DE102010052643A1 - Switching element and method for its production and switching device - Google Patents
Switching element and method for its production and switching device Download PDFInfo
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- F16H2063/325—Rocker or swiveling forks, i.e. the forks are pivoted in the gear case when moving the sleeve
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schaltelement (1), insbesondere Schaltschwinge oder Schaltgabel, zur axialen Verschiebung einer Schiebemuffe eines Zahnräderwechselgetriebes, das einen Grundkörper (2) und an diesem um eine Lagerachse (24) schwenkbar gelagerte Mitnehmerelemente (23a, 23b) zum Eingriff in eine Führung der Schiebemuffe aufweist. Die Mitnehmerelemente (23a, 23b) sind über ein von diesen getrennt hergestelltes Basiselement (30) schwenkbeweglich miteinander verbunden. Das Basiselement (30) kann entgegen dem Stand der Technik durch unterschiedlichste Fertigungsprozesse besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Auch ist mit dem Basiselement (30) ein Gewichtsvorteil für das Schaltelement (1) verbunden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Schaltelementes und eine Schaltvorrichtung.The invention relates to a shift element (1), in particular a shift rocker or shift fork, for the axial displacement of a sliding sleeve of a gear change transmission, which has a base body (2) and driver elements (23a, 23b) pivotably mounted on this about a bearing axis (24) for engaging in a guide the sliding sleeve has. The driver elements (23a, 23b) are connected to one another in a pivotable manner via a base element (30) produced separately from them. Contrary to the state of the art, the base element (30) can be manufactured particularly simply and inexpensively by a wide variety of manufacturing processes. A weight advantage for the switching element (1) is also associated with the base element (30). The invention also relates to a method for producing the switching element and a switching device.
Description
Die Erfindung betrifft ein Schaltelement, insbesondere eine Schaltschwinge oder Schaltgabel, ein Verfahren zur Herstellung eines Schaltelementes zur axialen Verschiebung einer Schiebemuffe und eine Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe, wie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 14, 15 und 16 beschrieben.The invention relates to a switching element, in particular a rocker arm or shift fork, a method for producing a switching element for axial displacement of a sliding sleeve and a switching device for a change-speed gearbox, as described in the preambles of
In Zahnräderwechselgetrieben sind zwischen zwei auf einer Getriebewelle drehbar gelagerten Gangrädern ein Synchronkörper und eine Schiebemuffe angeordnet. Die Schiebemuffe ist mit einer Innenverzahnung versehen, die in eine in den Synchronkörper ein-gebrachte Außenverzahnung eingreift. Der Synchronkörper ist drehfest mit der Getriebewelle verbunden. Beim Schalten eines Ganges wird die Schiebemuffe in axialer Richtung auf eines der Gangräder zu verschoben, bis ihre Innenverzahnung in eine am Gangrad angebrachte Kupplungsverzahnung eingreift. Die Innenverzahnung der Schiebemuffe steht dann sowohl mit der Kupplungsverzahnung als auch mit der Außenverzahnung des Synchronkörpers in Eingriff. Die Schaltgetriebe umfassen zur axialen Verschiebung der Schiebemuffe Schaltelemente, insbesondere Schaltgabeln oder Schaltschwingen. Dabei greifen die Schaltelemente mit am Grundkörper angeordneten Mitnehmerelementen in eine Umfangsnut der Schiebemuffe ein, wobei eine Bewegung des Schaltelementes relativ zu einem Gehäuse auf die Schiebemuffe übertragen wird.In gear change gears, a synchronizer body and a sliding sleeve are arranged between two gear wheels rotatably mounted on a gear shaft. The sliding sleeve is provided with an internal toothing, which engages in a one introduced into the synchronizer outer teeth. The synchronizer body is rotatably connected to the transmission shaft. When switching a gear, the sliding sleeve is moved in the axial direction on one of the gear wheels until their internal teeth engage in a gear wheel mounted on the coupling teeth. The internal toothing of the sliding sleeve is then engaged both with the coupling teeth and with the external toothing of the synchronizer body. The gearboxes comprise for axial displacement of the sliding sleeve switching elements, in particular shift forks or shift rockers. In this case, the switching elements engage with arranged on the main body driver elements in a circumferential groove of the sliding sleeve, wherein a movement of the switching element is transmitted relative to a housing on the sliding sleeve.
