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Die
Erfindung betrifft ein Fadenliefergerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art.
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In
dem aus
EP 0 622 485
A bekannten Fadenliefergerät ist der Bürstenring so platziert, dass die
Borstenbüschel
das gerundete Abzugsende des Speicherkörpers von vom kontaktieren,
um für
die stromab der Abzugsöse
angeordnete, steuerbare Fadenbremse eine vorbestimmte, möglichst
geringe Grundfadenspannung zu erzeugen und den abgezogenen Faden
am Abzugsende zu führen.
Aufgrund der Position des Bürstenrings
am Abzugsende liegt zwischen dem Fadenvorrat auf der Oberfläche des Speicherkörpers und
den Borstenbüscheln
ein relativ großer
axialer Abstand vor. Da der Fadenabzug in Greifer- oder Projektilwebmaschinen
intermittierend und mit sehr stark variierender Fadengeschwindigkeit
erfolgt, wirken auf den Faden im Fadenweg vom Fadenvorrat bis unter
die Borstenbüschel
fallweise erhebliche Zentrifugalkräfte ein, die zu dem bekannten,
unerwünschten
Balloneffekt führen.
D.h., der Faden wird von der Oberfläche des Speicherkörpers abgehoben
und bildet eine im Raum frei fliegende Fadenspirale. Durch den Balloneffekt,
dessen Ausmaß von
der momentanen Geschwindigkeit und/oder der Fadenbeschleunigung
und der relativen Axialposition der vordersten Grenze des Fadenvorrats
abhängt, wird
im Faden erhebliche kinetische Energie gespeichert, die eine zusätzliche,
signifikante Fadenspannung erzeugt, die sich der zwischen den Borstenbüscheln und
dem Abzugsende erzeugten Fadenspannung überlagert. Die über das
Abzugsende nach innen greifenden Borstenbüschel verstärken sogar den stromauf des
Bürstenrings
auftretenden Balloneffekt. Die Umlenkung des Fadens am Abzugsende
und weiter stromab in der Abzugsöse
erfolgt mit Reibung, die mit einer Exponentialfunktion des Umlenkwinkels und
erstaunlicherweise sogar mit der Fadenspannung zunimmt. Da der Balloneffekt
während
jedes Eintragzyklus des Fadens erheblich variiert, variiert auch
die durch den Balloneffekt hervorgerufene Fadenspannung, die in
den Umlenkstellen am Abzugsende und in der Abzugsöse verstärkt wird,
so dass es schwierig ist, mit der steuerbaren Fadenbremse ein spezielles
Fadenspannungsprofil zu generieren, wie es beim Eintragen in Greifer- oder Projektilwebmaschinen
benötigt
wird (z.B. eine typische herzförmige Kurve).
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Bei
aus
EP 1 132 510 A und
EP 1 094 138 A bekannten
Fadenliefergeräten
ist zum Unterdrücken des
Balloneffekts ein Ballonbrecherring oder Ballonbrecherkonusring
stationär
mit Zwischenabstand zum zylindrischen Oberflächenbereich des Speicherkörpers angeordnet.
Ferner arbeitet die steuerbare Fadenbremse direkt mit dem Abzugsende
des Speicherkörpers
zusammen, so dass der Faden aus dem Fadenvorrat unter dem Ballonbrecherring
oder Ballonbrecherkonusring hindurch direkt in die steuerbare Fadenbremse
einläuft,
dort gebremst, und erst stromab der steuerbaren Fadenbremse in der
Abzugsöse
umgelenkt wird. Dadurch werden zwar der Balloneffekt und Fadenspannungsänderungen
durch den Balloneffekt minimiert, jedoch wird der Faden der steuerbaren
Fadenbremse ohne nennenswerte Grundfadenspannung und mit unsauberer
Fadengeometrie zugeführt,
weil der Faden aufgrund des Abstandes zwischen dem Ballonbrecher
und der Oberfläche
des Speicherkörpers
nicht permanent über das
Abzugsende hinweg umgelenkt wird, sondern dieses nur fallweise kontaktiert,
so dass zyklisch oder unregelmäßig Fadenspannungsanstiege
stromauf der steuerbaren Fadenbremse entstehen. Da die endgültige Umlenkung
des Fadens aber erst stromab der steuerbaren Fadenbremse in der
Abzugsöse
erfolgt, verfälscht
der exponentielle Reibeinfluss der Umlenkung in der Abzugsöse den durch
die steuerbare Fadenbremse generierten Bremseffekt erstaunlich um
so stärker,
je höher
die von der steuerbaren Fadenbremse momentan erzeugte Fadenspannung wird.
