DE102005003089A1 - Method and apparatus for crimping a multifilament thread - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stauchkräuseln eines multifilen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The The invention relates to a method for stuffer crimping a multifilament yarn according to the generic term of claim 1 and a device for carrying out the Method according to the preamble of claim 10.
Ein
gattungsgemäßes Verfahren
sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung
sind aus der
Bei der Herstellung von gekräuselten synthetischen Garnen in einem einstufigen Prozess werden insbesondere an die in dem Faden erzeugte Kräuselung hinsichtlich Gleichmäßigkeit und Stabilität bekanntermaßen hohen Anforderungen gestellt, um eine unmittelbare Weiterverarbeitung zu einem flächigen Gebilde beispielsweise einem Teppich zu ermöglichen. Bei dem einstufigen Herstellungsprozess gekräuselter Garne wird zunächst aus einer Polymerschmelze eine Vielzahl von Filamenten extrudiert und zu einem Faden zusammengeführt. Zum Kräuseln wird der multifile Faden zu einer Kräuseleinrichtung geführt, die eine Förderdüse und eine Stauchkammer aufweist. Die Förderdüse enthält einen Fadenkanal, in welcher ein Förderfluid mit hoher Geschwindigkeit einströmt, so dass der in dem Fadenkanal eingezogene Faden mittels des Förderfluids in die angrenzende Stauchkammer gefördert wird. Innerhalb der Stauchkammer wird der multifile Faden zu einem Fadenstopfen abgelegt, in welchem die Filamente des Fadens sich in Schlingen und Bögen verdichten. Nach einer thermischen Behandlung wird der Fadenstopfen durch Abziehen des Fadens aufgelöst, wobei die Filamente des Fadens eine fixierte Kräuselung beibehalten.at the production of ruffled In particular, synthetic yarns in a one-step process will be to the crimping produced in the thread in terms of uniformity and stability known high demands placed on immediate further processing to a plane For example, allow structures to a carpet. In the single-stage Production process curled Yarns will be first extruding a plurality of filaments from a polymer melt and merged into a thread. To curl is the multifilament thread led to a crimping device, the a delivery nozzle and a Has stuffer box. The delivery nozzle contains a Threaded channel in which a conveying fluid flows in at high speed, so that the drawn in the thread channel thread by means of the conveying fluid is promoted in the adjacent stuffer box. Inside the stuffer box the multifilament thread is laid down to a thread stopper, in which the filaments of the thread condense into loops and bows. After a thermal treatment, the thread plug by pulling off the Thread dissolved, wherein the filaments of the thread maintain a fixed crimp.
Die sich in dem Faden einstellende Kräuselung ist von einer Vielzahl unmittelbar zusammenwirkender Prozessparameter wie beispielsweise Fördergeschwindigkeit des Fadens, Förderdruck des Förderfluids, Temperatur des Förderfluids, Fördergeschwindigkeit des Fadenstopfens, Abzugsgeschwindigkeit des gekräuselten Fadens usw. abhängig. Durch die Vielzahl zusammenwirkender Prozessparameter lässt sich eine einfache Überwachung und Steuerung des Kräuselungsprozesses nicht ausführen.The in the thread adjusting ripple is of a variety directly interacting process parameters such as conveyor speed of the thread, delivery pressure the conveying fluid, Temperature of the conveying fluid, conveyor speed the thread plug, withdrawal speed of the crimped thread etc. dependent. By the multitude of interacting process parameters can be a simple monitoring and control of the crimping process do not execute.
Es sind somit zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um gekräuselte Fäden mit hoher Kräuselqualität herstellen zu können.It Thus, numerous methods and devices are known for using crimped threads produce high crimp quality to be able to.