Eine Schaltgabel ist entweder axial verschiebbar auf einer ortsfesten Schaltachse gelagert oder mit dieser fest verbunden und gemeinsam verschiebbar. Derartige Schaltgabeln sind beispielsweise aus der
Hingegen wird eine Schaltschwinge um eine Drehachse verschwenkt, um die Schiebemuffe in axialer Richtung zu verschieben.By contrast, a rocker arm is pivoted about an axis of rotation to move the sliding sleeve in the axial direction.
Auch ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Mitnehmerelemente getrennt vom Grundkörper hergestellt und über zusätzliche Verbindungselemente fest mit dem Grundkörper verbunden werden, beispielsweise gemäß der
Nach der
Bei gattungsgemäßen Schaltelementen sind die Mitnehmerelemente einstückig mit einem Mitnehmerring ausgebildet, wobei der Mitnehmerring über Lagerzapfen schwenkbar am Grundkörper gelagert und ein Schmiedeteil oder Gussteil ist. Der Mitnehmerring ist in den meisten Anwendungen aus Messing hergestellt. Diese bekannten Mitnehmerringe sind produktionsbedingt sehr teuer und verlangen zumeist eine Nachbearbeitung an den Mitnehmerelementen, um die erforderliche Führungsgenauigkeit zwischen den Mitnehmerelementen und der Schiebmuffe zu erreichen. Darüber hinaus ist der Mitnehmerring „massiv” gestaltet, was einen großen Einbauraum erfordert und einen Gewichtsnachteil hat.In generic switching elements, the driver elements are integrally formed with a driver ring, wherein the driver ring pivotally mounted on bearing pins on the base body and a forged part or casting is. The drive ring is made of brass in most applications. These known Mitnehmerringe are very expensive due to production and usually require a post-processing on the driver elements in order to achieve the required guidance accuracy between the driver elements and the sliding sleeve. In addition, the drive ring is "solid" designed, which requires a large installation space and has a weight penalty.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Schaltelement zu schaffen, das einen Gewichtsvorteil besitzt und kostengünstig hergestellt werden kann. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe und eine Schaltvorrichtung mit einem solchen vorteilhaften Schaltelement zu schaffen.The invention has for its object to provide a switching element that has a weight advantage and can be produced inexpensively. The present invention is also based on the object to provide a transmission and a switching device with such an advantageous switching element.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale und Maßnahmen der Ansprüche 1 und 16 gelöst. Zwischen den Mitnehmerelementen und dem Basiselement sind Verbindungsebenen geschaffen, durch welche nunmehr die Möglichkeit besteht, das Basiselement in einem von den Mitnehmerelementen unabhängigen Fertigungsprozess herzustellen. Man kann sich für die Herstellung des Basiselementes unterschiedlichsten Fertigungsprozessen, wie beispielsweise Stanz-, Umform- und/oder Spritzgießtechnologien, bedienen, die sich in der Praxis bereits bestens bewährt haben und in der Großserienproduktion eine besonders wirtschaftliche Herstellung erlauben. Die mehrteilige Ausbildung des Mitnehmerringes erlaubt eine hohe konstruktive Gestaltungsfreiheit. Dadurch kann man sehr flexibel und ohne aufwendige Produktänderungen auf unterschiedliche Einsatz-anforderungen reagieren. Die Mitnehmerelemente und das Basiselement können jeweils über eine unlösbare oder lösbare Verbindung schwenkbeweglich, insbesondere drehfest, verbunden werden. Auch kann das Gewicht des Schaltelementes optimiert werden.The object of the invention is achieved by the features and measures of claims 1 and 16. Between the driver elements and the base element connection levels are created by which now has the possibility to produce the base element in a separate from the driver elements manufacturing process. One can for the production of the base element of a variety of manufacturing processes, such as stamping, forming and / or injection molding technologies, use that have already proven themselves in practice and allow in mass production a particularly economical production. The multi-part design of the driving ring allows a high design freedom. This allows you to react very flexibly and without complex product changes to different application requirements. The driver elements and the base element can each be pivotally connected, in particular rotationally fixed, via a non-releasable or detachable connection. Also, the weight of the switching element can be optimized.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist von Vorteil, da über die Montageabschnitte das Basiselement mit seinen Endabschnitten besonders einfach mit den Mitnehmerelementen verbunden werden kann. Die Montageabschnitte der Mitnehmerelemente sind an die konstruktive Gestaltung, insbesondere auch eine Wandstärke des Basiselementes abgestimmt.The embodiment according to
