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Die Erfindung betrifft ein Stärkeauftragssystem für eine Papiermaschine, insbesondere für eine Kartonmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zur Steigerung der Verbindungsfestigkeit zwischen einzelnen Lagen bei mehrlagigen Karton- und Verpackungspapieren wird derzeit üblicherweise Sprühstärke im Blattbildungsbereich verwendet, wobei die Sprühstärke jeweils zwischen den einzelnen Lagen aufgetragen wird. Üblicherweise ist der Auftragungsort der Sprühstärke maschinenbreit dicht vor den Vergautschungsorten der einzelnen Lagen miteinander angeordnet. Mit zunehmender Maschinengeschwindigkeit, beispielsweise oberhalb von 600 m/min, steigt die Tendenz zur Ausbildung von Luftwirbeln, vor allem oberhalb der Faserstoffbahn der einzelnen Lagen drastisch an. Dies kann im Bereich der Sprühstärkenauftragung zu einem Stärkenebel führen, der sich u. a. vor allem an nicht bewegten Maschinenteilen anlagern kann und zu Stärkekonglomeraten führen kann. Diese Stärkekonglomerate können sich während des Betriebes vergrößern und sich ggf. von ihrem Anlagerungsort ablösen, wobei sie auf die Faserstoffbahn fallen können und dort zu Bahnabrissen und dadurch zu Produktionsausfällen führen können.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Stärkeauftragssystem einer Papiermaschine eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine reduzierte Anlagerung von Stärkenebel und damit einhergehende Ausbildung von Stärkekonglomeraten im Bereich der Papiermaschine auszeichnet.
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In einem Aspekt der Erfindung wird ein Stärkeauftragssystem für eine Papiermaschine, insbesondere für eine Kartonmaschine, angeordnet in einem, zumindest einen Topformer und einen Langsiebformer aufweisenden, Blattbildungsbereich der Papiermaschine, mit zumindest einer ersten Stärkeauftragsvorrichtung zur Auftragung einer Stärkesuspension auf eine erste Faserstoffbahn des Langsiebformers und mit zumindest einer ersten randseitigen Absaugvorrichtung zum Absaugen von randseitig auftretendem Stärkenebel vorgeschlagen. Dabei ist die erste Stärkeauftragsvorrichtung in Maschinenrichtung vor einem ersten Vergautschungsort der ersten Faserstoffbahn mit einer zweiten Faserstoffbahn des ersten Topformers positioniert. Die randseitige Absaugvorrichtung in Maschinenrichtung kann nach der ersten Stärkeauftragsvorrichtung und unmittelbar vor dem ersten Vergautschungsort angeordnet sein. Auch kann ein maschinenbreiter Deflektor vorgesehen sein, mittels dem die von dem zumindest einen ersten Topformer mitgerissene Luft abgesaugt werden kann.
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Vorteilhaft kann mittels der ersten randseitigen Absaugvorrichtung vor allem randseitig ein randseitig auftretender Stärkenebel derart abgesaugt werden, dass eine Anlagerung des Stärkenebels und eine Ausbildung von Stärkekonglomeraten beispielsweise im Bereich der Stuhlung oder im Bereich des oberhalb des Langsiebs angeordneten Topformers reduziert bzw. verhindert werden kann. Dadurch kann vorteilhaft die Anzahl an Produktionsausfällen reduziert werden, die aufgrund von Bahnabrissen durch auf die Faserstoffbahn fallende Stärkekonglomerate ausgelöst werden. Dabei ist vor allem die randseitige Absaugung des auftretenden Stärkenebels von großer Wichtigkeit, da ein innenliegender Stärkenebel zumeist nur mit rotierenden oder bewegten Maschinenkomponenten in Berührung kommen kann und deshalb die Tendenz zur Anlagerung des Stärkenebels und zur Ausbildung von Stärkekonglomeraten geringer ausgebildet ist. Wird zudem noch ein maschinenbreiter Deflektor verwendet, mit dem die von dem Topformer mitgeführte Luft weitestgehend abgesaugt werden kann, so prallt weniger von dieser mitgeführten Luft auf die Faserstoffbahn des Langsiebformers und verursacht dadurch auch geringere Luftverwirbelungen bspw. auch im Bereich der Stärkeauftragung. Dadurch ist zum einen die Stärkeauftragung durch derartige Luftverwirbelungen weniger gestört und die Tendenz zur Ausbildung von Stärkenebel verringert. Auch dadurch kann die Tendenz zur Anlagerung von Stärkenebel und Ausbildung von Stärkekonglomeraten verringert bzw. verhindert werden.
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Unter einem Blattbildungsbereich bzw. einer Blattbildungsvorrichtung einer Papiermaschine ist der Bereich der Papiermaschine zu verstehen, in dem die Faserstoffsuspension bspw. mittels eines Stoffauflaufes auf ein Band, einen Filz, ein Sieb, eine Bespannung oder dergleichen der Papiermaschine aufgetragen wird, wobei die Faserstoffsuspension in Maschinenrichtung in der Blattbildungsvorrichtung durch Entwässerungselemente im Formierbereich der Papiermaschine soweit entwässert wird, dass sich das Blatt bzw. das Papier gebildet hat. Üblicherweise beginnt der Blattbildungsbereich mit dem Stoffauflauf und endet an der Übergabestelle der Faserstoffbahn in die Pressenpartie. Dabei versteht man unter einem Langsiebformer eine Formiervorrichtung, die mittels eines Langsiebes und Entwässerungselementen die Faserstoffsuspension weitestgehend entwässert, sodass sich die Faserstoffbahn ausbildet. Unter einem Topformer ist eine Formiervorrichtung zu verstehen, bspw. als Langsiebformer, GAP-Former oder dergleichen ausgebildet, die in Maschinenhochachse, oberhalb des Langsiebformers angeordnet ist. In Maschinenrichtung wird die Faserstoffbahn des Topformers auf die Faserstoffbahn des Langsiebformers geführt und mit derselben vergautscht. Unter Vergautschung versteht man dabei, ein Verpressen bzw. Vergautschen zweier Faserstoffbahnen bspw. unter Zuhilfenahme eines Klebemittels wie der Stärkesuspension.
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Unter der Maschinenrichtung ist im Wesentlichen die Richtung der jeweiligen Faserstoffbahn in der Papiermaschine zu verstehen. Sind dabei Komponenten der Papiermaschine randseitig angeordnet, so versteht man darunter eine Anordnung im Bereich der Führerseite und/oder im Bereich der Triebseite. Eine Stärkeauftragsvorrichtung kann als Sprühvorrichtung, als Vorhangsauftragsvorrichtung oder dergleichen ausgebildet sein. Der Vergautschungsort, an dem eine Faserstoffbahn mit einer anderen Faserstoffbahn vergautscht wird, ist üblicherweise maschinenbreit ausgebildet, da über die gesamte Breite der Faserstoffbahnen dieselben miteinander durch Vergautschen verpresst werden. Der Deflektor kann als Rundrohr oder Kantrohr ausgebildet sein, wobei in Längsrichtung des Deflektors eine oder mehrere Aussparungen vorgesehen sind, mittels derer die Absaugung der mitgerissenen Luft vorgenommen werden kann.
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Ist dabei der Deflektor oberhalb der Stärkeauftragsvorrichtung angeordnet, so kann die auf die Stärkeauftragsvorrichtung von dem Topformer mitgerissene Luft, die auf die Stärkeauftragsvorrichtung des Langsiebformers einwirkt, verringert werden. Dadurch ist über die gesamte Maschinenbreite die Beeinflussung der Stärkeauftragung durch die Stärkeauftragsvorrichtung weniger stark durch die vom Topformer mitgerissene Luft beeinflusst. Auch wird durch die vorteilhafte Anordnung eine Ausbildung von Stärkenebel vor allem in dem Bereich unterdrückt, in dem sich der Stärkenebel bevorzugt ausbildet. Dabei ist ein bevorzugter Ausbildungsort für den Stärkenebel der Ort direkt nach der Stärkeauftragsvorrichtung. Wird somit in diesem Bereich die vom Topformer mitgerissene Luft reduziert, so kann besonders effizient und umfangreich die Ausbildung von Stärkenebel verringert werden.
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Des Weiteren kann im Bereich des Deflektors eine Randabdeckung, umfassend randseitige Bleche, angeordnet sein, die während des Betriebs der Papiermaschine mittels einer Reinigungsvorrichtung mit Wasser oder Wassernebel besprüht wird. Vorteilhaft können dadurch ein Anhaften des Stärkenebels im randseitigen Bereich des Deflektors und eine damit einhergehende Ausbildung von Stärkekonglomeraten verringert bzw. verhindert werden, da mittels der Reinigungsvorrichtung vor allem die randseitigen Bleche der Randabdeckung stetig mit Wasser gespült werden, das zum einen die Stärkesuspension verdünnt und zum anderen mögliche anhaftende Stärkenebel bzw. Stärkekonglomerate von den Randblechen und anderweitig randseitig angeordneter Komponenten der Randabdeckung abspült. Dabei können die randseitigen Bleche als L-Bleche ausgebildet sein, deren einer Schenkel in Richtung des Deflektors weist, während der andere Schenkel in das Innere der Papiermaschine gerichtet ist. Zusätzlich oder alternativ können die randseitigen Bleche entgegen der Maschinenrichtung abfallend ausgebildet sein, sodass das Reinigungswasser entgegen der Maschinenrichtung am Ende der Bleche aufgefangen und dem Gesamtprozess zurückgeführt werden kann.