In
der
Das
in der
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Stauchkräuseln eines multifilen Fadens der gattungsgemäßen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchem eine unmittelbare Überwachung der für die Kräuselung maßgebliche Fadenstopfenbildung innerhalb der Kräuseleinrichtung möglich ist.It It is therefore an object of the invention to provide a method for Stauchkräuseln a Multifilament yarn of the generic type and a device to carry out of the procedure with which immediate supervision the for the ripple authoritative Thread plug formation within the crimping device is possible.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines multifilen Fadens zur Verfügung zu stellen, bei welchem Produktänderungen schnell und ohne größere Verzögerungen in Prozessänderungen zur Stabilisierung der Kräuselung umsetzbar sind.One Another object of the invention is a method and an apparatus for crimping a multifilament thread available to make, at which product changes fast and without major delays in process changes for stabilizing the crimp can be implemented.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch l sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 gelöst.The The object is achieved by a method having the features according to claim l and by a device having the features according to claim 10 solved.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.advantageous Further developments of the invention are characterized by the features and feature combinations the respective subclaims Are defined.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Zusammenwirken mehrerer Prozessparameter zur Erzeugung der Kräuselung allein durch Überwachung einer einzigen Kenngröße möglich ist. Als Kenngröße wird ein in einem Bauteil der Kräuseleinrichtung erzeugter Körperschall gemessen. Hierbei vereint der Körperschall alle innerhalb der Kräuseleinrichtung ablaufenden dynamischen Vorgänge, um den multifilen Faden zu einem Fadenstopfen zu bilden. Unregelmäßigkeiten in der Kräuselung lassen sich somit unmittelbar durch veränderte Körperschallsignale erkennen. Hierbei können alle die für Frequenzanalysen typischen Signalkennwerte zur Überwachung herangezogen werden.The Invention is characterized in that the interaction of several Process parameters for generating the crimping solely by monitoring a single characteristic is possible. When Characteristic is a in a component of the crimping device generated structure-borne sound measured. The structure-borne sound unites here all within the crimping device running dynamic processes to to form the multifilament thread into a thread plug. irregularities in the ripple can thus be recognized directly by modified structure-borne sound signals. Here you can all for frequency analysis typical signal characteristics for monitoring be used.
Durch Wahl der Messstelle kann der Überwachungsschwerpunkt im Bereich der Fadenführung oder im Bereich der Fadenablage gelegt werden. So ist es möglich, den Körperschall unmittelbar im Bereich des Fadenkanals oder im Bereich der Stauchkammer zu messen.By selecting the measuring point, the over focal point in the area of the thread guide or in the area of the thread tray. It is thus possible to measure structure-borne noise directly in the area of the thread channel or in the area of the stuffer box.
Zur Erzeugung gleichmäßiger Kräuselungsqualitäten in dem Faden ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher ein Messsignal des Körperschalls fortlaufend mit zumindest einem gespeicherten Referenzsignal verglichen wird und bei welchem mit Abweichung ein Steuersignal zur Änderung von zumindest einem Prozessparameter erzeugt wird. So könnte beispielsweise bei Abfall des Messsignals gegenüber einem gespeicherten Referenzsignal das daraus resultierende Steuersignal zu einer Förderdruckerhöhung des Förderfluids genutzt wer den. Ebenso lässt sich diese Verfahrensvariante bevorzugt für Prozesseinstellung zu Beginn eines neuen Prozesses nutzten. Hierbei können optimierte Einstellungen wie beispielsweise Oberflächentemperaturen von Galetten allein durch ständigem Abgleich zwischen dem Ist-Signal des Körperschalls und dem Referenzsignal gefunden werden. Durch den Abgleich mit einem hinterlegten Referenzsignal können jedoch auch vorteilhaft Verschleißerscheinungen in den Prozessaggregaten wie beispielsweise der Kräuseleinrichtung frühzeitig erkannt und eliminiert werden.to Generation of uniform crimping qualities in the Thread is the method variant particularly advantageous in which a measuring signal of structure-borne sound continuously compared with at least one stored reference signal is and at which with deviation a control signal to change is generated by at least one process parameter. For example when the measured signal drops a stored reference signal, the resulting control signal to a delivery pressure increase of conveying fluid be used. Likewise leaves this method variant is preferred for process adjustment at the beginning a new process. This can be optimized settings such as surface temperatures of godets alone by constant Comparison between the actual signal of the structure-borne noise and the reference signal being found. By comparison with a stored reference signal can, however also beneficial signs of wear in the processing units such as the crimping device early be recognized and eliminated.
