ES2221632T3 - Herramienta para arranque de virutas con instalacion directa de placas de corte. - Google Patents
Herramienta para arranque de virutas con instalacion directa de placas de corte.Info
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Abstract
Herramienta (1) para arranque de virutas, en especial para fresar, con un cuerpo (2) de la herramienta en el que están configurados al menos dos asientos (7, 8) para placas, contiguos uno a otro, para placas (14, 15) de corte que presentan una superficie (18, 28) de base, una superficie (17, 27) anterior, y superficies (20, 32) laterales que se extienden entre la superficie (18, 28) de base y la superficie (17, 27) anterior, así como aristas (37¿, 37) cortantes, estando dispuestos los asientos (7, 8) para placas de tal manera que las placas (14, 15) de corte se tocan mutuamente con sus superficies (20, 32) laterales al menos por zonas (35), cuando las placas (14, 15) de corte están fijadas en sus asientos (7, 8) para placas, caracterizada porque las aristas (37¿, 37) cortantes de placas de corte (14, 15) contiguas, que se apoyan mutuamente, se solapan una a otra.
Description
Herramienta para arranque de virutas con
instalación directa de placas de corte.
La invención se refiere a una herramienta para
arranque de virutas, en especial a una herramienta para arranque de
virutas equipada para fresar o para la mecanización de piezas por
taladrado.
Para la mecanización de piezas con arranque de
virutas están en uso herramientas para arranque de virutas que
presentan un cuerpo de la herramienta con varias placas de corte
fijadas desmontables en aquel. Las placas de corte por lo regular
son cambiables, y presentan una gran dureza y resistencia al
desgaste. Por otra parte el cuerpo de la herramienta contiene y guía
las placas de corte en correspondientes asientos para placas. Con
frecuencia las aristas cortantes activas para la mecanización con
arranque de virutas, deben de presentar una longitud que sea mayor
que la longitud de una placa individual de corte. El filo deseado
se compone pues mediante las aristas cortantes de varias placas de
corte, que están dispuestas en el cuerpo de la herramienta de manera
que cada una se solape algo en dirección tangencial.
En especial en fresas tangenciales las placas de
corte están dispuestas una tras otra en varias ranuras receptoras
de la viruta sobre una línea helicoidal. Aquí las placas de corte
dispuestas en ranuras sucesivas receptoras de la viruta, están
desplazadas en dirección axial unas respecto a otras de manera que
en la suma se genere una vez más un filo completo. Así pues, no
obstante se necesitan dos ranuras receptoras de la viruta para
configurar un corte tangencial único completo.
Por el documento
US-A-4790693 es conocida una fresa
cilíndrica con varias ranuras receptoras de la viruta en las que
están dispuestas placas de corte con una orientación radial. Las
placas de corte están configuradas esencialmente de forma
rectangular en vista en planta, estando provistas en sus superficies
laterales orientadas hacia sí de una entalladura o rebajo. En estos
rebajos se aplican las placas de corte en cada caso contiguas, sin
que las placas de corte se toquen o apoyen mutuamente. Para cada
ranura receptora de la viruta resulta un corte pasante.
Conforme al documento
US-A-5586843 se ha intentado
también, en el caso de una herramienta de fresa con placas de corte
dispuestas tangencialmente, disponer las placas de corte de una
ranura receptora de la viruta lateralmente de modo que choquen
entre sí. Las aristas de corte principales de las placas de corte
tienen, mirando a sus superficies laterales, en cada caso un pequeño
bisel o faceta. Con ello, se consigue con las placas de corte de
una sola ranura receptora de la viruta, a excepción de pequeños
intersticios rectangulares, configurar un corte casi completo. Si
una herramienta para arranque de virutas de este tipo tiene, por
ejemplo, cuatro ranuras receptoras de la viruta, presenta cuatro
cortes tangenciales casi completos. Con ello, se pueden alcanzar
altos rendimientos de arranque de virutas. No obstante, el ángulo
helicoidal que resulta, que lo definen las placas de corte
dispuestas una detrás de otra en la ranura receptora de la viruta,
es relativamente llano. El ángulo helicoidal es el ángulo que
forma la fila de las placas de corte con el eje de la herramienta.
