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Die
Erfindung betrifft eine Fadenspleißvorrichtung für eine Kreuzspulen
herstellende Textilmaschine gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Fadenspleißvorrichtungen
sind in der Textilmaschinenindustrie, insbesondere im Zusammenhang
mit Kreuzspulautomaten, seit langem bekannt.
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Solche
in der Praxis bewährten
Fadenspleißvorrichtungen
sind beispielsweise in der
DE
195 10 171 A1 oder im Handbuch "Autoconer 338" der Firma Schlafhorst ausführlich beschrieben.
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Mit
derartigen Fadenspleißvorrichtungen werden
zwei Fadenenden, die nach einem Fadenbruch oder einem kontrollierten
Reinigerschnitt entstanden sind, pneumatisch zu einer knotenfreien
Verbindung verwirbelt, die nahezu Garnfestigkeit aufweist und im
Idealfall ein fast garngleiches Aussehen besitzt.
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Bei
diesen bekannten und an sich bewährten Fadenspleißvorrichtungen
erfolgt der Antrieb der verschiedenen Funktionselemente der Fadenspleißvorrichtung,
insbesondere der Fadenklemm- und -schneideinrichtung, des Deckelelementes
des Spleißers
sowie des Fadenzubringers in der Regel über ein Kurvenscheibenpaket,
das zum Beispiel über eine
Steckkupplung an einen spulstelleneigenen Antrieb angeschlossen
ist.
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Des
weiteren sind beispielsweise durch die
DE 102 24 080 A1 Fadenspleißvorrichtungen
bekannt, bei denen wenigstens der Fadenzubringer einzelmotorisch über einen
separaten Schrittmotor antreibbar ist.
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Der
Schrittmotor ist dabei im Bereich der Schwenkachse des Fadenzubringers
angeordnet und über
eine Steuerleitung an den Spulstellenrechner der betreffenden Arbeitsstelle
angeschlossen, wobei der Spulstellenrechner seinerseits über eine Busverbindung
mit der zentralen Steuereinheit der Textilmaschine in Verbindung
steht.
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Durch
die nachveröffentlichte
DE 10 2004 051 038
A sind außerdem
Fadenspleißvorrichtungen bekannt,
die ein schwenkbar gelagertes Steuersegment mit einer Außenverzahnung
aufweisen, die mit dem Antriebsritzel eines definiert ansteuerbaren Schrittmotors
kämmt.
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An
dieses Steuersegment sind die verschiedenen Funktionselemente der
Fadenspleißvorrichtung
angeschlossen.
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Das
Steuersegment weist beispielsweise im Bereich seines Umfangs einen
Kugelgelenkanschluss auf, an den über ein Steuergestänge der
Fadenzubringer angeschlossen ist.
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Zur
Positionierung des Fadenzubringers in der Arbeitsstellung, dreht
der Schrittmotor, ausgehend von einem Nullstellensensor, eine vorgebbare Anzahl
von Motorschritten und schwenkt dabei das Steuersegment.
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Derartig
ausgebildete Fadenspleißvorrichtungen
sind in ihrem konstruktiven Aufbau relativ einfach und unkompliziert.
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Nachteilig
bei diesen bekannten Fadenspleißvorrichtungen
ist allerdings, dass es, bedingt durch die Funktionsweise von Schrittmotoren, beispielsweise
bei einer Schwergängigkeit
eines Funktionselements, zu Fehlstellungen der Funktionselemente
kommen kann, die insbesondere beim Fadenzubringer nicht sofort bemerkt
werden und in der Folge dazu führen
können,
dass die Fadenverbindungen den geforderten Qualitätsstandards
nicht mehr entsprechen.
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Ausgehend
vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Fadenspleißvorrichtung
zu schaffen, bei der insbesondere der Fadenzubringer zuverlässig vorgebbare
Positionen anfährt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Fadenspleißvorrichtung
gelöst,
wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung
einer Fadenspleißvorrichtung
mit wenigstens einem Drehwinkelsensor zum Überwachen einer ordnungsgemäßen Positionierung
der Funktionselemente der Fadenspleißvorrichtung hat den Vorteil,
dass eine ständige Überwachung
der Ist-Winkellage dieser Funktionselemente gegeben ist, so dass
bei Bedarf, das heißt,
wenn beispielsweise eines der Funktionselemente seine Soll-Stellung
nicht erreicht, sofort regelnd eingegriffen werden kann.