Eine besonders einfache Lagerfunktion für die Mitnehmerelemente und hohe Lagergenauigkeit des mehrteiligen Mitnehmerringes wird erreicht, wenn die Halterungen separat von den Mitnehmerelementen und vom Grundkörper, insbesondere den Schaltwangen, hergestellt werden, wie im Anspruch 3 beschrieben.A particularly simple bearing function for the driver elements and high storage accuracy of the multi-part carrier ring is achieved when the brackets are made separately from the driver elements and the main body, in particular the shift cheeks, as described in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind auch in den Ansprüchen 4, 5 und 17 beschrieben, da die Halterungen zur Einstellung eines Abstandsmaßes zwischen den Halterungen und zu dessen gegenseitigem Ausrichtvorgang auf den Aufnahmeflächen relativ zu dem Grundkörper positioniert werden können. Die Aufnahmeflächen des Grundkörpers und Montageflächen der Halterungen weisen jeweils eine Flächenabmessung auf, wobei die Flächenabmessung einer der Aufnahme- und Montageflächen größer bemessen ist als die Flächenabmessung der anderen Aufnahme- und Montagefläche, sodass sich die Aufnahme- und Montageflächen einander überdecken. Vorzugsweise ist die Flächenabmessung einer Aufnahmefläche größer als die Flächenabmessung einer Montagefläche einer Halterung. Die getrennte Herstellung der Halterungen vom Grundkörper und der nachfolgende Fügevorgang der Halterungen am Grundkörper, ermöglicht mm unabhängig von eventuellen Form- und/oder Maßabweichungen der Schaltwangen eine exakte Positionierung bzw. Ausrichtung der Halterungen. Somit wird die Führungsgenauigkeit der Mitnehmerelemente in der Führung der Schiebmuffe erheblich verbessert und damit der Verschleiß durch Reibung zwischen den Mitnehmerelementen und der Schiebmuffe reduziert.Advantageous embodiments of the invention are also described in
Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 ist von Vorteil, da über die Montageabschnitte das Basiselement mit seinen Endabschnitten besonders einfach mit den Mitnehmerelementen verbunden werden kann.The embodiment according to claim 6 is advantageous, since the base element with its end sections can be connected in a particularly simple manner to the driver elements via the mounting sections.
Nach einer möglichen Ausführung sind die Montageabschnitte des Basiselementes mit einer Ausnehmung ausgebildet, wie im Anspruch 7 beschrieben. Die Ausnehmung wird beispielsweise in einem spanlosen Stanzverfahren oder Spritzgießverfahren hergestellt.According to a possible embodiment, the mounting portions of the base member are formed with a recess, as described in claim 7. The recess is produced for example in a chipless punching or injection molding.
Wie im Anspruch 8 beschrieben, ist das Basiselement zwischen den Montageabschnitten mit einem Führungsabschnitt versehen, mittels welchem der Mitnehmerring relativ zur Führung der Schiebemuffe in Position gehalten wird. Diese Führungshilfe dient vornehmlich der Führungsfunktion, nicht jedoch zur Übertragung von Schaltkräften und kann daher dünnwandig ausgebildet werden. Damit verbunden ist eine Gewichtsoptimierung des Schaltelementes.As described in claim 8, the base member is provided between the mounting portions with a guide portion, by means of which the driving ring is held in position relative to the guide of the sliding sleeve. This guide mainly serves the leadership function, but not for the transmission of switching forces and can therefore be formed thin-walled. This is associated with a weight optimization of the switching element.
Gemäß den Ausbildungen nach den Ansprüchen 9 und 10 können das Basiselement und die Mitnehmerelemente über eine Formschlussverbindung und/oder stoffflüssige Fügeverbindung drehfest miteinander verbunden sein.According to the embodiments according to claims 9 and 10, the base member and the driver elements may be rotatably connected to each other via a positive connection and / or fluid connection joint connection.