Por el contrario, el ángulo de inclinación se establece como el
ángulo que forma la fila de las placas de corte con la dirección
periférica. El ángulo de inclinación es grande (casi 90º). Esto no
se desea en algunos casos. Además, el apoyo axial de las placas de
corte es complicado.
Todavía más difícil es la estructuración de
placas de corte pasantes en la cara frontal de la herramienta en
caso de herramientas de taladrar, cuyo radio es mayor que la
longitud de una placa disponible de corte. Si en la cara frontal de
la herramienta deben de preverse, por ejemplo, dos placas de corte
que se solapen una con otra, los asientos para placas, necesarios
para ellas, conducen a un debilitamiento notable del cuerpo de la
herramienta. Herramientas con más de un filo frontal (por ejemplo,
con cuatro placas de corte para la producción de dos filos
frontales), apenas pueden fabricarse.
Partiendo de aquí es misión de la invención crear
una herramienta para arranque de virutas, que con una
estructuración sencilla, permita una alta capacidad de arranque de
virutas.
Esta misión se resuelve con la herramienta para
arranque de virutas según la reivindicación 1.
La herramienta para arranque de virutas según la
invención presenta un cuerpo de la herramienta con asientos para
placas, que están dispuestos y configurados de manera que placas
contiguas de corte se tocan una con otra con sus superficies
laterales, de manera que sus aristas cortantes se corten solapadas
una a otra. El contacto mutuo de las placas de corte crea entre
ellas un apoyo de las placas de corte con al mismo tiempo una
estructuración sencilla de los asientos para placas. La función del
apoyo lateral o axial de una placa de corte, se hace cargo pues de
la de la placa contigua de corte. Con ello en los correspondientes
asientos para placas, no es necesario en este punto del asiento
para placas, ninguna superficie de apoyo perteneciente al asiento
para placas. De este modo aquí puede estructurarse este de forma
especialmente sencilla.
Estos asientos para placas exigen poco espacio y
debilitan poco el cuerpo de la herramienta. Así pueden disponerse
de forma sencilla, relativamente muchas placas de corte en la cara
frontal de la herramienta.
Mediante el apoyo directo de las placas de corte
unas en otras, en dirección axial, se produce además un ángulo de
paso relativamente grande, que fija la serie de las placas de corte
en cada ranura receptora de la viruta. Esto favorece la estabilidad
del cuerpo de la herramienta, que así se debilita poco por las
correspondientes ranuras receptoras de la viruta. También esto puede
favorecer la capacidad de arranque de virutas, o bien puesto que el
cuerpo de la herramienta puede hacer frente a grandes esfuerzos, o
bien puesto que en el cuerpo de la herramienta se prevén un número
especialmente grande de ranuras receptoras de la viruta, que
producen un gran número de dientes (número de filos, es decir,
número de filos completos).
En la disposición según la invención se asegura,
además, que el solapamiento de las aristas cortantes que se unen
una a otra, es relativamente pequeño. Esto tiene como consecuencia
un espesor uniforme de la viruta a lo largo de cada arista
cortante. Con ello, cada punto de la arista cortante de cada placa
de corte, puede cargarse óptimamente, es decir, ni sobrecargarse,
ni cargarse demasiado poco, de manera que puede a aprovecharse al
máximo la capacidad productiva de las placas de corte.
Los asientos para placas pueden presentar
superficies de apoyo que están dispuestas a igual altura, de manera
que las aristas cortantes de placas contiguas de corte, se unen
directamente una a otra. No obstante, aquí en determinadas
circunstancias existe el peligro de que las virutas se agarroten
entre las placas de corte. Esto se evita cuando las placas de corte
se solapan recubriéndose al menos insignificantemente una en otra.
Esto puede conseguirse utilizando placas de corte de espesor
diferente, o mejor, mediante un desplazamiento de las superficies
de apoyo de los asientos para placas unas respecto a otras, con
relación a una dirección perpendicular (dirección tangencial) a la
superficie de apoyo. No obstante el desplazamiento de las
superficies de apoyo debe de ser en lo posible menor que el espesor
de las placas de corte, de manera que placas contiguas de corte
puedan tocarse unas a otras, para apoyarse. Aquí se prefiere en
especial limitar la distancia de las superficies de apoyo de
asientos contiguos para placas en el perímetro exterior de la
herramienta de corte, a una medida tal que las placas de corte
también tengan un contacto suficiente en su límite radial
exterior.