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Wie
im Anspruch 2 beschrieben, ist in vorteilhafter Ausführungsform
vorgesehen, dass an den Fadenzubringer ein Drehwinkelsensor angeschlossen
ist, der die ständige
Ist-Winkellage des
Fadenzubringers erfasst.
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Der
Drehwinkelsensor steht dabei außerdem mit
einem Regelkreis in Verbindung, der dafür sorgt, dass der Fadenzubringer
in Soll-Stellungen
positioniert wird.
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Das
heißt,
durch den Regelkreis wird sofort korrigierend eingegriffen, wenn
aufgrund der Ist-Winkellage des Fadenzubringers zu befürchten ist,
dass die zu verschleißenden Fadenenden
keine optimale Überlappungslänge aufweisen
und entsprechend die Fadenspleiße
nicht dem geforderten Qualitätsstandard
entsprechen.
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Wie
im Anspruch 3 beschrieben, ist in vorteilhafter Ausbildung der jeweilige
Spulstellenrechner Bestandteil des Regelkreises. Das bedeutet, der Spulstellenrechner übernimmt
die Aufgabe, die Signale des Drehwinkelsensors zu verarbeiten und
gegebenenfalls dafür
zu sorgen, dass der Fadenzubringer stets in seiner Soll-Winkellage positioniert
wird.
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In
vorteilhafter Ausführungsform
steht der Fadenzubringer, wie im Anspruch 4 dargelegt, antriebstechnisch
mit einem Schrittmotor in Verbindung, der, wie vorstehend angedeutet,
vom Spulstellenrechner, entsprechend den Signalen des Drehwinkelsensors
so ansteuerbar ist, dass der Fadenzubringer in einer vorgegebenen
Stellung positioniert wird.
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Das
heißt,
wenn der Drehwinkelsensor feststellt, dass der Fadenzubringer noch
nicht in seiner ordnungsgemäßen Arbeitsstellung
steht, steuert der Spulstellenrechner den Schrittmotor so lange
nach, bis die Ist-Winkellage des Fadenzubringers seiner Soll-Winkellage
entspricht.
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Vorzugsweise
ist außerdem
eine Einrichtung vorhanden, die signalisiert, wenn der Fadenzubringer trotz
mehrfachen Nachsteuerns des Schrittmotors nicht in seiner Soll-Arbeitsstellung zu
positionieren ist oder wenn der betreffende Fadenzubringer wiederholt
erst nach mehrmaligem Nachsteuern in seine Soll-Stellung eingefahren
werden konnte (Anspr. 5).
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Da
ein nicht vorschriftsmäßig positionierbarer
Fadenzubringer auf eine Störung
an der betreffenden Fadenspleißvorrichtung
hinweist, ist es außerdem
vorteilhaft, die betreffende Arbeitsstelle sofort stillzusetzen.
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Wie
im Anspruch 6 beschrieben, ist in einer vorteilhaften Ausbildung
des Weiteren vorgesehen, dass die Drehwinkelsensoren der einzelnen
Spulstellen über
ein Bussystem an eine Zentralsteuereinheit der Textilmaschine angeschlossen
sind.
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Eine
solche Ausbildung ermöglicht
bei Bedarf, beispielsweise zu Beginn einer neuen Garnpartie, sowohl
eine gemeinsame, genaue Einstellung der Fadenzubringer, als auch
deren Überwachung von
einer zentralen Stelle aus.
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Das
heißt,
vorzugsweise an der Zentralsteuereinheit der Textilmaschine kann
auf einfache Weise die ordnungsgemäße Arbeitsweise der Fadenspleißvorrichtungen,
insbesondere deren Fadenzubringern, überwacht und gegebenenfalls
korrigiert werden.
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In
vorteilhafter Ausführungsform
ist der Drehwinkelsensor dabei, wie im Anspruch 7 dargelegt, im
Bereich der Schwenkachse des Fadenzubringers angeordnet.
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Die
Anordnung des Drehwinkelsensors direkt auf der Schwenkachse führt zu einer
relativ einfachen Konstruktion, da auf Übertragungselemente jedweder
Art verzichtet werden kann.
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In
weiterer vorteilhafter Ausbildung ist vorgesehen, dass die Drehwinkelsensoren
die Ist-Winkellage des Fadenzubringers kontaktlos detektieren (Anspr.
8).
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Das
kontaktlose Erfassen der Winkellage des Fadenzubringers führt zu einer
mechanisch verschleißfreien
Konstruktion, die außerdem
relativ unempfindlich gegen den in Spinnereien allgegenwärtigen Faserflug
ist.
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Wie
im Anspruch 9 beschrieben, weist der Drehwinkelsensor vorzugsweise
einen Permanentmagneten sowie ein Hallelement auf, die zueinander relativ
beweglich angeordnet sind.
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Der
Drehwinkelsensor verfügt
außerdem über eine
integrierte Schaltung, die die relative Stellung von Permanentmagnet
und Hallelement ermittelt.
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Derartig
ausgebildete Drehwinkelsensoren haben den Vorteil, dass nacheinander
jede einzelne Winkellage des Fadenzubringers zuverlässig überwacht
wird.
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Das
heißt,
beim Einsatz eines solchen Drehwinkelsensors kann auf einen zusätzlichen
Sensor zur Überwachung
der Nulllage des Fadenzubringers, wie er bislang notwendig war,
verzichtet werden.
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Außerdem ist
es mit solchen Drehwinkelsensoren möglich, den Bewegungsablauf,
das heißt,
die Geschwindigkeit mit der der Fadenzubringer geschwenkt wird,
zu kontrollieren und gegebenenfalls, beispielsweise in Abhängigkeit
von den Garnparametern, zu variieren.
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Derartig
ausgebildete Drehwinkelsensoren sind an sich bewährte Bauteile, die auch im
Handel erhältlich
sind und die im Maschinenbau, speziell im Zusammenhang mit definiert
drehbar gelagerten Bauteilen, seit langem erfolgreich im Einsatz
sind. Das heißt,
bei der erfindungsgemäßen Fadenspleißeinrichtung
kommt zur Ermittlung der Ist-Winkellage des Fadenzubringers eine
an sich bewährte
Vorrichtung zum Einsatz.
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In
alternativer Ausgestaltung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass
nicht nur die Winkellage des Fadenzubringers durch einen Drehwinkelsensor überwacht
wird, sondern auch andere Funktionselemente der Fadenspleißvorrichtung
mit einem entsprechenden Drehwinkelsensor ausgestattet werden.
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Wie
im Anspruch 10 dargelegt, kann die Fadenspleißvorrichtung beispielsweise,
insbesondere wenn das Deckelelement einzelmotorisch angetrieben
wird, zusätzlich über einen
Drehwinkelsensor verfügen,
der speziell die Stellung eines Deckelelementes detektiert, das
während
des Spleißvorganges
den Spleißkanal
im Spleißprisma
verschließt.
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Entsprechend
kann, wie im Anspruch 11 angedeutet, auch ein Drehwinkelsensor vorgesehen werden,
der die Funktion der Fadenklemm- und Schneideinrichtung überwacht,
wenn diese über
einen separaten Antrieb beaufschlagt wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 in
Seitenansicht eine mit einer Fadenspleißvorrichtung ausgestatteten
Arbeitsstelle eines Kreuzspulautomaten,
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2 eine
erfindungsgemäße Fadenspleißvorrichtung
mit einem Drehwinkelsensor im Bereich der Schwenkachse des Fadenzubringers,
in einer Ansicht von unten,
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3 die
Fadenspleißvorrichtung
gemäß 2,
in Seitenansicht.
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In 1 ist
schematisch in Seitenansicht eine insgesamt mit der Bezugszahl 1 gekennzeichnete
Kreuzspulen herstellende Textilmaschine, im Ausführungsbeispiel ein Kreuzspulautomat,
dargestellt.
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Wie
bekannt, weisen derartige Kreuzspulautomaten 1 zwischen
ihren (nicht dargestellten) Endgestellen eine Vielzahl gleichartiger
Arbeitsstellen, im vorliegenden Fall Spulstellen 2, auf.
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Auf
diesen Spulstellen 2 werden Spinnkopse 9, die
beispielsweise auf einer (nicht dargestellten) Ringspinnmaschine
produziert wurden, zu großvolumigen
Kreuzspulen 15 umgespult, die nach ihrer Fertigstellung
mittels eines selbsttätig
arbeitenden (ebenfalls nicht dargestellten) Serviceaggregates auf eine
maschinenlange Kreuzspulentransporteinrichtung 21 übergeben
werden.
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Im
Ausführungsbeispiel
weist der Kreuzspulautomat 1 außerdem eine maschineneigene
Logistikeinrichtung in Form eines Kops- und Hülsentransportsystems 3 auf,
von dem in 1 lediglich die Kopszuführstrecke 4,
die reversierend antreibbare Speicherstrecke 5, eine der
zu den Spulstellen 2 führenden
Quertransportstrecken 6 sowie die Hülsenrückführstrecke 7 dargestellt
sind.
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In
diesem Kops- und Hülsentransportsystem 3 laufen,
auf Transporttellern 8 in vertikaler Ausrichtung positioniert,
Spinnkopse 9 beziehungsweise Leerhülsen um.
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Die
angelieferten Spinnkopse 9 werden dabei in der Abspulstellung
AS, die sich jeweils im Bereich der Quertransportstrecken 6 an
den Spulstellen 2 befindet, zu großvolumigen Kreuzspulen 15 umgespult.
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Die
einzelnen Spulstellen 2 verfügen zu diesem Zweck, wie bekannt
und daher nur angedeutet, über
verschiedene Einrichtungen, die einen ordnungsgemäßen Betrieb
dieser Arbeitsstellen gewährleisten.
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Diese,
an sich bekannten Einrichtungen sind beispielsweise ein Spulstellenrechner 29,
eine um eine Schwenkachse 16 bewegliche, unterdruckbeaufschlagbare
Saugdüse 12,
ein um eine Schwenkachse 13 bewegliches, unterdruckbeaufschlagbares Greiferrohr 11 sowie
eine pneumatische Fadenspleißvorrichtung 10.
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Die
pneumatische Fadenspleißvorrichtung 10 ist
bezüglich
des regulären
Fadenlaufes etwas zurückversetzt
und mit ihrem Zentralgehäuse 31 am Spulstellengehäuse 33 festgelegt.
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Solche
Fadenspleißvorrichtungen 10 verfügen, wie
nachfolgend anhand der 2 und 3 näher erläutert wird,
neben einem Spleißprisma 32 mit
pneumatisch beaufschlagbarem Spleißkanal noch über eine
obere und eine untere Fadenklemm- und -schneideinrichtung 23,
einen schwenkbar gelagerten Fadenzubringer 26 sowie ein
ebenfalls schwenkbar gelagertes Deckelelement 25, das den Spleißkanal während des
Spleißprozesses
verschließt.
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Das
Spleißprisma 32 ist
seinerseits auf einem Verteilerblock 46 angeordnet, in
den auch (nicht dargestellten) Halte- und Auflöseröhrchen eingelassen sind.
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Die
Kreuzspule 15 ist während
des Spulprozesses frei drehbar im Spulenrahmen 28 einer
Spulvorrichtung 24 gehalten und liegt dabei beispielsweise
mit ihrer Oberfläche
auf einer Nuttrommel 14 auf, die die Kreuzspule 15 über Reibschluss
mitnimmt und auch für
eine ordnungsgemäße Changierung des
auf die Kreuzspule 15 auflaufenden Fadens sorgt.
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Die 2 und 3 zeigen
die erfindungsgemäße Fadenspleißvorrichtung 10 im
Detail.
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Wie
angedeutet, ist innerhalb eines Zentralgehäuses 31 ein elektromotorischer
Einzelantrieb, vorzugsweise ein Schrittmotor 22 angeordnet,
dessen Antriebsritzel 20 mit der Außenverzahnung 19 eines
Steuersegmentes 18 kämmt.