Bei den Prozessüberwachungen wurde überraschenderweise festgestellt, dass die Veränderung des Messsignals des Körperschalls unmittelbar Rückschlüsse auf bestimmte Produkteigenschaften und Prozesseinstellungen ermöglicht. Daher ist die Weiterbildung der Erfindung besonders bevorzugt verwendet, bei welchem das Messsignal des Körperschalls fortlaufend mit mehreren Referenzsignalen zur Identifizierung einer Prozessfehleinstellung oder eines Produktfehlers verglichen wird und bei welchem nach Identifizierung der Prozessfehleinstellung oder des Produktfehlers ein Warnsignal und/oder ein Steuersignal erzeugt wird. So zeigte beispielsweise das Frequenzspektrum eines unzureichend präparierten Fadens eine andere Charakteristik als das Frequenzspektrum des Körperschalls eines präparierten Fadens. Somit lassen sich Prozessfehleinstellungen oder Produktfehler erkennen und schnell beheben. Die Prozessfehleinstellungen können auch unmittelbar auf Verschleißerscheinungen der Fadenführenden oder Fadenstopfen führenden Bauteile hinweisen, so dass gezielte Austauschvorgänge von Verschleißteilen oder Reinigungszyklen eingeleitet werden können.at the process monitoring was surprisingly found that change the measuring signal of structure-borne sound immediate conclusions certain product properties and process settings. Therefore, the development of the invention is particularly preferably used in which the measurement signal of structure-borne noise consecutive with multiple reference signals to identify a Process misalignment or a product error is compared and in which after identification of the process misadjustment or the product error generates a warning signal and / or a control signal becomes. For example, the frequency spectrum of one showed insufficient groomed Thread a different characteristic than the frequency spectrum of structure-borne noise a prepared Thread. Thus, process maladjustments or product errors can be achieved recognize and fix it quickly. The process incorrect settings can also be immediate on signs of wear the thread-leading or thread-stopping Indicate components, so that targeted exchanges of wearing parts or cleaning cycles can be initiated.
Das Messsignal des Körperschalls ist jedoch auch besonders gut geeignet, um eine Qualitätsbewertung des produzierten gekräuselten Fadens zu ergeben. So wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, das Messsignal des Körperschalls einer statistischen Auswertung zuzuführen und zumindest einen Mittelwert des Messsignales in einem Grenzwertbereich zu beobachten.The Measurement signal of structure-borne noise however, is also particularly well suited to a quality assessment of the produced ruffled To yield thread. Thus, according to a preferred development of the invention proposed, the measurement signal of structure-borne sound to provide a statistical evaluation and at least a mean value to observe the measurement signal in a threshold range.
So lassen sich durch Wahl des Grenzwertbereiches Qualitätsstufen des Fadens definieren.So can be selected by selecting the limit value quality levels define the thread.
Insbesondere ist die Bildung einer Standardabweichung des Messsignales vorteilhaft, so dass die Prozessgleichmäßigkeit und Produktgleichmäßigkeit auf einfache Art und Weise überwacht werden kann, in dem die Standardabweichung gegenüber einem vorgegebenen Grenzwert beobachtet wird.Especially the formation of a standard deviation of the measuring signal is advantageous, so that the process uniformity and product uniformity monitored in a simple way can be in which the standard deviation from a given limit is observed.
