DE102010046308B3 - Method for opening, defusing and / or burning explosive-containing bombs or projectiles and use - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Sprengstoff enthaltenden Bomben oder Geschossen, bei dem zum Öffnen des Metallgehäuses einer Bombe (4) oder eines Geschosses mindestens ein Plasmabrenner (2) eingesetzt wird.A method for opening, defusing and / or burning explosive-containing bombs or projectiles, wherein at least one plasma torch (2) is used to open the metal housing of a bomb (4) or a projectile.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Sprengstoff enthaltenden Bomben oder Geschossen und eine Verwendung. Dabei kann es sich um die verschiedensten Arten auch an bezündeter und unbezündeter Munition handeln.The invention relates to a method for opening, defusing and / or burning explosive-containing bombs or projectiles and a use. It can also be a variety of types on funded and unburned ammunition.
Bei der Auffindung von Fundmunition und hier insbesondere von Bomben jeglicher Art oder auch großkalibrigen Geschossen ist es häufig erforderlich, diese vor Ort unschädlich zu machen, da ein Transport zu einem geeigneten Ort, an dem eine gefahrlose Behandlung solcher Fundmunition erfolgen kann, aus Sicherheitsgründen nicht immer durchgeführt werden kann.When finding munitions, and in particular bombs of any kind or even large-caliber projectiles, it is often necessary to make them harmless on the spot, as a transport to a suitable place where safe handling of such Fundmunition can take place, for safety reasons not always can be carried out.
Häufig ist dabei die Fundmunition in Folge Korrosion des Metallgehäuses stark korrodiert und die daran angebrachten Zündeinrichtungen sind ebenso in einem desolaten Zustand, so dass diese dann ebenfalls nicht gefahrlos von einer Bombe demontiert werden können.Frequently, the fundmunition is heavily corroded as a result of corrosion of the metal housing and the ignition devices attached thereto are also in a desolate condition, so that they can not be dismantled from a bomb then also safely.
Es wurden daher Versuche unternommen, die Metallgehäuse von Bomben oder Geschossen am Fundort zu Öffnen. Hierfür wurde das Wasserstrahlschneiden eingesetzt, das eigentlich geeignet erscheint, da keine hohen Temperaturen auftreten. Es hat sich aber herausgestellt, dass die erforderliche Zeit, insbesondere bei den relativ dicken Metallgehäusen von Bomben, zu groß ist und es nicht vermieden werden kann, Erschütterungen oder Schwingungen in die Bombe bzw. eine Geschoss einzubringen, die eine Auslösung der Zündeinrichtung hervorrufen können.Attempts have therefore been made to open the metal housing of bombs or projectiles at the site. For this purpose, the water jet cutting was used, which actually seems suitable because no high temperatures occur. However, it has been found that the time required, in particular in the case of the relatively thick metal housings of bombs, is too great and it can not be avoided to introduce vibrations or oscillations into the bomb or a projectile which can cause a triggering of the ignition device.
Außerdem ist es aus
In
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten anzugeben, mit denen Bomben oder Geschosse entschärft oder geöffnet werden können, und dabei das Explosionsgefahrenpotential reduziert ist.It is therefore an object of the invention to provide ways in which bombs or projectiles can be defused or opened, while the risk of explosion hazard is reduced.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Eine Verwendung ist im Anspruch 8 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Sprengstoff enthaltenden Bomben oder Geschossen wird beim Öffnen des Metallgehäuses einer Bombe oder eines Geschosses mindestens ein Plasmabrenner eingesetzt.In the method according to the invention for opening, defusing and / or burning explosive-containing bombs or projectiles, at least one plasma torch is used when opening the metal housing of a bomb or a projectile.
Dabei hat es sich überraschend herausgestellt, dass obwohl im Plasmastrahl eines Plasmabrenners Temperaturen bis zu 30.000°c herrschen können, eine Öffnung des Metallgehäuses erfolgen kann, ohne dass der enthaltene Sprengstoff seine Explosivwirkung in gefährlicher Form entfalten kann. Gerade diese hohen Temperaturen ermöglichen es aber in sehr kurzer Zeit eine ausreichend große Öffnung im Metallgehäuse auszubilden, die einen freien Querschnitt aufweist, bei der ein Druckausgleich, der durch eine chemische Reaktion des Sprengstoffs auftritt, erreicht werden kann. Die chemische Reaktion kann dabei nicht explosionsartig, sondern deutlich langsamer erfolgen und der Sprengstoff kann dabei abgeflammt bzw. einfach verbrannt/ausgebrannt werden.It has surprisingly been found that, although temperatures in the plasma jet of a plasma torch can prevail at temperatures of up to 30,000 ° C., an opening of the metal housing can take place without the contained explosive being able to develop its explosive effect in a dangerous form. Just these high temperatures make it possible to form a sufficiently large opening in the metal housing in a very short time, which has a free cross-section, in which a pressure compensation, which occurs by a chemical reaction of the explosive, can be achieved. The chemical reaction can not be explosive, but much slower and the explosive can be flamed or simply burned / burned out.
Aus diesem Grund kann ein Plasmabrenner auch bei Bomben oder Geschossen eingesetzt werden, bei denen sich lediglich noch Sprengstoffreste im Metallgehäuse befinden.For this reason, a plasma torch can also be used in bombs or projectiles, in which only explosives remain in the metal housing.
Vor der Durchführung des Verfahrens sollte eine Dickenbestimmung des Gehäuses einer Bombe oder Geschosses durchgeführt werden. Diese kann an Hand von Munitionsdatenblättern durchgeführt werden. Dabei wird die jeweilige Bombe oder ein Geschoss bzw. auch eine andere Art an Munition in Augenschein genommen, was auch mittels Videotechnik erfolgen kann und dann können die entsprechenden Daten des so ermittelten Typs dem jeweiligen Munitionsdatenblatt entnommen werden. Eine Dickenbestimmung kann auch durch Ultraschalldickenmessung erfolgen. Mit der ermittelten Dicke kann dann der eine oder auch mehrere Plasmabrenner in geeigneter Weise betrieben werden. Dies betrifft die Betriebsparameter und es kann auch die Größe und Position von auszubildenden Öffnungen dementsprechend gewählt werden.Prior to performing the procedure, a thickness determination of the housing of a bomb or bullet should be made. This can be done on the basis of ammunition data sheets. In this case, the respective bomb or a projectile or any other type of ammunition is inspected, which can also be done by means of video technology and then the corresponding data of the type determined in this way can be taken from the respective ammunition data sheet. A thickness determination can also be made by ultrasonic thickness measurement. With the determined thickness then the one or more plasma torches can be operated in a suitable manner. This relates to the operating parameters and it may also be the size and position of trainees openings to be chosen accordingly.
Es besteht die Möglichkeit einen oder mehrere Plasmabrenner mit einer Kreisschneideinrichtung einzusetzen. Diese kann fernbedient sein. Ein oder mehrere Plasmabrenner sind dabei außermittig an der Kreisschneideinrichtung angeordnet und können so entlang einer Kreisbahn beim Schneiden bewegt werden. Mehrere Plasmabrenner können dabei mit gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sein. Bei zwei Plasmabrennern können es 180° sein. It is possible to use one or more plasma torches with a circular cutting device. This can be remote controlled. One or more plasma torches are arranged eccentrically on the circle cutting device and can be moved along a circular path during cutting. Several plasma torches can be arranged at equal angular distances from each other. For two plasma torches it can be 180 °.