En caso de placas de corte que se unen unas a
otras radialmente, es válido lo correspondiente, también aquí se
puede trabajar, o bien con placas de corte de diferente espesor, o
bien con un desplazamiento de las superficies de apoyo, para
conseguir que se solapen las aristas cortantes frontales de la
herramienta.
Se ha considerado también como ventajoso
subdividir las superficies laterales de las placas de corte, que
sirven para el apoyo de las placas de corte, en zonas de las que
una sirve como zona de apoyo. En un caso extremo la zona de apoyo
puede ocupar toda la superficie lateral, en especial cuando las
placas de corte son de espesor diferente. No obstante, de
preferencia la zona de apoyo ocupa únicamente una parte de la
superficie lateral, estando entonces orientada la zona de apoyo de
preferencia, paralela a la correspondiente superficie lateral de la
placa contigua de corte. Esto puede lograrse coincidiendo el ángulo
entre la zona de apoyo y la cara anterior de una placa de corte, con
el ángulo entre la superficie lateral y la superficie de base de la
otra placa de corte.
El plano de contacto que se produce entre las
placas de corte está orientado de preferencia respecto a la
superficie de apoyo del asiento para placas, en un ángulo que es
distinto de un ángulo recto. Mediante esta inclinación del plano de
contacto se puede conseguir un solape insignificante de aristas
cortantes contiguas, y que es tan grande que el filo de la arista
cortante de una placa de corte se transforma sin escalón en el filo
de la arista cortante de la placa contigua de corte.
Entre las placas de corte puede existir tanto un
contacto superficial como también un contacto lineal. El contacto
superficial se considera como ventajoso con vistas a la transmisión
de las fuerzas de corte que actúan sobre la placa de corte.
Otros detalles de formas ventajosas de
realización de la invención, se deducen del dibujo o de la
descripción o son al menos parcialmente, objeto de reivindicaciones
secundarias.
En el dibujo están ilustrados ejemplos de
realización de la invención. Se muestran:
Figura 1 Una herramienta para arranque de virutas
según la invención, configurada como fresa para ranuras de taladros,
en alzado lateral.
Figura 2 La herramienta para arranque de virutas
según la figura 1, en un alzado lateral esquematizado, girado
90º,
Figura 3 La herramienta para arranque de virutas
según las figuras 1 y 2, en una vista de su cara frontal.
Figura 4 Una forma de realización helicoidal a
izquierdas de una herramienta para arranque de virutas, en alzado
lateral.
Figura 5 Una forma de realización helicoidal a
derechas de una herramienta para arranque de virutas, con placas
homogéneas de corte en una ranura receptora de la viruta, y con una
placa adicional de corte frontal, y
Figura 6 Una placa de corte para una herramienta
para arranque de virutas según las figuras 1 a 5.
En la figura 1 se ilustra una herramienta 1 para
arranque de virutas, que presenta un cuerpo 2 de la herramienta con
una parte 3 de sujeción y una sección 4 portadora de placas de
corte. Esta última parte de una estructura básica cilíndrica, y
presenta varias, en el ejemplo concreto de realización dos, ranuras
5, 6 receptoras de la viruta, que pueden verse, por ejemplo, en la
figura 3. Cada ranura 5, 6 receptora de la viruta es un vaciado que
se extiende en dirección axial, en el que están dispuestos varios
asientos 7, 8, 9 ó 10, 11, 12 para placas.
Las ranuras 5, 6 receptoras de la viruta y sus
asientos 10, 11, 12 ó 7, 8, 9, son idénticas entre sí, y de
preferencia están dispuestas simétricas respecto a un eje D de
rotación del cuerpo 2 de la herramienta. Correspondientemente la
descripción siguiente de los asientos 7, 8, 9 para placas, se
refiere también a los asientos 10, 11, 12 para placas.
Los asientos 7, 8, 9 para placas están arreglados
para la sujeción de placas 14, 15, 16 de corte. Estas son placas
cuadradas, rectangulares o de forma de paralelogramo, cada una con
una superficie 17 anterior, una superficie 18 de base y varias
superficies 19, 20, 21, 22, ó 29, 30, 31, 32 laterales (véanse
figuras 1 y 2), que se extienden entre la superficie 17 anterior y
la superficie 18 de base. La superficie 18 de base está
configurada, por ejemplo, como superficie refrentada plana,
mientras que la superficie 17 anterior puede estar configurada como
superficie refrentada plana, o puede estar sujeta a otro diseño.