Die Bestimmung eines Qualitätssignales, das sowohl unmittelbar ausgegeben werden kann oder einer pro Zeitdauer hergestellten Fadenmenge zugeordnet werden kann, die beispielsweise zu einer Spule gewickelt wurde, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher die Grenzwertüberschreitungen oder eine Grenzwertüberschreitung über längere Zeit beobachtet wird. Damit lassen sich auch vorteilhaft Steuersignale generieren, um in dem Prozess einzugreifen.The Determination of a quality signal that can be issued either directly or one per period of time produced amount of thread can be assigned, for example is wound into a coil, the process variant is special advantageous in which the limit value overruns or exceeding a limit over a longer time is observed. This can also be advantageous control signals generate to intervene in the process.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zur Durchführung des Verfahrens einen Körperschallsensor auf, der an einem Gehäusebauteil der Kräuseleinrichtung angeordnet ist.The inventive device points to implementation of the method a structure-borne sound sensor on, on a housing component the crimping device is arranged.
Hierbei sind geeignete Anbringungsorte sowohl an dem Gehäusebauteil der Förderdüse oder der Stauchkammer. Es ist jedoch auch möglich, unmittelbar in die Wandung des Fadenkanals der Förderdüse einen Sensor zu platzieren.in this connection are suitable mounting locations on both the housing member of the delivery nozzle or the Stuffer. However, it is also possible, directly in the wall the thread channel of the delivery nozzle a Place sensor.
Um die Erfassung und Auswertung der Messsignale sowie den Eingriff in den Prozess zu ermöglichen, ist die Messeinrichtung mit einer Prozesssteuereinrichtung verbunden. Dabei weis die Messeinrichtung oder die Prozesssteueureinrichtung zumindest einen Datenspeicher zur Hinterlegung von Referenzsignalen oder Grenzwerten zum Körperschallsignal und eine Auswertelektronik auf.Around the acquisition and evaluation of the measuring signals as well as the intervention to enable in the process the measuring device is connected to a process control device. In doing so, the measuring device or the process control device knows at least one data memory for storing reference signals or limit values for structure-borne sound signal and an electronic evaluation system.
Um die bei der Auswertung der Messsignale erzeugten Auswertungssignale in eine Steuerung des Prozesses umzuwandeln, ist die Prozesssteuereinrichtung mit zumindest einem der Kräuselvorrichtung zugeordneten Steuergerät verbunden, durch welches ein Förderdruck und/oder eine Heiztemperatur des Fördermediums veränderbar ist. Damit ist ein unmittelbarer Eingriff in den Prozess der Kräuselung möglich.Around the evaluation signals generated in the evaluation of the measurement signals into a control of the process is the process controller with at least one of the crimping device associated control unit connected, through which a delivery pressure and / or a heating temperature of the pumped medium changeable is. This allows immediate intervention in the crimping process.
Zur Visualisierung oder zur Dokumentation weist die Messeinrichtung oder die Prozesssteuereinrichtung zumindest eine Visualisierungseinrichtung und/oder eine Datenausgabeeinheit auf. So lässt sich jede gewickelte Spule jeweils ein Datenprotokoll zuweisen, aus welchem die Kräuselqualität des auf der Spule gewickelten Fadens hervorgeht.For visualization or documentation, the measuring device or the process control device has at least one visualization device and / or one data output unit. So Each wound coil can be assigned a data log, which shows the crimp quality of the thread wound on the spool.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand von einigen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Figuren nachfolgend näher beschrieben.The inventive method is based on some embodiments the device according to the invention having regard to the attached Figures in more detail below described.