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Bei
dem aus
DE 198 39 272
A bekannten Fadenliefergerät (
1) weist die steuerbare Fadenbremse einen
von der Nase des Speicherkörpers
getragenen Teil und einen stationär gelagerten, auch die Abzugsöse definierenden
Teil auf. Die beiden Teile wirken magnetisch, und unterstützt durch
Federkraft, zusammen. Zur Aufrechterhaltung einer gewissen Fadenspannung
im Fadenvorrat auf dem Speicherkörper
und zwischen dem Speicherkörper
und der steuerbaren Fadenbremse wird auf den Speicherkärper im
Bereich dessen Abzugsendes ein Bürstenring
aufgesetzt, der den Speicherkörper
kontaktiert und den Faden bei dessen umlaufender Abzugsbewegung
am Abzugsende hält.
Da die endügltige
Umlenkung des Fadens zur Webmaschine in der von dem einen Teil der
steuerbaren Fadenbremse gebildeten Abzugsöse erfolgt, wird der durch
die steuerbare Fadenbremse generierte Bremseffekt mit der exponentiellen
Funktion des Umlenkwinkels und wegen des von der steuerbaren Fadenbremse
ein gesteuerten Fadenspannungsprofils variierend verfälscht, d.h.,
um so stärker,
je höher
die momentane Fadenspannung eingestellt ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fadenliefergerät der eingangs
genannten Art anzugeben, das eine einwandfreie Fadenkontrolle mit möglichst
geringer und weitestgehend konstanter Fadenspannung bis in die steuerbare
Fadenbremse ermöglicht,
und einen variierenden verfälschenden Reibeinfluss
auf den durch die steuerbare Fadenbremse generierten Bremseffekt
vermeidet, d.h., das durch die steuerbare Fadenbremse erzeugte Fadenspannungsprofil
unverfälscht
belässt.
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Die
gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der
Bürstenring
hat in dem Fadenliefergerät eine
Doppelfunktion. Einerseits erzeugt der Bürstenring dank der vorbestimmten
Anpresskraft eine sehr geringe und vor allem weitestgehend konstante
Fadengrundspannung, die den Faden permanent am Abzugsende führt, ehe
er in die Abzugsöse
und in die stromab platzierte, steuerbare Fadenbremse einläuft. Wegen
der Positionierung der Borstenbüschel
auf dem zylindrischen Oberflächenbereich
des Speicherkörpers
bildet der Bürstenring
gleichzeitig einen Ballonbrecher, der den Balloneffekt minimiert
oder eliminiert, so dass keine spürbaren Spannungsschwankungen
aufgrund eines Balloneffektes erzeugt werden. Der Bürstenring
leistet eine saubere Fadenkontrolle, da er auf demselben Durchmesser
wirkt, auf dem sich der Faden aus dem Fadenvorrat löst, und auch
relativ nahe bei der vorderen Grenze des Fadenvorrats, so dass der
den Fadenvorrat verlassende Fadenabschnitt fast nicht sich selbst überlassen bleibt
und kaum einen Balloneffekt erzeugen kann. Der Faden schmiegt sich
vorteilhaft an den Speicherkörper
an. Da der Faden am Abzugsende und in der Abzugsöse mit der geringen und im
Wesentlichen konstanten Fadengrundspannung umgelenkt wird, spielt
der exponentielle Einfluss des Umlenkwinkels nur mehr eine vernachlässigbare
Rolle. Der Faden wird demzufolge der steuerbaren Fadenbremse mit weitestgehend
gleichbleibender und geringer Fadenspannung zugeführt, so
dass die steuerbare Fadenbremse besser in der Lage ist, ein gewünschtes
Fadenspannungsprofil während
des Eintrags zu generieren, wobei es wesentlich ist, dass dieses
von der steuerbaren Fadenbremse generierte Fa denspannungsprofil
im aus der steuerbaren Fadenbremse ohne Umlenkung austretenden Faden
nicht mehr verfälscht
wird.