Por ejemplo, pueden no existir cavidades para virutas, no ilustradas
en detalle u otros elementos de forma.
Al asiento 7 para placas pertenece una superficie
24 de apoyo que está configurada como superficie refrentada plana,
y sobre la que se apoya la placa 14 de corte con su superficie 18
de base. La superficie 24 de apoyo se extiende casi sobre toda la
superficie 18 de base de la placa 14 de corte, y termina, respecto
a la dirección axial de la herramienta 1 para arranque de virutas,
directamente en la superficie 20 lateral de la placa 14 de corte. En
este punto la superficie 24 de apoyo se transforma con un escalón
25, en otra superficie 26 de apoyo para la placa 15 contigua de
corte. El escalón 25 que asciende desde la superficie 26 de apoyo,
es aquí menos profundo en su punto de apoyo exterior más alejado
radialmente, que el espesor de la placa 15 de corte, que hay que
medir entre su superficie 27 anterior y su superficie 28 de base.
La superficie 31 lateral situada radialmente en el interior
encuentra su apoyo lateral en una superficie correspondiente de
apoyo del asiento 8 para placas. En dirección axial la placa 14 de
corte se apoya en la placa 15 de corte. Esta encuentra apoyo por su
parte en la placa 16 de corte que está configurada análoga a la
placa 15 de corte. Para el apoyo de la placa 16 de corte, sirve una
superficie 34 axial lateral de apoyo del asiento 9 para placas.
La placa 15, 16 de corte está ilustrada separada
en la figura 6. Como se representa, la superficie 32 lateral está
subdividida en dos zonas 35, 36, formando la zona 35 una zona de
apoyo y conectándose directamente a la superficie 27 anterior. La
zona 36 restante se conecta a la superficie 28 de base de la placa
15, 16 de corte. Las zonas 35, 36 forman entre sí un ángulo obtuso.
Además, el ángulo entre la zona 35 y la superficie 27 anterior,
coincide en lo esencial con el ángulo que forman la superficie 20
lateral con la superficie 18 de base de la placa 14 contigua de
corte (véase figura 1).
La placa 15, 16 de corte presenta una arista 37
cortante que comienza en el vértice entre la superficie 27
anterior, la zona 35 y la superficie 29 lateral. La arista 37
cortante se extiende pues aproximadamente recta hasta el vértice
entre la superficie 27 anterior y las superficies 29, 30 laterales.
Una arista 37' cortante correspondiente está configurada en la
placa 14 contigua de corte. Las aristas 37', 37 cortantes se
solapan, como se ilustra en la figura 2, insignificantemente en las
zonas de sus vértices, de manera que se continúan una en la otra sin
huecos.
En la herramienta para arranque de virutas según
la figura 2, en la ranura 6 receptora de la viruta está prevista
adicionalmente a las placas 14, 15, 16 de corte una placa 41 de
corte frontal que está configurada, por ejemplo, como placa
cuadrada, y que, como las otras placas 14, 15, 16 de corte, presenta
un taladro de fijación y está sujeta en su asiento para placas
mediante un tornillo de fijación. Su asiento 42 para placas puede
verse en detalle en la figura 3. Presenta una superficie 43 de
apoyo, refrentada plana, orientada radial, a la que se conecta una
superficie 44 lateral de apoyo por el lado del eje de rotación.
Además, puede estar prevista una superficie 45 lateral axial de
apoyo, visible en la figura 2, La superficie 43 de apoyo y las
superficies 44, 45 laterales de apoyo, posicionan la placa 41 de
corte de manera que su arista 46 cortante frontal se extienda hasta
junto al eje D de rotación, o más allá de él.
La superficie 43 de apoyo está desplazada
insignificantemente respecto a la superficie 24 de apoyo. No
obstante también puede estar dispuesta a la misma altura que ella.