Es stellen dar:It represent:
In
Zum
Spinnen einer Filamentschar wird in der Spinneinrichtung
Nach
dem Abziehen des schmelzgesponnenen Fadens durch die Verstreckeinrichtung
Zur
Auflösung
des Fadenstopfens
Am
Prozessende wird der gekräuselte
Faden
Zur
Steuerung der Prozessaggregate ist eine Prozesssteuereinrichtung
Zur Überwachung
des Herstellungsprozesses ist der Kräuseleinrichtung
Zur
Bedienung und Kontrolle des Prozesses ist eine kombinierte Bedien-/Visualisierungseinheit
Bei
dem in
Bei
dem in
In
Die
an dem Fluideinlass
Der
Förderdüse
Auf
der Unterseite der Stauchkammer
Die
Steuereinrichtung
Bei
dem in
In
Alternativ
können
jedoch auch mehrere Referenzsignale in dem Datenspeicher
Innerhalb
der Steuereinrichtung
Zur
Qualtitätsüberwachung
lässt sich
alternativ das laufend gemessene Sensorsignal fIst einer statistischen
Auswertung zuführen.
Dabei sind alle gängigen
statistischen Verfahren möglich,
um aussagefähige
Kennwerte zu erhalten, die entweder unmittelbar über ein Ausgabegerät oder alternativ über die Steuereinrichtung
visualisiert und dokumentiert werden. Beispielsweise lässt sich
in dem Datenspeicher
Ebenso besteht die Möglichkeit, aus dem laufenden Sensorsignal fIst ein Mittelwertsignal zu bilden, welcher in einem Grenzwertbereich beobachtet wird. Bei der Berechnung einer Standardabweichung, beispielsweise eines CV-Wertes könnte die Beobachtung gegenüber nur einem Grenzwert, welcher eine unzulässige Streuung der Werte aufzeigt, erfolgen.It is also possible to form from the current sensor signal f actual an average value signal which is observed in a limit value range. In the calculation of a standard deviation, for example a CV value, the observation could be made with respect to only one limit value, which indicates an impermissible dispersion of the values.
Bei
dem in
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit eine ständige Qualitätsüberwachung des produzierten gekräuselten Fadens, sowie eine darauf abgestimmte Steuerung des gesamten Herstellungsprozesses des gekräuselten Fadens, wobei die für die Kräuselung maßgeblichen Prozessparameter nur durch Überwachung einer Kenngröße kontrolliert werden. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die Körperschallmessung besonders geeignet ist, um Störungen im Prozessverlauf zu erkennen. Damit ist die Möglichkeit gegeben, ohne größere zeitliche Verluste aktiv in den Prozess einzugreifen, um derartige Störeinflüsse durch gezielte Veränderungen von Prozessstörgrößen zu kompensieren. Die sich in dem Frequenzspektrum unterschiedliche auswirkenden Störeffekte begünstigen zudem eine Identifizierung der Störung, beispielsweise durch Falscheinstellung oder durch Produktfehler, so dass gezielte Prozessänderungen schnell und sicher eingeleitet werden können. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch darin begründet, dass zur Überwachung ein Prozessparameter erfasst wird, der in keinster Weise den eigentlichen Herstellungsprozess des Fadens beeinflusst. Die Produktparameter sowie die Prozessparameter, die direkten Einfluss auf den Faden haben, bleiben unberührt.The inventive method and the device according to the invention allows thus a permanent one quality monitoring of the produced ruffled Thread, as well as a coordinated control of the entire manufacturing process of the ruffled Thread, whereby the for the ripples relevant Process parameters only by monitoring a characteristic controlled become. In particular, it has been found that the structure-borne noise measurement is particularly suitable to disturbances to recognize in the course of the process. This gives the opportunity, without major temporal Losses actively intervene in the process to prevent such interference targeted changes to compensate for process disturbances. The different effects of interference in the frequency spectrum favor In addition, an identification of the disorder, for example by Incorrect or due to product failure, allowing targeted process changes can be initiated quickly and safely. A special advantage the method according to the invention and the device according to the invention is also due to that for monitoring Process parameters is detected, in no way the actual Manufacturing process of the thread influenced. The product parameters as well as the process parameters that directly affect the thread have, remain untouched.