Von Vorteil ist auch die Ausführung nach Anspruch 11, wonach das Basiselement ein aus dünnem Blech spanlos geformtes Umformteil ist. Das Basiselement ist zu niedrigen Kosten herstellbar, insbesondere in der Großserienproduktion. Der Verbrauch an Material für die Herstellung eines derartigen Basiselementes ist gering. Das dünne Blechmaterial lässt nahezu unbegrenzte Formgestaltungen zu. Es können spanlose Umformverfahren, insbesondere Verfahren für das Kaltumformen von Blechen, wie Biegen, Pressen, Prägen und dgl., eingesetzt werden. Die Umformung des Bleches erfolgt in einer Genauigkeit, die innerhalb enger Lage- und Formtoleranzen der Schaltelemente realisierbar sind. Eine spanabhebende Bearbeitung kann in der Regel entfallen. Eine spanabhebende Nachbearbeitung kann entfallen.Another advantage is the embodiment according to
Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 12 kann das Basiselement und damit das Schaltelement einfach und mit geringem Gewicht hergestellt werden. Eine spanabhebende Nachbearbeitung kann entfallen.According to the embodiment according to
Nach einer bevorzugten Ausführung ist der Grundkörper mehrteilig ausgebildet, wie im Anspruch 13 beschrieben. Dadurch ist es möglich, einen Grundkörper mit sehr hoher Form- und/oder Maßgenauigkeit herzustellen. Im Fügeprozess, wie das Strahlschweißen, werden die Schaltwangen und das Trägerelement in deren Relativpositionen fixiert, sodass die mit hoher Einzelgenauigkeit vorgefertigten Bauteile zu einem Schaltelement gefügt werden können, welches gegenüber solchen aus dem Stand der Technik bekannten Schaltelementen mit einteiligem Grundkörper, mit weit aus höherer Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden kann.According to a preferred embodiment, the base body is designed in several parts, as described in
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die Merkmale der Ansprüche 14 und 15 gelöst. Durch die mehrteilige Ausbildung des Mitnehmerringes ist es nunmehr möglich, dass die Mitnehmerelemente identisch ausgebildet und an allen Schaltelementen der Schaltvorrichtung die identischen Mitnehmerelemente verwendet werden können und dadurch besonders wenig verschiedene Bauteile in der Fertigung hergestellt werden müssen, allerdings durch das Verbinden der Mitnehmerelementen dennoch unterschiedliche Schaltelemente geschaffen werden können, und zwar auf einfache und kostengünstige Art und Weise. Auch lassen sich die Schaltelemente mit einem Basiselement in automatisierbaren Verfahrensschritten besonders leicht herstellen.The object of the invention is also achieved by the features of
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:Each shows in a highly schematically simplified representation:
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location selected in the description, such as. B. top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are mutatis mutandis to transfer to a new position on a change in position.
In den gemeinsam beschriebenen
Sowohl das Trägerelement
Der Profilkörper des Trägerelementes
Wie aus den Fig. ersichtlich, ist das Trägerelement
Nach der gezeigten Ausführung sind die linke Schaltwange
Der erste Wandteil
Der zweite und dritte Wandteil
Die Schaltwange
Die geneigt zueinander verlaufenden (oberen) Wandabschnitte
Die an die (oberen) Wandabschnitte
Die an die (mittleren) Wandabschnitte
Die Schaltwange
Die Befestigungsaufnahmen
Die Halterungsaufnahmen
Durch die zusätzlichen Positioniermöglichkeit der Halterungen
Die Positionierung der Halterungen
Bevorzugt wird das Basiselement
Die Halterung
Die Halterungen
Vorzugsweise sind die Schaltwangen
Wie in den Fig. ersichtlich, sind die Schaltwangen
In den Fig. ist eine erste Ausführung für ein Basiselement
Das Basiselement
Der Führungsabschnitt
In
In
Nach einer in
Gemäß der Ausführung nach
In den
Natürlich kann das Basiselement
Das Basiselement
In den gemeinsam beschriebenen
Das Basiselement
Wie in den Fig. nicht ersichtlich, ist auch von Vorteil, wenn eine Axialhöhe des Montageabschnittes
Der Führungsabschnitt