Sin embargo, su arista 46 cortante frontal se solapa algo con una
arista 47 cortante de la cara frontal de la placa 14 de corte. Esto
a causa de los espesores diferentes de las placas 42, 14 de corte y
de la inclinación de la superficie 21 lateral respecto a la
superficie 18 de base de la placa 14 de corte. La placa 42 de corte
es algo más delgada que la placa 14 de corte y por lo tanto queda
algo retrasada de ella.
La placa 14 de corte encuentra su apoyo radial en
el lado del eje de rotación, al menos en su zona frontal anterior,
en la placa 42 de corte. Esta presenta para ello una zona 48 de
apoyo ajustada en su inclinación a la superficie 21 lateral de la
placa 14 de corte, y que forma una superficie de apoyo para la
placa 14 de corte. Así pues esta está apoyada tanto en dirección
axial, como también en dirección radial, por otra placa de
corte.
La herramienta 1 para arranque de virutas
descrita hasta aquí es una fresa para ranuras de taladros, que
mediante las aristas 36, 47 cortantes, forma frontalmente un filo
completo, y presenta dos filos tangenciales completos. Esta fresa
para ranuras de taladros en funcionamiento, puede moverse
(aproximarse) tanto axial como también radialmente. La capacidad de
arranque de virutas es grande, en especial en procesos de fresado
(movimiento de aproximación radial) como consecuencia de dos filos
tangenciales configurados completos. Puesto que el desplazamiento
mutuo de dos placas 14, 15 ó 15, 16 de corte, sucesivas en
dirección axial, es respectivamente menor que el espesor de una
placa, está configurado un ángulo helicoidal relativamente llano,
con lo que el cuerpo 2 de la herramienta, en especial su sección 4
portadora de placas sólo está poco debilitada. Las ranuras 5, 6
receptoras de la viruta son casi rectas.
En la herramienta 1 para arranque de virutas
descrita precedentemente se han utilizado en total tres tipos
distintos de placas de corte, a saber, las placas 15, 16 de corte,
tal como están ilustradas aparte en la figura 6, y en las que una
de las superficies 30, 32 laterales opuestas entre sí, está provista
con una zona biselada (superficie 35 de apoyo). Otro tipo es la
placa 14 de corte, en la que las superficies 20, 22 laterales,
opuestas una a la otra, están configuradas iguales entre sí. Una
tercera forma constructiva es la placa 41 de corte dispuesta en el
eje D de rotación.
Sin embargo, es también posible equipar la ranura
5 ó 6 receptora de la viruta con tres placas 14', 15, 16 iguales de
corte, cuando los asientos 7, 8, 9 para placas, como se ilustra en
la figura 4, están dispuestos de manera que se produzca una
herramienta 1 para arranque de virutas, con hélice a izquierdas. La
diferencia reside en la configuración del escalón 25. En la forma de
realización de la herramienta 1 para arranque de virutas según la
figura 1, el escalón 25 está orientado de manera que la superficie
26 de apoyo del asiento para placas más alejado de la parte
frontal, esté con respecto a la rotación de la herramienta 1 para
arranque de virutas, detrás de la superficie 24 de apoyo del
asiento 7 para placas, más próximo a la parte frontal. En la forma
de realización de la herramienta 1 para arranque de virutas según
la figura 4, las circunstancias son contrarias. El escalón 25 está
orientado de manera que la superficie 26 de apoyo del asiento 8
para placas, esté delante de la superficie 24 de apoyo del asiento
7 para placas, más próximo a la parte frontal, con respecto a la
rotación de la herramienta 1 para arranque de virutas.
Además, puede trabajarse también en caso de una
herramienta 1 para arranque de virutas con hélice a derechas, en
una ranura 6 receptora de la viruta con placas 14', 15, 16 iguales
de corte, cuando la placa 14' de corte, situada en el frente, no
presenta ninguna arista cortante frontal, como está representado en
la figura 5. La zona 35 de la placa 14' de corte que no sirve más
que como superficie de apoyo, está entonces sin función. Si se
necesita una arista cortante frontal, esta puede estar prevista en
una placa 51 separada de corte. Esta placa 51 de corte configurada,
por ejemplo, como placa cuadrada, está prevista en un asiento
separado para placas, y sobresale axialmente más que la placa 14'
de corte. Así pues su arista 52 cortante frontal está activa. La
placa 51 de corte está incorporada como placa radial, es decir, su
asiento para placas está configurado de manera que su tornillo 53
de fijación mire aproximadamente en dirección tangencial. En caso
necesario la placa 51 de corte puede estar también incorporada como
placa lateral, lo cual tiene ventajas con vistas a la configuración
del cuerpo 2 de la herramienta. Entonces este se debilita menos en
la zona del referido asiento para placas. El tornillo 53 de fijación
mira entonces aproximadamente en dirección axial.