Bei der Erfindung sollte so vorgegangen werden, dass im Metallgehäuse eine Öffnung ausgebildet wird, die mindestens einen freien offenen Querschnitt von 100 mm2, vorteilhaft mindestens 100 cm2 aufweist, um den gewünschten Druckausgleich zu ermöglichen. Dies sollte in einer Zeit < 10 s, bevorzugt < 6 s erreicht sein. Selbstverständlich kann eine Öffnung mit größerem freien Querschnitt in entsprechend kleiner Zeit im Metallgehäuse ausgebildet werden. Dabei wird der Plasmabrenner entsprechend bewegt. Er kann dabei translatorisch bewegt und/oder verschwenkt werden, so dass die Position auf die der Plasmastrahl auf das Metallgehäuse auftrifft verändert wird. Dabei soll aber so vorgegangen werden, dass eine durch die Wand des Metallgehäuses vollständig hindurch gehende Öffnung ausgebildet wird.In the invention, the procedure should be such that an opening is formed in the metal housing, which has at least one free open cross section of 100 mm 2 , advantageously at least 100 cm 2 , to allow the desired pressure equalization. This should be achieved in a time <10 s, preferably <6 s. Of course, an opening with a larger free cross section can be formed in a correspondingly short time in the metal housing. The plasma torch is moved accordingly. It can be moved translationally and / or pivoted, so that the position is hit by the plasma jet on the metal housing is changed. However, the procedure should be such that an opening that extends completely through the wall of the metal housing is formed.
Eine oder mehrere auszubildende Öffnungen können mit einer Größe ausgebildet werden, die in Abhängigkeit der Größe der gesamten Mantelfläche einer Bombe bzw. eines Geschosses als Sprengkörper gewählt werden kann. Hier kann eine Größe im Bereich ¼ bis 1/1000, bevorzugt ½ bis 1/100 der Mantelfläche ausgeschnitten werden.One or more apertures to be formed may be formed with a size that may be selected as an explosive depending on the size of the entire envelope surface of a bomb or projectile. Here, a size in the range of 1/4 to 1/1000, preferably ½ to 1/100 of the lateral surface can be cut out.
Vor der eigentlichen Öffnung des Metallgehäuses mit einem Ausschnitt kann eine Entlastungsöffnung für einen möglichen Druckausgleich durch das Gehäuse ausgebildet werden.Before the actual opening of the metal housing with a cutout, a discharge opening for a possible pressure equalization through the housing can be formed.
Ausgeschnittene Gehäuseteile können mit geeigneten Manipulatoren abgenommen bzw. anderweitig entfernt werden. Dabei können Magnete oder mit Unterdruck abrbeitende Elemente genutzt werden.Cut-out housing parts can be removed or otherwise removed with suitable manipulators. In this case, magnets or elements working with negative pressure can be used.
Bei der Erfindung besteht auch die Möglichkeit mehrere in Abständen zueinander angeordnete Öffnungen nacheinander mit einem Plasmabrenner herzustellen, die über den Umfang verteilt angeordnet sind.In the invention, it is also possible to produce a plurality of spaced-apart openings successively with a plasma torch, which are arranged distributed over the circumference.
Aus Sicherheitsgründen kann ein Plasmabrenner mit einem Roboter geführt und dabei bevorzugt ferngesteuert werden. In diesem Fall ist es günstig, eine Videokamera für eine manuelle Fernsteuerung einzusetzen. Dabei können Plasmabrenner und/oder Roboter gesteuert werden.For safety reasons, a plasma torch can be guided by a robot and preferably be remotely controlled. In this case, it is convenient to use a video camera for manual remote control. Plasma torches and / or robots can be controlled.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Abschirmung um bzw. über die Bombe bzw. ein Geschoss eingesetzt werden, um Gefahren bei einer unerwünschten Explosion zu reduzieren. Hierfür können dickwandige konische Stahlkörper eingesetzt werden, die neben- und/oder aufeinander gesetzt werden können.In carrying out the method according to the invention, a shield can be used around or over the bomb or a projectile in order to reduce the risk of an undesired explosion. For this purpose, thick-walled conical steel body can be used, which can be placed next to and / or on each other.
Bei der Erfindung können unterschiedliche insbesondere zum Schneiden geeignete Plasmabrenner eingesetzt werden. Dies können auch solche sein, bei denen eine Elektrode am Plasmabrenner direkt angeordnet und das Werkstück, hier im konkreten Fall also eine Bombe oder ein Geschoss elektrisch so angeschlossen ist, dass es die zweite Elektrode für die Plasmabildung bildet.Different plasma torches, in particular suitable for cutting, can be used in the invention. These can also be those in which an electrode is arranged directly on the plasma burner and the workpiece, here in the specific case that is a bomb or a projectile is electrically connected so that it forms the second electrode for plasma formation.
