkanals 30 von einer nicht dargestellten Rolle abspulbar und auf diese aufwickelbar sind.

Die gesamte Kameraeinheit 10, sowie das Führungsstäbchen 20 können im Hauptkanal 30 oder einem von diesem abzweigenden Nebenkanal 40 verschoben werden und können in einer Drehrichtung I längs um eine Mittelachse A der Kameraeinheit 10 gedreht werden. Eine Mittelachse B des Führungsstäbchens 20 verläuft dabei in einer senkrechten Ausgangsposition des Führungsstäbchens 20 in etwa parallel zur Mittelachse A der Kameraeinheit 10. In der in den 1 und 2 dargestellten Position ist das Kamerahauptgehäuse 101 gegenüber einer Neutralposition, in der es sich beim Vorschub der Kameraeinheit 10 befindet, zur Vorbereitung des Einschwenkens in einen Nebenkanal 40 in eine um 90° um die Achse A gedrehte Position gebracht worden.

Das Kamera-Schwenkmodul 103 kann zwischen den Wangen 102A, 102B in einer Drehrichtung II, senkrecht zur Drehrichtung I, um die Achse C geschwenkt werden.

Für eine optimierte Ausleuchtung des Kamerablickfelds sind um die Linse 104 wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Leuchtdioden anbringbar (nicht in den Figuren dargestellt).

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kanalinspektionseinheit. In dieser Darstellung weist die Kanalinspektionseinheit eine Auslenkvorrichtung 22 zur Auslenkung des Führungsstäbchens 20 auf. Ergänzend ist in diesem Ausführungsbeispiel das Gelenk 206 in einem an der Wange 102A angeordneten oder ausgebildeten Gelenkgehäuse 105 gelagert.

Die Auslenkvorrichtung 22 besteht aus einer Öse 221, die am Übergang zwischen dem Kopf 202 und dem Körper 204 des Führungsstäbchens 20 ausgebildet ist, einer Antriebsrolle 224, die an der Wange 102B des Kamera-Hauptgehäuses 101 angebracht ist, und einem Zugseil 222, welches durch die Öse 221 führt und auf der Antriebsrolle 224 aufgerollt oder von dieser abgerollt werden kann.

Das Aufrollen oder Abrollen des Zugseils 222 für das Auslenken des Führungsstäbchens 20 erfolgt bevorzugt durch einen elektrischen Antrieb der Antriebsrolle 224.

In der vergrößerten schematischen Detaildarstellung des Gelenks 206 mit drei verschiedenen Schwenkpositionen des Führungsstäbchens 20 gemäß 3 ist das Führungsstäbchen 20 in einer Position A (Ausgangsposition), einer Position B (Auslenkung in Richtung einer Kanalinnenwand des Hauptkanals 30) und einer Position C (Auslenkung wie in 2 beschrieben – Auslenkung in Richtung des Nebenkanals 40) gezeigt.

Das Gelenk 206 ist in einem Gelenkgehäuse 105 gelagert. Das Gelenkgehäuse 105 ist an der Wange 102A des Kamera-Hauptgehäuses 101 ausgebildet. Abweichend davon kann das Führungsstäbchen 20 auch an einem anderen Teil der Kameraeinheit 10 oder einem mit dieser verbundenen Bauteil bewegbar angeordnet sein.

Beim Auslenken des Führungsstäbchens 20 in die Position C, legt sich dieses in eine am Gelenkgehäuse 105 oder der Wange 102A ausgebildete Nut 106 ein und kann so in eine das Kamera-Schwenkmodul 103 überquerende Abzweigposition gebracht werden, wobei die Nut 106 das Führungsstäbchen 20 in einer stabilen Position bezüglich des Kamera-Hauptgehäuses 101 fixiert.

Ein weiteres Detail der 3 besteht in der Anordnung einer beispielhaft als Torsionsfeder ausgebildeten Feder 207, die im Gelenkgehäuse 105 angebracht ist und das Führungsstäbchen 20 in einem federnd vorbelasteten Zustand – beispielsweise in der Position B oder C – hält. Eine derartige federnde Vorbelastung des Führungsstäbchens 20 kann sowohl in Verbindung mit einer Auslenkvorrichtung als auch ohne eine solche zum Einsatz kommen. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist eine Feder 207 mit einem Rückstellmoment sinnvoll, die das Führungsstäbchens 20 beim Abrollen des Zugseils 222 von der Antriebsrolle 224 wieder in eine gestreckte Lage zurück bewegt.