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Des Weiteren kann ein zweiter Topformer vorgesehen sein, dessen dritte Faserstoffbahn mit der zweiten Faserstoffbahn des ersten Topformers vergautscht wird, bevor die vergautschten Topformer Faserstoffbahnen mit der ersten Faserstoffbahn des Langsiebformers vergautscht wird. Vorteilhaft kann durch den Einsatz von zwei Topformern und einem Langsiebformer ein dreilagiges Papier hergestellt werden, das gegenüber einer zweilagigen Ausbildungsform weitere vorteilhafte Eigenschaften wie Reißfestigkeit, Zugfestigkeit oder dergleichen erhöht hat.
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Ist eine zweite Stärkeauftragsvorrichtung zur Auftragung einer Stärkesuspension auf die zweite Faserstoffbahn vorgesehen, so kann diese vor dem zweiten Vergautschungsort angeordnet sein. Mittels der zweiten Auftragsvorrichtung kann Stärkesuspension auf die zweite Faserstoffbahn aufgetragen werden, die als Klebemittel zur Vergautschung mit der dritten Faserstoffbahn vorteilhaft dienen kann.
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Wird zudem oder alternativ eine dritte Stärkeauftragsvorrichtung zur Auftragung einer Stärkesuspension auf die dritte Faserstoffbahn vorgesehen, die ebenfalls vor dem zweiten Vergautschungsort angeordnet sein kann, so kann bei Verwendung einer zweiten und einer dritten Stärkeauftragsvorrichtung die Menge an Stärkesuspension bei der jeweiligen zweiten und dritten Stärkeauftragsvorrichtung verringert werden, sodass weniger Stärkesuspension durch die einzelne Stärkeauftragsvorrichtung aufgetragen werden muss. Dadurch kann bspw. mit einem geringeren Druck eine geringere Menge an Stärkesuspension aufgetragen werden, was wiederum zu einer Verringerung von sich ausbildenden Stärkenebeln führen kann.
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Weiterhin kann eine zweite randseitige Absaugvorrichtung zum Absaugen von randseitig auftretendem Stärkenebel vorgesehen sein, die unmittelbar vor dem zweiten Vergautschungsort angeordnet ist. Vorteilhaft kann dabei auch im Bereich des zweiten Vergautschungsortes zumindest eine randseitige Reduktion von Stärkenebel durchgeführt werden. Dadurch können die Tendenz zur Anhaftung von Stärkenebel und die Ausbildung von Stärkekonglomeraten oberhalb der Topformer zum einen verringert werden und zum anderen kann auch derjenige Stärkenebel verringert werden, der durch zumindest einen Topformer im Bereich des Langsiebformers mitgerissen wird.
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Des Weiteren kann eine dritte randseitige Absaugvorrichtung vor der ersten Stärkeauftragsvorrichtung angeordnet sein, mittels der durch den Langsiebformer mitgerissene Luft zumindest randseitig abgesaugt werden kann. Auch die von dem Langsiebformer mitgerissene Luft kann im Bereich der ersten Stärkeauftragsvorrichtung zu Luftverwirbelungen führen, die die Ausbildung von Stärkenebel begünstigen. Somit kann durch die dritte randseitige Absaugvorrichtung, die durch den Langsiebformer mitgerissene Luft verringert werden und damit auch die Ausbildung von Stärkenebel im Bereich der ersten Stärkeauftragsvorrichtung.
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Weiterhin kann zumindest eine der Stärkeauftragsvorrichtungen derartig ausgebildet sein, dass ein Auftreffwinkel der Stärkesuspension auf die jeweilige Faserstoffbahn einen Wert von 10° bis 70° zur Faserstoffbahn einnimmt. Es ist auch denkbar, dass der Auftreffwinkel einen Wert von 20° bis 60°, insbesondere von 25° bis 55°, ggf. von 30° bis 50°, und bspw. von 40° bis 50° einnimmt. Bevorzugt ist ein Winkel von 45°.