Da die Metallgehäuse aber häufig stark korrodiert sind und aus Sicherheitsgründen, sind aber Plasmabrenner mit indirekter Betriebsweise oder ein zum Schneiden elektrisch nicht leitender Werkstücke ausgebildeter Plasmabrenner mit einer zwischen einer Düse und einer Bombe oder einem Geschoss, außerhalb der Düse des Plasmabrenners angeordneten, in den Plasmastrahl einführbaren Zusatzelektrode, zu bevorzugen. Ein zum Schneiden elektrisch nicht leitender Werkstücke ausgebildeter Plasmabrenner ist in
Bei einem indirekt betriebenen und einem Plasmabrenner, der zum Schneiden nicht elektrisch leitender Werkstücke geeignet ist, ist kein direkter elektrischer Anschluss an ein Metallgehäuse einer Bombe oder eines Geschosses erforderlich, was die Sicherheit und auch die Betriebssicherheit (wegen möglicher Korrosion am Metallgehäuse) erhöht.In an indirectly operated and a plasma torch, which is suitable for cutting non-electrically conductive workpieces, no direct electrical connection to a metal housing of a bomb or a projectile is required, which increases the safety and also the reliability (because of possible corrosion on the metal housing).
Als Plasma wird ein thermisch hoch aufgeheiztes elektrisch leitfähiges Gas bezeichnet, das aus positiven und negativen Ionen, Elektronen sowie angeregten und neutralen Atomen und Molekülen besteht.Plasma is a thermally highly heated electrically conductive gas, which consists of positive and negative ions, electrons and excited and neutral atoms and molecules.
Als Plasmagas werden unterschiedliche Gase, z. B. das einatomige Argon und/oder die zweiatomigen Gase Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff oder Luft eingesetzt. Diese Gase ionisieren und dissoziieren durch die Energie des Plasmalichtbogens. Der Plasmastrahl kann in seinen Parametern durch die Gestaltung der Düse und Elektrode stark beeinflusst werden. Diese Parameter des Plasmastrahls sind z. B. der Strahldurchmesser, die Temperatur, Energiedichte und die Strömungsgeschwindigkeit des Gases. Dadurch kann eine gute Anpassung beim erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden, wie dies beispielsweise bei den unterschiedlichen Bomben oder Geschossen erforderlich sein kann. Insbesondere bei Bomben können die unterschiedlichen Arten und die verschiedenen Metallgehäuse mit ihren Dicken und Werkstoffen berücksichtigt werden.As plasma gas are different gases, eg. As the monatomic argon and / or the diatomic gases hydrogen, nitrogen, oxygen or air used. These gases ionize and dissociate through the energy of the plasma arc. The plasma jet can be greatly influenced in its parameters by the design of the nozzle and electrode. These parameters of the plasma jet are z. As the beam diameter, the temperature, energy density and the flow rate of the gas. This allows a good adaptation to be achieved in the method according to the invention, as may be required, for example, in the different bombs or projectiles. Especially with bombs, the different types and the different metal housings with their thicknesses and materials can be taken into account.
Bei der Erfindung können Plasmabrenner bei denen neben dem Plasmagas auch ein Sekundärgas eingesetzt wird, genutzt werden. Das Sekundärgas kann dabei durch eine entsprechend gestaltete Düsenausführung eines Plasmabrenners den Plasmastrahl umhüllend, in Richtung Bomben- bzw. Geschossoberfläche, beispielsweise als Ringstrahl, gerichtet werden.Plasma torches in which a secondary gas is used in addition to the plasma gas can be used in the invention. The secondary gas can thereby be enveloped by a correspondingly designed nozzle design of a plasma torch plasma jet, in the direction of bomb or projectile surface, for example as a ring beam directed.