En una herramienta 1 para arranque de virutas que
sirva en especial como herramienta de fresar, están previstas al
menos dos placas 14, 15 de corte, que están en contacto
directamente una en la otra, y por tanto se apoyan una con la otra.
Gracias al contacto directo entre las placas 14, 15 de corte se hace
posible una estructuración especialmente sencilla del asiento para
placas, y una integridad de dientes normales ya con las placas de
corte de una única ranura receptora de la viruta. Esto permite
grandes capacidades de arranque de virutas.
Claims (10)
1. Herramienta (1) para arranque de virutas, en
especial para fresar,
con un cuerpo (2) de la herramienta en el que
están configurados al menos dos asientos (7, 8) para placas,
contiguos uno a otro, para placas (14, 15) de corte que presentan
una superficie (18, 28) de base, una superficie (17, 27) anterior,
y superficies (20, 32) laterales que se extienden entre la
superficie (18, 28) de base y la superficie (17, 27) anterior, así
como aristas (37', 37) cortantes,
estando dispuestos los asientos (7, 8) para
placas de tal manera que las placas (14, 15) de corte se tocan
mutuamente con sus superficies (20, 32) laterales al menos por
zonas (35), cuando las placas (14, 15) de corte están fijadas en
sus asientos (7, 8) para placas,
caracterizada porque
las aristas (37', 37) cortantes de placas de
corte (14, 15) contiguas, que se apoyan mutuamente, se solapan una
a otra.
2. Herramienta para arranque de virutas según la
reivindicación 1, caracterizada porque los asientos (7, 8)
contiguos para placas presentan superficies (24, 26) de apoyo, que
están dispuestas a una cierta distancia una de la otra con
referencia a la dirección periférica.
3. Herramienta para arranque de virutas según la
reivindicación 2, caracterizada porque la distancia es menor
que el espesor de la placa (15) de corte asentada más profunda, y
que se mide entre la superficie (28) de base y la superficie (27)
anterior.
4. Herramienta para arranque de virutas según la
reivindicación 1, caracterizada porque al menos una de las
superficies (32) laterales de al menos una de las placas (15) de
corte, está subdividida en dos zonas (35, 36), de las cuales una
(35) sirve como zona de apoyo.
5. Herramienta para arranque de virutas según la
reivindicación 4, caracterizada porque la zona (35) que
sirve como superficie de apoyo, forma con la superficie (27)
anterior un ángulo obtuso.
6. Herramienta para arranque de virutas según la
reivindicación 5, caracterizada porque la superficie (20)
lateral de la otra placa (14) de corte, que se pone en contacto con
la superficie de apoyo, forma con la superficie (18) de base, un
ángulo obtuso que en lo esencial coincide con el ángulo obtuso que
forman la superficie de apoyo y la superficie (27) anterior.
7. Herramienta para arranque de virutas según la
reivindicación 1, caracterizada porque las placas (14, 15)
de corte están dispuestas apoyándose mutuamente una en la otra en
dirección axial, de manera que las aristas (37', 37) cortantes
tangenciales de las placas (14, 15) de corte se solapan una en la
otra y definen juntamente un filo tangencial sin huecos.
8. Herramienta para arranque de virutas según la
reivindicación 1, caracterizada porque las placas (41, 14)
de corte están dispuestas apoyándose mutuamente en dirección radial
al menos en forma parcial, de manera que las aristas (46, 47)
cortantes frontales de las placas (41, 14) de corte se solapan una
en la otra y definen juntamente un filo frontal sin huecos.
9. Herramienta para arranque de virutas según la
reivindicación 1, caracterizada porque las placas (41, 14,
15) de corte están sujetas unas con otras en contacto lineal.
10. Herramienta para arranque de virutas según la
reivindicación 1, caracterizada porque las placas (41, 14,
15) de corte están sujetas unas con otras en contacto
superficial.
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