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Vorteilhaft kann durch einen derartig ausgestalteten Auftreffwinkel der Stärkesuspension auf die jeweilige Faserstoffbahn die Ausbildung von Stärkenebel verringert werden. Zudem kann die Stärkeauftragsvorrichtung derartig ausgebildet sein, dass der Auftreffwinkel der Stärkesuspension auf die jeweilige Faserstoffbahn verstellbar ist und zur Reduktion des Stärkenebels nachjustiert werden kann.
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Weiterhin kann zumindest eine Stärkeauftragsvorrichtung in einem Auftreffbereich der Stärkesuspension auf die jeweilige Faserstoffbahn ein an der Faserstoffbahn gegenüberliegend angeordnetes, besaugtes Entwässerungselement aufweisen. Durch das besaugte Entwässerungselement im Auftreffbereich der Stärkesuspension kann der von der Faserstoffbahn aufsteigende Stärkenebel, der bspw. durch Vibrationen der Faserstoffbahn bzw. des Bandes auf dem die Faserstoffbahn aufliegt, erzeugt werden kann, reduziert werden.
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Ist dabei eine Spülvorrichtung vorgesehen, mittels der Randbleche und/oder Absaugkanäle zumindest einer randseitigen Absaugvorrichtung mit Wasser oder Wassernebel gespült werden können, so kann das Anhaften des Stärkesprühnebels auf diesen Maschinenkomponenten reduziert werden und ebenso die Ausbildung von Stärkekonglomeraten, die bspw. auf die Faserstoffbahn fallen oder die Absaugkanäle verstopfen können.
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Ist zusätzlich oder alternativ eine randseitige Wassersprühvorrichtung im Bereich zumindest einer Stärkeauftragsvorrichtung vorgesehen, so kann vorteilhaft mittels einer derartigen randseitigen Wassersprühvorrichtung der randseitig auftretende Stärkenebel mit versprühtem Wassernebel verdünnt werden. Wird dabei der Stärkenebel mit Wassernebel verdünnt, so weist dieser verdünnte Stärkenebel eine geringere Anhaftungstendenz aus und auch eine geringe Tendenz zur Ausbildung von Stärkekonglomeraten, wodurch eine geringere Ausbildungstendenz von Stärkekonglomeraten erreicht werden kann.
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Es zeigt die einzige 1 schematisch ein in einem Blattbildungsbereich einer Papiermaschine angeordnetes Stärkeauftragssystem.
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Eine Papiermaschine 100, wie in 1 gezeigt, kann im Blattbildungsbereich 110 einen ersten Topformer 120 und einen Langsiebformer 130 aufweisen. Zum Vergautschen einer ersten Faserstoffbahn 140 des Langsiebformers 130 mit einer zweiten Faserstoffbahn 150 des ersten Topformers 120 ist ein Stärkeauftragssystem 160 vorgesehen.
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Dieses Stärkeauftragssystem 160 weist eine erste Stärkeauftragsvorrichtung 170 auf, mit der eine Stärkesuspension auf die erste Faserstoffbahn 140 aufgetragen wird. In einer Maschinenrichtung 180 ist die erste Stärkeauftragsvorrichtung 170 vor einem ersten Vergautschungsort 190 angeordnet, an dem die erste Faserstoffbahn 140 mit der zweiten Faserstoffbahn 150 vergautscht wird. Zwischen der ersten Stärkeauftragsvorrichtung 170 und dem Vergautschungsort 190 unmittelbar vor dem ersten Vergautschungsort 190 ist eine erste randseitige Absaugvorrichtung 200 angeordnet. Mittels dieser ersten randseitigen Absaugvorrichtung 200 kann etwaiger, zwischen dem ersten Stärkeauftragssystem 170 und dem ersten Vergautschungsort 190 auftretender Stärkenebel 210, zumindest randseitig abgesaugt werden, sodass sich derartiger Stärkenebel 210 nicht an weiteren Bauteilen der Papiermaschine anlagern kann und dort Stärkekonglomerate ausbilden kann, die bspw. durch Herabfallen auf die Faserstoffbahn zu Bahnabrissen führen können und demzufolge Produktionsausfälle verursachen.
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Mittels eines maschinenbreiten Deflektors 220 kann von zumindest einem Topformer 120 mitgerissene Luft 230 abgesaugt werden, sodass diese Luft 230 nicht mehr zu einer verstärkten Ausbildung des Stärkenebels 210 führen kann. Zudem kann durch die mitgerissene Luft 230 bspw. eine Strahlstabilität der ersten Stärkeauftragsvorrichtung 170 beeinträchtigt werden. Der Deflektor 220 kann oberhalb der ersten Stärkeauftragsvorrichtung 170 angeordnet sein.
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Mittels einer Randabdeckung 240, die randseitige Bleche 250 aufweisen kann, kann der Deflektor 220 gegenüber der Triebseite und der Führerseite begrenzt werden. Damit sich im Bereich der Randabdeckung 240 kein Stärkenebel anlagert, können bspw. die randseitigen Bleche 250 mittels einer Reinigungsvorrichtung 260, die mehrere Wasser versprühende Düsen 270 aufweisen kann, mit Wasser oder Wassernebel gespült werden, sodass die Anhaftung von Stärkenebel 210 verringert werden kann.
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Ist zudem ein zweiter Topformer 280 vorgesehen, so kann die erste Faserstoffbahn 140 mit einer dritten Faserstoffbahn 290 des zweiten Topformers 280 an einem zweiten Vergautschungsort 300 mittels einer zweiten Gautschungswalze 310 vergautscht werden.
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Damit die zweite Faserstoffbahn 150 ausreichend mit der dritten Faserstoffbahn 290 verbunden wird, kann eine zweite Stärkeauftragungsvorrichtung 320 zur Auftragung einer Stärkesuspension auf die zweite Faserstoffbahn 150 und eine dritte Stärkeauftragsvorrichtung 330 zur Auftragung einer Stärkesuspension auf die dritte Faserstoffbahn 290 vorgesehen sein. Sowohl die zweite Stärkeauftragsvorrichtung 320 als auch die dritte Stärkeauftragsvorrichtung 330 ist vor dem zweiten Vergautschungsort 300 angeordnet. Unmittelbar vor dem zweiten Vergautschungsort 300 kann eine zweite randseitige Absaugvorrichtung 340 angeordnet sein, mit der randseitig auftretender Stärkenebel im Bereich des zweiten Vergautschungsortes 300 abgesaugt werden kann.
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Ist der zweite Topformer 280 vorgesehen, so kann der Deflektor 220 unmittelbar unterhalb eines rückgeführten Bandes 350 des zweiten Topformers 280 angeordnet sein. So kann auch durch das Band 350 weitergeschleppte Luft 230 weitestgehend durch den Deflektor 220 entfernt werden.
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Um auch durch den Langsiebformer 130 mitgerissene Luft vor der ersten Stärkeauftragsvorrichtung 170 zumindest randseitig zu entfernen, damit die Ausbildung von Stärkenebel 210 reduziert wird, kann in Maschinenrichtung 180 vor der ersten Stärkeauftragsvorrichtung 170 eine dritte randseitige Absaugvorrichtung 360 angeordnet sein. Sämtliche Absaugvorrichtungen 200, 340, 360 können untereinander durch Absaugkanäle 370 verbunden sein. An diese Absaugkanäle 370 kann auch der Deflektor 220 angeschlossen sein.
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In einem Auftreffbereich 380 der aus der ersten Stärkeauftragsvorrichtung 170 austretenden Faserstoffsuspension kann an der ersten Faserstoffbahn 140 gegenüberliegend ein besaugtes Entwässerungselement 390 angeordnet sein, mit dem die Ausbildung von von der Faserstoffbahn 140 aufsteigendem Stärkenebel 210 verringert werden kann. Derartige besaugte Entwässerungselemente 390 können auch bei der zweiten Faserstoffbahn 150 und bei der dritten Faserstoffbahn 250 in einem jeweiligen Auftreffbereich der Faserstoffsuspension auf die jeweilige Faserstoffbahn 150, 290 angeordnet sein. Zumindest eine randseitige Absaugvorrichtung 200, 340, 360 kann eine Spülvorrichtung 400 aufweisen, mittels der Randbleche 410 oder Absaugkanäle 370 mit Wasser oder Wassernebel gespült werden können, damit eine Anlagerung von Stärkenebel und die Ausbildung von Stärkekonglomeraten zumindest verringert werden können.
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Die Stärkeauftragsvorrichtungen 170, 320, 330 können zudem randseitig Wassersprühvorrichtungen 420, 420', 420'' aufweisen, die zumindest randseitig in den Stärkenebel Wassernebel einsprühen, sodass der Stärkenebel verdünnt wird. Auch dadurch lässt sich die Anlagerungstendenz von Stärke in den randseitigen Bereichen verringern.