In der Praxis werden in derartigen Vorrichtungen üblicherweise mehrere Fäden parallel nebeneinander gleichzeitig gesponnen, gekräuselt und aufgewickelt. Die dabei verwendet Kräuseleinrichtungen weisen somit mehrere Förderdüsen und mehrere Stauchkammern parallel nebeneinander auf, die zu einer Baueinheit integriert sind. Hierbei kann eine Überwachung mehrerer Fäden durch jeweils eine Körperschallmessung erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, jeder Förderdüse jeweils einen eigenen Körperschallsensor zuzuordnen.In practice, in such devices usually several threads are spun parallel parallel to each other, curled and wound. The Kräuseleinrichtungen used thereby have several delivery nozzles and several Stuffer chambers parallel next to each other, which are integrated into a unit. In this case, a monitoring of several threads can be carried out by a structure-borne sound measurement. However, it is also possible to assign each delivery nozzle each have their own structure-borne sound sensor.
- 11
- Spinneinrichtungspinner
- 22
- Schmelzezulaufmelt inlet
- 33
- Spinnbalkenspinning beam
- 44
- Spinndüsespinneret
- 55
- Filamentefilaments
- 66
- Kühlschachtcooling shaft
- 77
- Anblasungquenching
- 88th
- Präparationseinrichtungpreparation device
- 99
- Kräuseleinrichtungcrimping
- 1010
- Kühleinrichtungcooling device
- 1111
- Stauchkammerstuffer
- 1212
- Förderdüsefeed nozzle
- 1313
- Abzugseinrichtungoff device
- 13.1, 13.213.1, 13.2
- AbzugsgaletteneinheitAbzugsgaletteneinheit
- 1414
- Tangeleinrichtungentanglement
- 1515
- Aufwickeleinrichtungtakeup
- 1616
- SpuleKitchen sink
- 1717
- gekräuselter FadenRuffled thread
- 1818
- Fadenstopfenyarn plug
- 1919
- Andrückwalzepressure roller
- 2020
- Kühltrommelcooling drum
- 2121
- KörperschallsensorNoise sensor
- 2222
- Messeinrichtungmeasuring device
- 2323
- ProzesssteuereinrichtungProcess control device
- 2424
- Verstreckeinrichtungdrawing device
- 24.1, 24.224.1, 24.2
- Galetteneinheitgalette
- 2525
- SteuernetzwerkControl network
- 26.1, 26.2, 26.326.1, 26.2, 26.3
- Steuergerätcontrol unit
- 2727
- Visualisierungseinheitvisualization unit
- 2828
- Fadenkanalthread channel
- 2929
- Einlassinlet
- 3030
- Auslassoutlet
- 3131
- LufteintrittsbohrungAir inlet bore
- 3232
- Druckkammerpressure chamber
- 3333
- Fluideinlassfluid inlet
- 3434
- Heizeinrichtungheating
- 3535
- FluidstellmittelFluid actuating means
- 3636
- Druckquellepressure source
- 3737
- Gehäusecasing
- 38.1, 38.238.1, 38.2
- LamellenhalterBlade support
- 3939
- gasdurchlässige Kammerwandgas permeable chamber wall
- 4040
- Expansionskammerexpansion chamber
- 4141
- Absaugleitungsuction
- 4242
- Absaugeinrichtungsuction
- 4343
- Fadenthread
- 4545
- AbzugsstellmittelDeduction adjustment means
- 4646
- Filtereinrichtungfiltering device
- 4747
- geschlossene Kammerwandclosed chamber wall
- 4848
- Fördermittelfunding
- 4949
- Antriebseinheitdrive unit
- 5050
- Zufuhrleitungsupply line
- 5151
- Stopfenauslassplug outlet
- 5252
- Druckleitungpressure line
- 5353
- Datenspeicherdata storage
- 5454
- Auswertungselektronikevaluation electronics
- 5555
- DatenausgabeeinheitData output unit
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: OERLIKON TEXTILE GMBH & CO. KG, 41069 MOENCHEN, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: OERLIKON TEXTILE GMBH & CO. KG, 42897 REMSCHEI, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |