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Verfahren und Vorrichtung zum Nitscheln laufender Faser-
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verbände Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Nitscheln
laufender Faserverbände. Die Faserverbände können gedreht oder ungedreht sein, sie
können eine ganz unterschiedliche Zusammensetzung haben und aus Spinnfasern bestehen.
Es handelt sich im wesentlichen um bandartige oder fadenartige Gebilde. Die bekannten
Nitschelvorrichtungen weisen entweder rotierende und gleichzeitig oszillierende
Friktionsaggregate auf oder sie benötigen neben rotierenden außerdem noch oszillierende
Friktionsaggregate. Hierbei ist der maschinelle Aufwand recht groß und die bewegten
Teile müssen während des ganzen Verbindungsvorgangs abwechselnd rasch beschleunigt
und verzögert werden, was Konstruktionsprobleme aufwirft, Lärm verursacht und die
Produktionsgeschwindigkeit begrenzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten
Nachteile die Möglichkeit zu schaffen, Faserverbände ohne oszillierend zu beschleunigende
und zu verzögernde mechanische Teile bei großer Produktionsgeschwindigkeit kontinuierlich
zu nitscheln.
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Diese Aufgabe wird bezüglich eines Faserverbandes durch das im Anspruch
1 und 2, bezüglich zweier parallellaufender Faserverbände durch das im Anspruch
3 und 4 beschriebene Verfahren gelöst.
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Vorteilhafte Ausbildungen der neuen Verfahren sind in den Ansprüchen
5 bis 7 beschrieben.
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Da die Friktionsflächen eines Friktionsflachenpaares in
bisher
nicht üblicher Weise sich stets in die gleiche Richtung.bewegenp wird auf den Faserverband
eine Querkraft mit einer in die Bewegungsrichtung des Friktionsflächenpaares gerichteten
Kraftkomponente ausgeübt. Da sich das zweite Friktionsflächenpaar entgegengesetzt
zum ersten Friktionsflächenpaar bewegt, wird der Faserverband wieder in die Laufrichtung
zurückgezwungen, wenn die durch das erste Friktionsflächenpaar auf den Faserverband
ausgeübte Querkraft entgegengesetzt gleich der durch das zweite Friktionsflächenpaar
auf den gleichen Faserverband ausgeübte Querkraft ist.
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Sollen die Faserverbände im Anschluß an das Nitscheln miteinander
verbunden werden, so gelingt dies besser, wenn zur gleichen Zeit, in der einem der
beiden Faserverbände durch ein Friktionsflächenpaar ein Rechtsdrall erteilt wird,
dem anderen Faserverband durch das gleiche Friktionsflächenpaar ein Linksdrall erteilt
wird und umgekehrt.
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Neue Vorrichtungen zum Durchführen des Verfahrens sind bezüglich eines
Faserverbandes im Anspruch 8 und 9, bezüglich zweier parallellaufender Faserverbände
im Anspruch 10 und 11 beschrieben. Die In Betracht kommenden Friktionsflächen können
zum Beispiel die Form eines angetriebenen, endlosen Bandes oder einer Trommel oder
dergleichen haben.
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Wichtig ist, daß die einzelne Frilctionsfläche quer zu ihrer Bewegungsrichtung
in ständiger Wiederholung in Abschnitte unterschiedlicher 0berfla':äenstruktu oder
unterschiedlichen Faserverband-Anziehungsvermögens eingeteilt ist. Wenn zum Beispiel
der eine Abschnitt eine griffige Oberflächenstruktur hat, so hat der Nachbarabsehnitt
eine
nicht griffige Oberflächenstruktur, worauf wieder ein Abschnitt
mit einer griffigen Oberflächenstruktur folgt und so fort.
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Unterschiedliches Faserverband-Anziehungsvermögen kann zum Beispiel
durch unterschiedliche Materialien erzielt werden. Es ist ja bekannt, daß bestimmte
Isoliermaterialien sich durch Reibung elektrostatisch aufladen und dann einen sich
nähernden Faserverband entweder anziehen oder abstoßen. Solche den Faserverband
abwechselnd anziehenden und abstoßenden Materialien können zum Beispiel abwechselnd
in den Abschnitten unterschiedlichen Faserverband-Anziehungsvermögens verwendet
werden. Unterschiedliches Faserverband-Anziehungsvermögen kann aber auch durch pneumatische
Kräfte erreicht werden, entweder durch Blasluft oder durch Saugluft. Um pneumatische
Kräfte zur Wirkung zu bringen, können zum Beispiel luftdurchlässige Abschnitte mit
luftundurchlssigen Abschnitten abwechseln.
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Unabhängig davon, zu welcher Maßnahme der Oberflachengestaltung und
der Beeinflussung des Faserverband man im Einzelfall greift, soll der einzelne Faserverband
jeweils abwechselnd durch die eine Friktionsfläche, dann durch die andere Friktionsfläche
des gleichen Friktionsflächenpaares einen Drall aufgezwungen erhalten.
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Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren
Unteransprüchen beschrieben.
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Wird mit Saugluft gearbeitet, so ergibt sich eine besonders vorteilhafte,
große Produktionsgeschwindigkeiten ermöglichende und wenig Saugluft erfordernde
Ausführung, wenn das in diesem Fall zylinderförmige Friktionselement
in
seinem Inneren eine stationäre Saugvorrichtung mit mindestens einer gegen den Zwickel
beziehungsweise gegen den Faserverband gerichteten Saugmündung besitzt, wobei die
Abschnitte größeren Faserverband-Anziehungsvermögens Perforationen des Mantels aufweisen,
während die Nachbarabschnitte keine Perforationen enthalten. Die Perforationen des
Mantels können als Sieb oder als gelochte Fläche ausgebildet werden, um nur zwei
Beispiele zu nennen.
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Da immer zwei Friktionselemente nebeneinander liegen und auch zwei
Friktionselemente axial einander benachbart sind, ist das Arbeitsergebnis besonders
gut, wenn sowohl die radial benachbarten als auch die axial benachbarten Friktionselemente
einander gegenüberliegende Abschnitte ungleichen Faserverband-Anziehungsvermögens
aufweisen und wenn alle Friktionselemente mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit antreibbar
sind. Das Nitscheln wird hierbei gleichmäßig, und das Arbeitsergebnis ist entsprechend
gut.
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Nachdem erkannt wurde, daß auch die Art und die Herkunft der Faserverbände
beim Nitscheln eine Rolle spielt, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung
dem ersten Friktionsflächenpaar ein fadenerzeugendes Fadenlieferwerk direkt vorgeschaltet.
Dieses Fadenlieferwerk besteht vorteilhaft aus einem Friktionsspinnaggregat. Hierbei
ergibt sich, daß die unmittelbar vor dem ersten Friktionsflächenpaar erzeugten fadenförmigen
Faserverbände sich vom Spinnvorgang her noch in einer Drehbewegung um ihre Längsachse
befinden können, was dem Nitscheln und gegebenenfalls der späteren Vereinigung der
beiden Faden zugute kommt.
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Wenn das Fadenlieferwerk so ausgebildet ist, wie es im Anspruch 15
beschrieben wird, so ergeben sich weitere
Vorteile dadurch, daß
die Friktionselemente des Friktionsspinnaggregats und die Friktionselemente der
beiden nachgeschalteten Friktionselementepaare paarweise gleichachsig rotierbar
angeordnet werden können, so daß sich ein sehr kompaktes Gesamtaggregat ergibt,
dessen rotierbare Teile insgesamt zwei gemeinsame Drehachsen aufweisen, so daß der
ganze technische Aufwand gering ist. Außerdem kann für das Fadenlieferwerk und das
nachgeschaltete Nitschelaggregat eine gemeinsame Saugluftversorgung vorgesehen werden.
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In besonderen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, wenn nach einer
weiteren Ausbildung der Erfindung im Anschluß an das zweite Friktionsflächenpaar
ein der Faserverbandvereinigung dienender Raum angeordnet ist und gegebenenfalls
in dem der Faserverbandvereinigung dienenden Raum vor dem Vereinigungspunkt eine
Auslenkvorrichtung für mindestens einen der beiden Faserverbände angeordnet ist.
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Dieser Faserverband durchläuft in diesem Fall zunächst einen kleinen
Umweg, bevor er mit dem anderen Faserverband in Verbindung gebracht wird. Er läuft
dabei zum Beispiel seitlich auf den anderen Faserverband zu und kann dabei auch
dazu gebracht werden, den anderen Faserverband mit wechselndem Drall zu umschlingen,
zumal in den Fällen, in denen die beiden Faserverbände unterschiedlich sind, also
zum Beispiel eine unterschiedliche Struktur, einen unterschiedlichen Durchmesser
oder unterschiedliche Spinnfasern aufweisen.
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Ausführungsbeispiele der Frfindung sind in den 2eichnungen dargestellt.
Anhand dieser Ausfilhrungsbeispiele soll die Erfindung noch naher erläutert und
beschrieben werden.
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Fig. 1 zeigt schematisch die Ansicht eines Nitschelaggregats mit Fadenlieferwerk.
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Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das erste Friktionselementepaar
des Nitschelaggregats längs der Linie II-II der Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt schematisch das gleiche Aggregat in etwas größerem Maßstab
als Fig. 2 und zur Hälfte aufgeschnitten.
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Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch das Fadenlieferwerk längs der
in Fig. 3 angedeuteten Linie IV-IV.
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Fig. 5 zeigt das in Fig. 1 dargestellte Nitschelaggregat ohne ein
Fadenlieferwerk.
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Die in den Fig. 1 bis 4 zeichnerisch dargestellte Kombination besteht
aus einem Fadenlieferwerk 2, einem unmittelbar daran anschließenden Nitschelaggregat
1 mit einem ersten Friktionselementepaar 3, 4 und einem unmittelbar an das erste
Friktionselementepaar anschließenden zweiten Friktionselementepaar 5, 6.
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Das Fadenlieferwerk ist als ein Friktionsspinnaggregat ausgebildet.
Dieses Friktionsspinnaggregat 2 besitzt zwei einander gegenüberliegende, gleichsinnig
rotierende, je einen perforierten Mantel 9 beziehungsweise 10 aufweisende rotationssymmetrische
Friktionselemente 7, 8. Die Friktionselemente 7, 8 sind nahe einander benachbart
angeordnet, berühren sich jedoch nicht. Sie bilden beiderseits der Linie 11 der
größten wechselseitigen An,.äheranC je einen Zwickel 12 beziehungsweise LC. In ihrem
Inneren haben die Friktionselemente 7 und 8 stationäre Saugvorrichtungen
14
beziehungsweise 15. Die zentralen Teile der Saugvorrichtungen 14 und 15 sind rohrförmig
gestaltet 9 wie insbesondere Fig. 3 zeigt. Die Saugvorri.chtungen 14 und 15 dienen
zugleich der Saugluftversorgung der Friktionselementepaare 3, 4 beziehungsweise
5, 6, wie später noch erläutert wird.
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Durch hier nicht dargestellte Stützkonstruktionen sind die Saugvorrichtungen
14 und 15 außerhalb der Kombination gegen eine hier nicht zeichnersich dargestellte
Grundplatte abgestützt. Beide Saugvorrichtungen sind an eine gemeinsame Saugluftquelle
angeschlossen, die hier aber nicht dargestellt ist.
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Die Saugvorrichtung 14 besitzt eine schlitzartige, gegen den Mantel
9 und gegen den Zwickel 12 gerichtete erste Saugöffnung 16 und eine gleichartige,
gegen den Mantel 9 und gegen den Zwickel 13 gerichtete zweite Saugöffnung 17. Die
Saugvorrichtung 15 besitzt eine gegen den Mantel 10 und gegen den Zwickel 12 gerichtete
erste Saugöffnung 18 und eine gegen den Mantel 10 und gegen den Zwickel 13 gerichtete
zweite Saugöffnung 19.
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Das Friktionsspinnaggregat 2 besitzt eine erste Faserzufuhrvorrichtung
20 für den Zwickel 12 und eine zweite Faserzufuhrvorrichtung 21 für den Zwickel
13. Bei den Faserzufuhrvorrichtungen 20 und 21 handelt es sich um Faserkanäle, die
von Vorrichtungen ausgehen, die in der Lage sind, angelieferte Faserbänder in Einzelfasern
aufzulösen und zusammen mit Transportluft mit Hilfe der Faserzufuhrvorrichtungen
20 und 21 in die beiden Zwickel 12 und 13 zu liefern.
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Die beiden Friktionselemente 7 und 8 rotieren gleichsinnig in Richtung
der Pfeile 22 beziehungsweise 23. Die Rotation wird durch Wälzlager ermöglicht,
die auf dem zentralen Teil der jeweiligen Saugvorrichtung 14 beziehungsweise 15
angeordnet sind und die entsprechenden Friktionselemente tragen.
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Stellvertretend für das Friktionselement 7 zeigt Fig. 3 am Beispiel
des Friktionselements 8, wie die Rotation ermöglicht ist.
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Der zentrale, rohrförmige Teil der Saugvorrichtung 15 ist mit einem
ersten Wälzlager 24 und mit einem zweiten Wälzlager 25 versehen. Das Wälzlager 24
trägt die eine Seitenscheibe 26, das Wälzlager 25 die andere Seitenscheibe 27 des
Friktionselements 8. Die beiden Seitenscheiben wiederum tragen den perforierten
Mantel 10. Die Seitenscheibe 26 besitzt einen ringförmigen Ansatz 28, der von einem
Treibriemen 30 umschlungen ist. In gleicher Weise besitzt auch das Friktionselement
7 Seitenscheiben 32 beziehungsweise 33, wobei die Seitenscheibe 32 einen ringförmigen
Ansatz 29 aufweist, der von einem Treibriemen 31 umschlungen ist.
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Da in beide Zwickel 12, 13 Spinnfasern eingespeist werden, bilden
sich bei Rotation der Friktionselemente in Richtung der Pfeile 22, 23 zwei Spinnzonen
aus, eine im Zwickel 12 und eine im Zwickel 13. Die in den Spinnzonen sich bildenden
gedrehten, fadenförmigen Faserverbände 34 und 35 werden in Richtung des Pfeils 36
durch hier nicht dargestellte Mittel fortlaufend ab.lezoaenQ Die Friktionselementepaare
3, 4 beziehungsweise 5, 6 sind
ebenfalls rotationssymmetrisch,
und zwar zylindrisch gestaltet. Jedes der Friktionselemente besitzt als Friktionsfläche
einen Mantel, wie es in Fig. 2 am Beispiel der Friktionselemente 3 und 4 dargestellt
ist. Insofern besitzt das Friktionselement 3 die Friktionsfläche beziehungsweise
den Mantel 37, das Friktionselement 4 den Mantel 38, das Friktionselement 5 den
Mantel 39 und das Friktionselement 6 den Mantel 40.
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Die Friktionselemente 4, 6 und 8 haben eine gemeinsame Rotationsachse
41, die Rotationselemente 3, 5 und 7 eine gemeinsame Rotationsachse 42. Sämtliche
Rotationselemente haben den gleichen Außendurchmesser, so daß sie paarweise eng
benachbart rotieren, ohne sich dabei zu berührten.
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Gemäß Fig. 2 bilden die Friktionselementepaare Zwickel aus, wie am
Beispiel des Friktionselementepaares 3, 4 gezeigt ist. Der Faden 34 ist gemäß Fig.
2 durch den vorderen Zwickel 43, der Faden 35 durch den hinteren Zwickel 44 geführt.
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Sowohl radial benachbarte als auch axial benachbarte Friktionselemente
der Friktionselementepaare 3, 4, 5, 6 weisen jeweils entgegengesetzten Drehsinn
auf, wie durch Pfeile 45 bis 48 angedeutet ist.
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Fig. 2 läßt erkennen, daß die Friktionsflächen eines Friktionsflächenpaares,
hier die beiden Friktionflachen 37 und 3S, gleichsinnig quer zur Fadenlaufrichtung
36 bewegt werden. Jede der Friktionsflächen der beiden Friktionsflächenpaare ist
quer zu ihrer Bewegungsrichtung in ständiger Wiederholung in Abschnitte unterschiedlicher
Oberflächenstruktur und unterschiedlichen Faserverband-Anziehungsvermögens
eingeteilt.
Fig. 2 zeigt am Beispiel der Friktionsfläche 37, daß über den Umfang gleichmäßig
verteilt 14 Abschnitte 49 großen Fåserverband-Anziehungsvermögens mit 14 Abschnitten
50 abwechseln, die überhaupt kein Faserverband-Anziehungsvermögen haben. Das große
Faserverband-Anziehungsvermögen der Abschnitte 50 ist durch Perforationen 51 gegeben,
durch die Luft in das Innere des Friktionselements eingesaugt werden kann , die
dann den Faden anzieht und hält.
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Die Zeichnungen Fig. 1, 2 und 3 lassen erkennen, daß sich auf benachbarten
Friktionsflächen stets Abschnitte ungleicher Oberflächenstruktur und ungleichen
Faserverband-Anziehungsvermögens gegenüber liegen. Das gilt sowohl für radial benachbarte
als auch für axial benachbarte Friktionsfl ächen.
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Die Fig. 1 und 3 zeigen, daß sich an das zweite Friktionsflächenpaar
39, 40 ein der Fadenvereinigung dienender Raum 52 anschließt. Dieser Raum beginnt
unmittelbar am zweiten Friktionselementepaar. Nach Fig. 3 geschieht die Vereinigung
der beiden Fäden unmittelbar nach dem Verlassen des Friktionselementepaares 5, 6.
Nach Fig. 1 enthält der Raum 52 vor dem Vereinigungsounkt 53 der beiden Fäden beziehungsweise
Faserverbände 34, 35 eine Auslenkvorrichtung 54 für den Faden 35. Der Faden 35 umschlingt
erst Stäbe 55 bis 58, bevor er schräg von oben her auf den Faden 34 auftrifft.
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Jedes Friktionselement der Friktionselementepaare 3 4 und 5, 6 hat
in seinem Inneren eine stationäre Saugvorrichtung. Fiir das Friktionselement 3 ist
dies die bereits erwähnte Saugvorrichtung 14, fiir das Friktionselement 4
die
bereits erwähnte Saugvorrichtung 15. Das Friktionselement 5 dagegen besitzt eine
Saugvorrichtung 59 und das Friktionselement 6 eine Saugvorrichtung 60. Fig. 2 läßt
erkennen, daß die Saugvorrichtung 14 eine gegen den Zwickel 43 und die darin befindliche
Laufzone des Fadens 34 gerichtete schlitzartige Saugmündung 61 und eine weitere,
gegen den anderen Zwickel 44 und die darin befindliche Laufzone des Fadens 35 gerichtete
weitere 5augmündung 62 aufweist. Die Saugvorrichtung 15 besitzt ebenfalls eine erste,
gegen den Zwickel 43 gerichtete Saugmündung 63 und eine zweite, gegen den Zwickel
44 gerichtete Saugmündung 64. Die Saugmündung 64 ist auch in Fig. 3 sichtbar. Gleichartige
Saugmündungen besitzen auch die Friktionselemente 5 und 6. Von diesen Saugmündungen
ist in Fig 3 nur die Saugmündung 65 der Saugvorrichtung 60 sichtbar, die sich gegen
den hinteren Zwickel und den dort befindlichen Faden 35 richtet.
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Die Rotatin der Friktionselementepaare 3, 4 und 5, 6 ist auf folgende
Weise gewährleistet: Gemäß Fig. 3 sind auf dem zentralen, rohrförmigen Teil der
Saugvorrichtung 15 drei Wälzlager 66, 67 und 68 angeordnet. Das Wälzlager 66 trägt
eine Seitenscheibe 71 dWs Friktionselements 4. Die beiden Wälzlager 67 und 68 tragen-eine
Hülse 73, die mit einer weiteren Seitenscheibe 72 des Friktionselements 4 verbunden
ist. Die beiden Seitenscheiben 71 und 72 tragen den Mantel 38. Die Hiilse 73 dient
zugleich als Gleitlager für eine weitere Hülse 74, die durch einen Si.cherungsring
75 gegen Abgleiten von der Hülse 73 gesichert ist. In dieser zweiten Hülse 74 befindet
sich die Saugvorrichtung 60, bestehend aus einem Kanal, der mit der Saugmündung
65 Verbindung
hat,. Der Kanal 60 ist durch ein Roher 76 mit dem
inneren Hohlraum der Saugvorrichtung 15 verbunden und wird ton dort aus auch mit
Saugluft beaufschlagt. Durch das Rohr 76 ist der Ring 74 zugleich mit der stationären
Saugvorrichtung 15 fest verbunden, also gegen Verdrehen gesichert, Auf der Hülse
74 befinden sich zwei Wälzlager 69 und 70, die einen mit einem Fortsatz 79 versehenen
Ring 78 tragen. Der Ring 78 trägt seinerseits den Mantel 40, der am anderen Ende
keine Abstützung erfordert.
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Zwischen den Mänteln 38 und 40 ist ein ganz geringer Spalt 80 vorhanden.
Der Antrieb des Friktionseiements 4 erfolgt durch einen um das Ende der Hülse 73
geschlungenen Treibriemen 81, der Antrieb des Friktionselements 6 durch einen um
den Fortsatz 79 geschlungenen Treibriemen 82.
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Analog hierzu ist auch die Rotation der Friktionselemente 3 und 5
gewährleistet, Fig. 3 zeigt einen dem Antrieb des Friktionselements 3 dienenden
Treibriemen 83, der um eine der Hülse 73 entsprechende Hulse 85 geschlungen ist.
Ein weiterer Treibriemen 84 ist um einen dem Fortsatz 79 entsprechenden Fortsatz
87 geschlungen und dient dem Antrieb des Friktionselements 5. Die in einer der Hülse
74 entsprechende Hülse 86 vorhandene Saugvorrichtung 59 ist durch ein Rohr 77 mit
der Saugvorrichtung 14 verbunden.
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während des Betriebs bilden sich die beiden Fäden 34 und 35 aus den
durch die Faserzufuhrvorrichtunen 20 und 21 zugeführten Fasern. Die Fäden durchlaufen
dann zunächst den vorderen und den hinteren Zwickel des Friktionselemenpaares 3,
4 und danach den oederen beziehungsweise hinteren Zwickel des Friktionselementepaares
5, 5. Danach
treten die beiden Fäden in den Raum 52 aus, wo eine
Faden; vereinigung stattfindet. Beide Faden erhalten bereits im Friktionsspinnaggregat
2 eine Z-Drehung, werden dann in den Friktionselementepaaren 3, 4 und 5, 6 mit Wechsel-'
drant versehen und auf diese Weise für eine innige Fadenverbindung vorbereitet.
Durch die nachgeschaltete Auslenkvorrich -ung 54 kann der Verbindungsvorgang noch
unter.
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stützt und das Zusammentreffen zweier Drehungsumkehrpunkte der Fäden
vermieden werden.
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Das zweite, in Fig. 5 zum Teil ausgeschnitten dargestellteQ Ausführungsbeispiel
der Erfindung besitzt kein Fadenlieferwerk Das Nitschelaggregat 1 ist hier aber
das gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 Es wird -jedoch
nur ein Faden beziehungsweise Faserverband 34 genitschelt. Zur F-igurenbeschreibung
wird auf das erste Ausführungsbeispiel, insbesondere auf die schreibung zu Fig.
3, Bezug genommen.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
eingeschränkt.
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Alternativ könnte man die Friktionselemente zum Beispiel auch konisch
oder hyperbolisch ausbilden. Hyperboloide sind zum Beispiel in der Lage, Züsatzkräfte
in Förderrichtung auf den; Faden auszuüben. Bei Konussen ist der Faden einer sich
stetig ändernden Friktionsgeschwindigkeit ausgesetzt. Beides hat Auswirkungen auf
das Arbeitsergebris.
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Obwohl die Zeichnungen zwei hintereinander angeordnete Friktionselementepaare
zeigen, kann in vereinfachter Ausführung der Erfindung das eine Friktionselementepaar
entfallen. Um dabei ein seitliches Ausweichen der Fäden zu verhindern, sind zweckentsprechende
Führungsmittel, zum
Beispiel Fadenösen, links und rechts des Friktionselementepaares
vorzusehen.