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Das
Steuersegment 18 ist auf einer Lagerwelle 17 begrenzt
drehbar gelagert und über
ein Befestigungsmittel 30 an eine Hebelmechanik 35 angeschlossen,
die ebenfalls auf der Lagerachse 17 angeordnet ist.
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Die
Hebelmechanik 35 besteht dabei aus einem ersten Hebel 38,
an den über
eine Anschlussachse 36 eine Verbindungslasche 47 zur
Betätigung der
Fadenklemm- und -schneideinrichtung 23 angelenkt ist sowie
aus einem zweiten Hebel 39, der über eine Lasche 48 an
das Deckelelement 25 angeschlossen ist.
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Zwischen
die beiden Hebel 38, 39 ist dabei ein Federelement 37 eingeschaltet,
das beim Verschwenken des Steuersegmentes 18 über den
Hebel 38 den Hebel 39 kraftschlüssig mitnimmt.
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Das
Federelement 37 verhindert dabei einerseits, dass aufgrund
des frühzeitigen
Aufsetzens des Deckelelementes 25 auf das Spleißprisma 32 bei gleichzeitigem
Weiterschwenken des Steuersegmentes 18 an der Fadenspleißvorrichtung
Schäden auftreten
können
und ermöglicht
andererseits in Verbindung mit einer entsprechenden Ausbildung der Fadenklemm-
und -schneideinrichtung einen großen Schwenkweg des Steuersegmentes 18.
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Das
Steuersegment 18 weist im Bereich seines Umfangs 40 ein
zweites Anlenkmittel, vorzugsweise in Form eines Kugelgelenkanschlusses 34 auf, an
den ein Steuergestänge 44 für den Fadenzubringer 26 angeschlossen
ist, der um eine Schwenkachse 55 begrenzt beweglich gelagert
ist.
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Im
Bereich der Schwenkachse 55 ist des Weiteren ein Drehwinkelsensor 27 installiert,
der den Schwenkwinkel des Fadenzubringers 26 erfasst. Der Drehwinkelsensor 27,
der vorzugsweise neben einer integrierten Schaltung, einen Permanentmagneten sowie
ein Hallelement aufweist, die relativ zueinander beweglich angeordnet
sind, erfasst kontaktlos die jeweilige Winkelstellung des Fadenzubringers 26, die,
wie bekannt, entscheidend ist für
das Maß des Einzugs
der vorbereiteten Fadenenden in den Spleißkanal des Spleißprismas 32.
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Der
Drehwinkelsensor 27 ist über eine Signalleitung 41 an
den Spulstellenrechner 29 der betreffenden Arbeitsstelle 2 angeschlossen,
der die Signale des Drehwinkelsensors 27 verarbeitet.
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Der
Spulstellenrechner 29 steht seinerseits über ein
Bussystem 42 mit der Zentralsteuereinheit 43 der
Textilmaschine 1 in Verbindung.
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Funktion
der erfindungsgemäßen Fadenspleißvorrichtung:
Wenn
an einer der Spulstellen 2 der Textilmaschine 1 ein
Fadenbruch aufgetreten ist oder aufgrund eines Fadenfehlers ein
kontrollierter Reinigerschnitt durchgeführt wurde, wird die betreffende
Kreuzspule 15 zunächst
in den Stillstand gebremst.
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Die
Saugdüse 12 holt
dann den Oberfaden von der Kreuzspule 15 zurück und fädelt ihn
mit Hilfe eines Leitbleches 50 in die obere Fadenklemmeinrichtung
der Fadenklemm- und -schneideinrichtung 23, den Spleißkanal im
Spleißprisma 32 sowie
die untere Fadenschneideinrichtung der Fadenklemm- und -schneideinrichtung 23 ein.
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Gleichzeitig
oder nahezu gleichzeitig wird durch das Greiferrohr 11 auch
der Unterfaden herangeschafft und ebenfalls mit Hilfe eines Fadenleitbleches 50 in
der unteren Fadenklemmeinrichtung, dem Spleißkanal sowie in der oberen
Fadenschneideinrichtung der Fadenklemm- und -schneideinrichtung 23 positioniert.