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Unterschiedliche,
durch das Fadenliefergerät
zu verarbeitende Fadenqualitäten
benötigen
zumindest unterschiedliche Anpresskraft-Einstellungen. Deshalb wird
die Anpresskraft der Borstenbüschel
entweder dadurch an das jeweils verarbeitete Fadenmaterial oder
die Fadenqualität
angepasst, dass aus einem Satz Bürstenringen,
deren Borstenbüschel
in entspanntem Zustand unterschiedliche Innendurchmesser definieren,
ein Bürstenring
mit passendem Innendurchmesser ausgewählt und auf den zylindrischen
Oberflächenbereich
aufgesetzt wird, oder die Anpresskraft mittels der Verstellvorrichtung ohne
Austausch des Bürstenringes
verändert
wird.
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Für die kombinierten
Funktionen der Unterdrückung
des Balloneffekts und der Erzeugung einer gleichbleibenden geringen
Grundspannung ist es zweckmäßig, wenn
die Borstenbüschel
in Abwickelrichtung des Fadens schräggestellt werden.
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Ferner
sollten die Borstenbüschel
eine einzige, in Umfangsrichtung entlang des zylindrischen Oberflächenbereichs
orientierte Reihe bilden. Die sich vorzugsweise überlappenden Borstenendenabschnitte
tangieren sozusagen den zylindrischen Oberflächenbereich leicht mit ihren
Flanken, so dass der durchgezogene Faden mit sehr gleichmäßigem, geringem
Widerstand entlang der Flanken und auf dem glatten zylindrischen
Oberflächenbereich
gleitet, ggfs. ohne Beaufschlagung durch die Borstenenden selbst.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführungsform enthält die Verstellvorrichtung
zwischen die Borstenbüschel
eingreifende Vorsprünge,
wobei der Haltering und die Vorsprünge, relativ zueinander verdrehbar
sind. Bei einer alternativen Ausführungsform könnten die
Vorsprünge
in die Borstenbüschel
eingreifen.
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Zweckmäßig sind
die Vorsprünge
weiter außen
als etwa die Mitte zwischen dem Innendurchmesser des Halterings
und dem Außendurchmesser des
zylindrischen Oberflächenbereichs
des Speicherkörpers
platziert, so dass eine möglichst
große freie
und federnde Länge
der Borstenbüschel
zur Fadenkontrolle nutzbar bleibt.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
sind die Vorsprünge
an einem Ring in einem vom Gehäuseausleger
gestützten
Ringträger
für den
Haltering angeordnet, und ist der Ring am Ringträger, vorzugsweise begrenzt,
verdrehbar gelagert. Der Ringträger positioniert
den Bürstenring.
Die relative Drehposition zwischen dem Ring und dem Haltering bestimmt die
Anpresskraft der Borstenbüschel.
Zweckmäßig ist
der Verstellbereich so begrenzt, dass die Borstenbüschel bis
in eine Stellung bringbar sind, in der sie nahezu kraftfrei oder
kraftfrei den zylindrischen Oberflächenbereich kontaktieren.
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Zum
Unterdrücken
des Balloneffektes ist es vorteilhaft, wenn der Bürstenring
so nahe wie möglich beim
Fadenvorrat positioniert ist. Da der Fadenvorrat beispielsweise
abhängig
von der Webbreite und/oder von der Fadenqualität unterschiedliche Maximalgrößen haben
kann, ist es zweckmäßig, wenn
der Bürstenring
zur Einstellung seiner Axialposition relativ zum Speicherkörper, z.B. über den
Ringträger,
im Gehäuseausleger
in Richtung der Achse des Speicherkörpers verstellbar ist.
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Eine
sehr gleichmäßige und
geringe Fadengrundspannung lässt
sich mit Borsten synthetischer und/oder natürlicher Natur erzielen.
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Anhand
der Zeichnungen werden Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Fadenliefergeräts,
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2 eine
perspektivische Seitenansicht des Fadenliefergeräts, wobei der Klarheit wegen
einzelne Teile weggebrochen oder weggelassen sind,
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3 eine
perspektivische Detailansicht von essentiellen Teilen des Fadenliefergeräts,
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4 schematisch
ein Detail eines Bürstenrings,
und
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5 schematisch
ein Detail eines anderen Bürstenrings.
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Ein
Fadenliefergerät
F in den 1 bis 3 ist beispielsweise
zum Einsatz an Greifer- oder Projektilwebmaschinen
bestimmt. Das Fadenliefergerät
F weist ein Gehäuse 1 mit
einem Gehäuseausleger 2 auf,
der sich im Abstand von einem stationären, trommelförmigen Speicherkörper 3 bis über dessen
Abzugsende 4 hinaus erstreckt. Am Gehäuse 1 ist eine Wickelscheibe 5 durch
einen nicht gezeigten Motor drehantreibbar gelagert, die eine Wickelöse 6 enthält und relativ
zum Speicherkörper 3 drehbar
ist. Angrenzend an das bei dieser Ausführungsform z.B. gerundete Abzugsende 4 des
Speicherkörpers 3 weist
dieser einen zylindrischen Oberflächenbereich 7 auf.