Im einfachsten Falle ist das Führungsstäbchen 20 beispielsweise mittels einer Feder 207 federnd in eine an einer Wand des Hauptkanals 30 anliegende Position vorbelastet. Durch Drehen des Kamera-Hauptgehäuses 101 um die Achse A kann der Kopf 202 des Führungsstäbchens 20 dabei in eine Abzweigposition gebracht werden, in der er in einen Anschlussbereich eines Nebenkanals 40 eintritt und beim weiteren Vorschub der Kameraeinheit 10 diese in den Nebenkanal 40 führt.

Ergänzt wird die Darstellung in 3 durch einen auch unabhängig von der Feder 207 realisierbaren Antrieb 229 für eine Zahnstange 226. In die Zahnstange 226 greift ein am Führungsstäbchen 20 im Bereich des Gelenks 206 angeordnetes Ritzel 228 ein; dadurch kann das Führungsstäbchen 20 durch eine Linearbewegung der Zahnstange 226 in die gewünschten Positionen ausgelenkt werden. Das Ritzel 228 kann auch als Zahnsegment ausgebildet sein. Die Zahnstange 226 und das Ritzel 228 bilden eine alternative Auslenkvorrichtung 23 zu der in 2 dargestellten Auslenkvorrichtung 22 aus Zugseil 222 und Antriebsrolle 224. Es sind alternativ auch andere Antriebe für eine Auslenkvorrichung möglich, wie ein Thermoelement, ein Bimetall, eine hydraulische oder pneumatische Betätigungsvorrichtung oder eine magnetische oder elektromagnetische Betätigung, wobei diese Aufzählung nur beispielhaft, aber nicht erschöpfend ist.

4 zeigt eine schematische Detaildarstellung des Führungsstäbchens 20 mit einem Kopf 202 und mehreren Elementen 204A, 204B, 204C. Diese sind teleskopisch aus- und einfahrbar. Dadurch ist das Führungsstäbchen 20 in Längsrichtung veränderbar ausgebildet. Die teleskopische Ausbildung des Führungsstäbchens 20 ist auch mit einer Auslenkvorrichtung 22 oder 23 gemäß 2, 3 oder 5 kombinierbar.

Bei einer weiteren, in 5 dargestellten Ausbildung des Körpers 204 des Führungsstäbchens 20 aus zumindest teilweise elastischem Material ist dieser über ein beispielsweise im Inneren des Körpers 204 verlaufendes Zugseil 223 mittels einer von diesem ausgeübten Kraft Fs in Längsrichtung veränderbar. Als Material für einen derartigen kompressiblen Körper 204 kann beispielsweise Polyurethan dienen. Durch die Kompression des Körpers 204 in Längsrichtung und eine exzentrische Anlenkung des Zugseils 223 am Kopf 202 erfolgt ebenfalls eine Auslenkung des Führungsstäbchens 20 in eine gebogene oder abgewinkelte Position, wie sie zum Einführen des Kopfes 202 in einen Nebenkanal 40 benötigt wird. Der Körper 204 kann dabei auch aus mehreren kompressiblen Hohl-Elementen 204A, 204B, 204C gebildet werden.

Bezugszeichenliste

10
Kameraeinheit
101
Kamera-Hauptgehäuse
102A
Wange (an 206)
102B
Wange (an 226)
103
Kamera-Schwenkmodul
104
Linse
105
Gelenkgehäuse (von 206)
106
Nut
107
Kamera-Endstück
108
Kamera-Zwischenstück
109
Schiebeaal (Vorschubkabel)
20
Führungsstäbchen (Abzweigstäbchen)
202
Kopf (von 20)
204
Körper (von 20)
204A
Element (von 204)
204B
Element (von 204)
204C
Element (von 204)
206
Gelenk
207
(Torsions-)Feder
22
Auslenkvorrichtung
23
Auslenkvorrichtung
221
Öse
222
Zugseil
223
Zugseil
224
Antriebsrolle
226
Zahnstange
228
Ritzel
229
Antrieb
30
Hauptkanal
40
Nebenkanal
A
Mittelachse (von 10 und 30)
B
Mittelachse (von 20)
C
Achse (von 103)
D
Mittelachse (von 40)
I
Drehrichtung (von 10)
II
Drehrichtung (von 103)
FF
Feder-Kraft
FS
Seil-Kraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 202013007512 U1 [0006]
  • DE 202007016427 U1 [0007]