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Anschließend wird über den
Spulstellenrechner 29 die Fadenspleißvorrichtung 10 angesteuert.
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Das
heißt,
der Schrittmotor 22 beginnt das Steuersegment 18,
wie in 2 angedeutet, in Richtung R zu verschwenken, dabei
werden das Deckelement 25, die Fadenklemm- und -schneideinrichtung 23 sowie
der Fadenzubringer 26 betätigt, dessen jeweilige Winkellage
durch den Drehwinkelsensor 27 überwacht wird.
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Das
bedeutet, nach kurzer Zeit setzt zunächst das Deckelelement 25 auf
dem Spleißprisma 32 auf
und deckt den Spleißkanal
ab. Das weiterschwenkende Steuersegment 18 betätigt über die Verbindungslasche 47 gleichzeitig
oder kurz danach die Fadenklemm- und -schneideinrichtung 23,
die die Fadenenden klemmt und ablängt.
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Daraufhin
wird das Steuersegment 18 kurz gestoppt und die im Verteilerblock 46 des
Spleißprismas 32 angeordneten
(nicht dargestellten) Halte- und Auflöseröhrchen werden so mit Druckluft
beaufschlagt, dass die Fadenenden in die Halte- und Auflöseröhrchen eingesaugt
und dort weitestgehend von ihrer Drehung befreit werden.
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Das
Steuersegment 18 wird nun durch den Schrittmotor 22 weitergeschwenkt
und betätigt
dabei über
das Steuergestänge 44 den
Fadenzubringer 26, der die vorbereiteten Fadenenden aus
den Halte- und Auflöseröhrchen herauszieht
und im Spleißkanal des
Spleißprismas 32 mit
vorgebbarer Überdeckung, die
durch den Drehwinkelsensor 27 überwacht wird, positioniert.
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Das
heißt,
der Fadenzubringer 26, dessen Arme jeweils auf der dem
zugehörigen
Halte- und Auflöseröhrchen gegenüberliegenden
Seite so in den Fadenstrang von Oberfaden beziehungsweise Unterfaden
fassen, dass eine Fadenschlaufe entsteht, wird über das Steuersegment 18 bzw.
den Schrittmotor 22 so angesteuert, dass die Fadenenden
aus den Halte- und Auflöseröhrchen in
Richtung des Spleißkanals 20 gezogen
werden. Der Fadenzubringer 26 wird dabei in eine Soll-Winkellage
geschwenkt, in der gewährleistet
ist, dass die in den Spleißkanal
zurückgezogenen
Fadenenden eine vorbestimmte, optimale Überlappung aufweisen.
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Die
Soll-Winkellage des Fadenzubringers kann dabei, vorzugsweise zu
Beginn eines Partiewechsels, an einer Zentralsteuereinheit 43 des Kreuzspulautomaten 1,
die über
ein Bussystem 42 mit den Spulstellenrechner 29 der
zahlreichen Arbeitsstellen 2 verbunden sind, eingestellt
werden.
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Wenn
die Fadenenden diese optimale Überdeckung,
die von verschiedenen Garnparametern, zum Beispiel vom Garnmaterial
oder der Garnnummer, abhängig
ist, erreicht haben, das heißt,
wenn der Fadenzubringer 26 in einer vorgegebenen, durch den
Drehwinkelsensor 27 überwachten
Soll-Winkelstellung positioniert ist, wird Spleißluft auf den durch das Deckelelement 25 verschlossenen
Spleißkanal gegeben
und die innerhalb des Spleißkanals
positionierten Fadenenden pneumatisch verwirbelt.
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Anschließend wird
das Steuersegment 18 durch den Schrittmotor 22 wieder
in seine Ausgangslage zurückgeschwenkt.
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Das
Steuersegment 18 öffnet
dabei die Fadenklemm- und -schneideinrichtung 23 und das
Deckelelement 25, so dass der pneumatisch verbundene Faden
freigegeben wird.
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Außerdem wird
dabei der Fadenzubringer 26 in seine Nullstellung eingeschwenkt,
die vorzugsweise ebenfalls durch den Drehwinkelsensor 27 detektiert
wird.
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Der
Spulvorgang kann dann erneut gestartet werden.