Der Speicherkörper 3 kann,
wie gezeigt, als Stabtrommel ausgebildet sein und in einem stationären Teil
Stäbe sowie
eine Fadenseparation erzeugende bewegliche Stäbe in abwechselnder Umfangsanordnung
umfassen. Der zylindrische Oberflächenbereich 7 ist
auf dem nicht beweglichen Teil des Speicherkörpers 3 mit einer
bestimmten axialen Erstreckung, z.B. etwa 5–10 mm, und in Umfangsrichtung
durchgehend ausgebildet.
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Am
freien Ende des Gehäuseauslegers 2 ist ein
Support 8 angebracht, der eine zum Speicherkörper 3 koaxiale
Abzugsöse 9 enthält, die
im Abstand vor dem Abzugsende 4 des Speicherkörpers angeordnet
ist. Stromab der Abzugsöse 9 ist
eine steuerbare Fadenbremse 10 angeordnet, die, vorzugsweise,
mittels einer Halterung 13 am Support 8 festgelegt
sein kann. Die steuerbare Fadenbremse 10 erhält Steuerkommandos
i für einen
Antrieb 11, mit dem eine gesteuerte Fadenbremswirkung 12 auf
den Faden ausgeübt
wird, um ein bestimmtes Fadenspannungsprofil zu erzeugen.
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Am
Gehäuseausleger 2 ist
ferner ein Bürstenring
B angeordnet, der aus einem Haltering 14 und inneren, elastischen
Borstenbüscheln 16 besteht,
die den Speicherkörper 3 im
zylindrischen Oberflächenbereich 7 umfänglich kontaktieren.
Bei der gezeigten Ausführungsform
ist der Haltering 14 an einem Ringträger 15 angeordnet,
der mittels eines Schlittens 17 im Gehäuseausleger 2 parallel
zur Achsrichtung des Speicherkörpers 3 verstellbar
sein kann, beispielsweise mittels eines Stellgliedes 18.
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Der
von dem Fadenliefergerät
F verarbeitete Faden Y wird am hinteren Ende in das Gehäuse 1 eingeführt und
tritt durch die Aufwickelöse 6 aus,
bei deren Rotation er in nebeneinanderliegenden Windungen in einen
Fadenvorrat V auf dem Speicherkörper 3 gewickelt
wird (nur einige Windungen sind angedeutet). Aus dem Fadenvorrat
V, d.h. aus der in Abzugsrichtung vordersten Windung, d.h. an der
vorderen Grenze des Fadenvorrats V, wird der Faden unter dem Bürstenring
B und auf dem zylindrischen Oberflächenbereich 7 und
anschließend über das Abzugsende 4 in
die Abzugsöse 9 gezogen,
von der er in die steuerbare Fadenbremse 10 eintritt und
aus dieser linear weiterläuft.
Der zwischen dem Fadenvorrat V und der Abzugsöse 9 vorliegende Fadenabschnitt
S des Fadens Y wird über
das Abzugsende 4 und in der Abzugsöse 9 umgelenkt. Der
Bürstenring B
erzeugt eine geringe und weitestgehend konstante Fadengrundspannung
und wirkt außerdem
als Ballonbrecher K, der die Entstehung eines Fadenballons zwischen
dem Fadenvorrat V und dem Abzugsende 4 verhindert.
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2 verdeutlicht
die Zusammenwirkung zwischen den Fadenbüscheln 16, die aus
natürlichen und/oder
synthetischen, flexiblen Borsten bestehen, und dem zylindrischen
Oberflächenbereich 7 des Speicherkörpers 3.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform
ist eine Verstellvorrichtung D für
die Borstenbüschel 16 relativ
zu dem zylindrischen Oberflächenbereich 7 vorgesehen.
Die Verstellvorrichtung D umfasst Vorsprünge 19, z.B. zahnartige Vorsprünge in regelmäßiger Verteilung,
die zwischen die Borstenbüschel 16 eingreifen
und es ermöglichen,
die Anpresskraft bzw. den Innendurchmesser der Borstenbüschel 16 zu
verändern,
den die Borstenbüschel 16 relativ
zum Speicherkörper 3 definieren.