Bevorzugt wird ein Plasmaschneidbrenner als Plasmabrenner eingesetzt. Die elektrische Stromdichte des Plasmalichtbogens, der mittels der Düse des Plasmabrenners eingeschnürt wird, sollte in der Düsenbohrung bei mindestens 30 A/mm2, bevorzugt mindestens 50 A/mm2 liegen.Preferably, a plasma cutting torch is used as a plasma torch. The electrical current density of the plasma arc, which is constricted by means of the nozzle of the plasma torch, should be at least 30 A / mm 2 , preferably at least 50 A / mm 2 , in the nozzle bore.
Als Plasma- und/oder Sekundärgas können Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder ein mit diesen Gasen gebildetes Gasgemisch eingesetzt werden.As plasma and / or secondary gas, air, nitrogen, oxygen or a gas mixture formed with these gases can be used.
Der Plasmabrenner sollte mit einem elektrischen Schneidstrom von mindestens 200 A betrieben und/oder eine Schneidgeschwindigkeit von mindestens 3 m/min bei einer Metallgehäusedicke einer Bombe oder eines Geschosses von 12 mm einzuhalten. So kann eine Öffnung mit einem Durchmesser von 10 cm·10 cm in ca. 8 s geschnitten werden.The plasma burner should be operated with an electrical cutting current of at least 200 A and / or maintain a cutting speed of at least 3 m / min with a metal casing thickness of a bomb or bullet of 12 mm. Thus, an opening with a diameter of 10 cm × 10 cm can be cut in about 8 seconds.
Bei Einsatz einer Kreisschneideinrichtung, bei der ein Plasmabrenner um eine Rotationsachse, zu der er in einem Abstand angeordnet ist, gedreht wird, kann eine Öffnung mit einem Durchmesser von ca. 13 cm durch das Metallgehäuse geschnitten werden.When using a circular cutting device in which a plasma torch is rotated about an axis of rotation to which it is spaced, an opening with a diameter of about 13 cm can be cut through the metal housing.
Wird der Plasmabrenner mit größerem elektrischen Strom z. B. mit 300 A betrieben, kann die Schneidgeschwindigkeit, bei einer Metallgehäusedicke von 12 mm, auf mehr als 4 m/min erhöht werden. Die Zeit für das Ausschneiden der Öffnung kann so auf ca. 6 s verkürzt werden. Bei Einsatz von zwei Plasmabrennern, kann die erforderliche Zeit auf 3 s verkürzt werden. Zwei Plasmabrenner können dabei um 180° zueinander versetzt angeordnet sein, und dabei auch um eine zwischen den Plasmabrennern angeordnete Rotationsachse gedreht werden. Zwei oder mehr als zwei Plasmabrenner können auch mit geeigneten Manipulatoren unabhängig voneinander bewegt und dabei dann eine Öffnung oder es können so auch mehrere Öffnungen gleichzeitig ausgeschnitten werden. Dadurch kann eine oder es können auch mehrere Öffnungen mit entsprechend größerem freien Querschnitt im Metallgehäuse in der gleichen Zeit, wie bei Einsatz eines Plasmabrenners ausgebildet werden.If the plasma torch with a larger electric current z. B. operated at 300 A, the cutting speed, with a metal housing thickness of 12 mm, can be increased to more than 4 m / min. The time for cutting the opening can be shortened to approx. 6 s. When using two plasma torches, the required time can be reduced to 3 s. Two plasma torches can be arranged offset by 180 ° to each other, while also being rotated about an axis of rotation disposed between the plasma torches. Two or more than two plasma torches can also be moved independently with suitable manipulators and then an opening or so it can be cut out several openings at the same time. As a result, one or more openings with a correspondingly larger free cross-section can be formed in the metal housing in the same time as when using a plasma torch.
Nach der Ausbildung einer Öffnung im Gehäuse besteht ein freier Zugang zum Luftsauerstoff und bei ausreichender Temperatur kann der enthaltene Sprengstoff einfach verbrennen. Hier wirkt sich die kurze zum Öffnen erforderliche Zeit und die kleine thermische Leitfähigkeit der Sprengstoffe aus. Die für eine Detonation kritischen Temperaturen werden für den Sprengstoff und die Zündeinrichtung nicht erreicht. Die Temperatur erhöht sich dabei um maximal 30 K.After the formation of an opening in the housing, there is free access to atmospheric oxygen, and at sufficient temperature, the contained explosive can easily burn. Here, the short time required for opening and the small thermal conductivity of the explosives has an effect. The critical temperatures for a detonation are not reached for the explosive and the ignition device. The temperature increases by a maximum of 30 K.
Nachdem eine oder mehrere ausreichend große Öffnung(en) im Gehäuse ausgebildet worden sind und bis dahin der enthaltene Sprengstoff noch nicht verbrennt, kann er mit einem Plasmabrenner angezündet und dann verbrannt werden. Der Abbrand erfolgt in diesen Fällen, wie dies bereits beim Abbrennen von Sprengstoff in offenen Rinnen bekannt ist. Ist beim Abbrennen des Sprengstoffs noch eine Zündeinrichtung vorhanden, erfolgt deren Zündung zu einem Zeitpunkt, bei dem eine ausreichen große Öffnung im Gehäuse vorhanden ist, so dass die Wirkung wegen fehlender oder stark reduzierter Verdämmung erheblich reduziert und die Restwirkung vernachlässigbar ist. Eine unkontrollierte Detonation kann vermieden werden.After one or more sufficiently large opening (s) have been formed in the housing and until then the contained explosive does not burn, it can be ignited with a plasma torch and then burned. The burning takes place in these cases, as is already known when burning explosives in open channels. If an ignition device is still present when the explosive is burned, its ignition takes place at a time when there is a sufficiently large opening in the housing, so that the effect is considerably reduced due to missing or greatly reduced damming and the residual effect is negligible. An uncontrolled detonation can be avoided.
Die Erfindung kann unmittelbar an einem Fundort durchgeführt werden.The invention can be carried out directly at a locality.
Nachfolgend soll die Erfindung zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Bomben oder Geschossen beispielhaft näher erläutert werden.Below, the invention for the opening, defusing and / or burnout of bombs or projectiles will be explained in more detail by way of example.
Dabei zeigen:Showing:
Die Figur zeigt eine Anordnung zum direkten Plasmaschneiden an einer Bombe
Der Plasmabrenner
Die Elektrode
Der elektrische Stromfluss zum Schneiden erfolgt von der elektrischen Stromquelle
Für das Schneiden wird zuerst ein Pilotbogen zwischen der als Katode geschalteten Elektrode
Der eine geringe Energie aufweisende Pilotlichtbogen bewirkt eine teilweise Ionisation zwischen Plasmabrenner
Die
In
In
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- elektrische Stromquelleelectrical power source
- 22
- Plasmabrennerplasma torch
- 2.12.1
- Elektrodeelectrode
- 2.22.2
- Düsejet
- 2.32.3
- PlasmagaszuführungPlasma gas supply
- 2.42.4
- SekundärgaskappeSecondary gas cap
- 2.52.5
- SekundärgaszuführungSecondary gas supply
- 33
- Plasmastrahlplasma jet
- 44
- Bombebomb
- 55
- Verbindungsleitungen u. -schläucheConnection lines u. hoses
- 5.15.1
- elektrischer Anschluss elektrische Stromquelle zur Elektrodeelectrical connection electrical power source to the electrode
- 5.25.2
- elektrischer Anschluss elektrische Stromquelle zur Düse für elektrischen Pilot- oder Schneidstromelectrical connection electrical power source to nozzle for electrical pilot or cutting current
- 5.35.3
- elektrischer Anschluss elektrische Stromquelle zum Metallgehäuseelectrical connection electrical power source to the metal housing
- 5.45.4
- Leitung für PlasmagasHead of plasma gas
- 5.55.5
- Leitung für SekundärgasLine for secondary gas
- 66
- Gasversorgunggas supply
- 77
- Zusatzelektrodeadditional electrode
- 88th
- Drahttrommelwire drum
- 99
- Stromkontaktdüsecurrent contact nozzle
- 1010
- Rotationsachseaxis of rotation
- 1111
- Halterungbracket
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20150401 |