Zu diesem Zweck sind beispielsweise die Vorsprünge 19 in einem Ring 23 im
Ringträger 15 angeordnet,
und ist der Ring 23 verdrehbar am Ringträger 15 gelagert.
Verbindungs- und/oder Spannelemente 20 stellen die Verbindung
zwischen dem Ringträger 15 und
dem Haltering 14 her. Durch eine relative Verdrehung zwischen
dem Ring 23 und dem Haltering 14 wird die Schräglage der
Borstenbüschel 16 verändert. Die
axiale Position des Bürstenrings
B relativ zum Speicherkörper 3 kann
durch Verstellen des Schlittens 17 im Gehäuseausleger 2 eingestellt
werden.
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3 verdeutlicht
eine Drehbegrenzung (Führungsschlitz 21)
für die
Verstellvorrichtung D zum Variieren der Anpresskraft der Borstenbüschel 16.
Die Borstenbüschel 16 werden
zweckmäßig in Abwickelrichtung
des Fadens vom Speicherkörper 3 schräggestellt.
Je nachdem, wie weit der Ring 23 relativ zum Ringträger 15 verdreht
wird (z.B. innerhalb der Grenzen des Führungsschlitzes 21),
kontaktieren die Borstenbüschel 16 den
zylindrischen Oberflächenbereich 7 mit
höherer
oder niedrigerer oder gar keiner Anpresskraft.
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Die
Elemente 20 (3) halten den Haltering 14 am
Ringträger 15 und
durchsetzen z.B. die Führungsschlitze 21.
Nach Lösen
der Elemente 20 kann der Ring 23 verdreht werden.
Bei einer alternativen Ausführung
könnten
zusätzliche
lösbare
Klemmelemente 24 (3) nur für den Ring 23 in
die Führungsschlitze 21 und
den Haltering 14 eingesetzt sein. Der Ring 23 ist
im Ringträger 15 drehbar
und weist ggfs. eine Drehhandhabe auf. Die Klemmelemente 24 (oder
eines davon) könnten
beispielsweise mit Zähnen
in eine Verzahnung des Führungsschlitzes
eingreifen, um den Ring 23 feinfühlig und mit einer Servowirkung
verstellen zu können.
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In
den 1 bis 3 sind die Borstenbüschel 16 schematisch
und übertrieben
vereinacht und zylindrischer mit Stab-, Finger- oder Rohrgestalt gezeigt,
obwohl sie, entsprechend den 4 und 5,
aus einzelnen dünnen
flexiblen Borsten 22 bestehen. Die Borsten 22 jedes
Borstenbüschels 16 sind
im Haltering 14 verankert, z.B. eingebettet, geklemmt oder
verklebt, erstrecken sich nach innen und enden frei. Die Borstenbüschel 16 können (4)
in entspannter Kondition in etwa radial zum Haltering 14 sein,
oder die Borstenbüschel 16 sind
(5) relativ zu einer radialen Ausrichtung in Abwickelrichtung schräg gestellt.
Sie bilden jeweils in Umfangsrichtung eine einzige Reihe.
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Im
in den 4 und 5 gezeigten, entspannten Zustand
der flexiblen Borstenbüschel 16 definieren
die Borsten 22 mit ihren freien Enden einen Innendurchmesser
d2, der etwas kleiner ist als der Außendurchmesser d1 des zylindrischen
Oberflächenbereiches 7,
so dass die Borstenbüschel 16, sobald
der Bürstenring
B ordnungsgemäß auf dem zylindrischen
Oberflächenbereich 7 platziert
ist, elastisch gebogen werden, ggfs. nur mit den Flanken der Borsten 22 den
Oberflächenbereich 7 tangieren,
und eine Anpresskraft erzeugen (gestrichelt angedeutet).
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Bei
einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform des Fadenliefergeräts F fehlt
die Verstellvorrichtung D. In diesem Fall wird der Haltering 14 des
Bürstenrings
B direkt am Schlitten 17 oder einem anderen Ringträger leicht
lösbar
festgelegt. Um eine Anpassung an eine bestimmte Fadenqualität vorzunehmen,
wird dann ein Bürstenring
aus einem Satz Bürstenringen
mit unterschiedlichen Innendurchmessern d2 (oder unterschiedlich
elastischen Borsten 22) ausgewählt und montiert.