Auch ist in
In der
Im Zusammenwirken mit dem Betätigungselement
Wie in dieser Fig. eingetragen, kann nun das Schaltelement
Wie aus den Fig. zu den unterschiedlichen Ausführungen ersichtlich, verlaufen die Verbindungsebenen zwischen dem linken Mitnehmerelement
Abschließend sei noch erwähnt, dass der Grundkörper nach einer anderen Ausführung auch durch einen Blechumformteil einteilig ausgebildet sein kann. Entgegen der gezeigten Ausführung kann das Schaltelement genauso gut durch eine Schaltgabel gestaltet sein, welche entweder axial verschiebbar auf einer ortsfesten Schaltachse gelagert ist, wie beispielsweise in der
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Schaltelementes
Vor allem können die einzelnen in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schaltelementswitching element
- 22
- Grundkörperbody
- 33
- Trägerelementsupport element
- 4a, 4b4a, 4b
- Schaltwangeswitching cheek
- 55
- Anlageflächecontact surface
- 6a, 6b6a, 6b
- Wandteilwall part
- 7a, 7b7a, 7b
- Wandteilwall part
- 8a, 8b8a, 8b
- Wandteilwall part
- 9a, 9b9a, 9b
- Befestigungsaufnahmemounting fixture
- 10a, 10b10a, 10b
- Halterungsaufnahmebracket jig
- 1111
- Wandabschnittwall section
- 1212
- Wandabschnittwall section
- 1313
- Wandabschnittwall section
- 1414
- Wandabschnittwall section
- 15a, 15b15a, 15b
- Lageraufnahmebearing seat
- 16a, 16b16a, 16b
- Anlageabschnittcontact section
- 17a, 17b17a, 17b
- Lascheflap
- 18a, 18b18a, 18b
- Halterungbracket
- 19a, 19b19a, 19b
- Aufnahmeflächereceiving surface
- 2020
- Fügenahtjoint seam
- 2121
- Aufnahmebohrunglocation hole
- 2222
- Lagerzapfenpivot
- 23a, 23b23a, 23b
- Mitnehmerelementdogging
- 2424
- Lagerachsebearing axle
- 2525
- Sicherungsringcirclip
- 2626
- Schaltrichtungswitching direction
- 2727
- Fügenahtjoint seam
- 2828
- AbstandsmaßPitch
- 2929
- Bezugsniveaureference level
- 3030
- Basiselementbase element
- 31a, 31b31a, 31b
- Montageabschnittmounting portion
- 3232
- Zwischenabschnittintermediate section
- 3333
- Führungsabschnittguide section
- 3434
- Ausnehmungrecess
- 3535
- Montageabschnittmounting portion
- 3636
- Führungskörperguide body
- 3737
- Führungslascheguide tab
- 3838
- Führungsflächeguide surface
- 3939
- Führungsabschnittguide section
- 4040
- Anlageabschnittcontact section
- 4141
- Führungskörperguide body
- 4242
- Führungsflächeguide surface
- 4343
- Stützkörpersupport body
- 4444
- Anlageflächecontact surface
- 4545
- Absatzparagraph
- 4646
- Stützflächesupport surface
- 4747
- Stützflächesupport surface
- 4848
- Ausnehmungrecess
- 4949
- Vorsprunghead Start
- 5050
- Fügenahtjoint seam
- 5151
- Anlageflächecontact surface
- 5252
- Fügenahtjoint seam
- 5353
- Haltearmholding arm
- 5454
- Rastnaselocking lug
- 5555
- Anlageflächecontact surface
- 5656
- Schultershoulder
- 5757
- Basiselementbase element
- 58a, 58b58a, 58b
- Montageabschnittmounting portion
- 5959
- Zwischenabschnittintermediate section
- 6060
- Führungsabschnittguide section
- 6161
- Draht oder StabWire or rod
- 6262
- Draht oder StabWire or rod
- 6363
- Ausnehmungrecess
- 6464
- Führungsstückguide piece
- 6565
- Schaltvorrichtungswitching device
- 6666
- Schaltelementswitching element
- 6767
- Schaltelementswitching element
- 6868
- Übertragungselementtransmission element
- 6969
- Übertragungselementtransmission element
- 7070
- Übertragungselementtransmission element
- 7171
- Übertragungselementtransmission element
- 7272
- Schalt- und WählwelleSwitching and selector shaft
- 7373
- Betätigungselementactuator
- 7474
- Schaltelementswitching element
- 7575
- Basiselementbase element
- 7676
- Zwischenabschnittintermediate section
- 77 77
- Führungsabschnittguide section
- 7878
- Ausnehmungrecess
- 7979
- Haltearmholding arm
- 8080
- Vorsprunghead Start
- 8181
- Anlageflächecontact surface
- 8282
- Anlageflächecontact surface
- 8383
- Führungskörperguide body
- 8484
- Führungslascheguide tab
- 8585
- Führungsflächeguide surface
- 8686
- Führungselementguide element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 10202651 A1 [0005] DE 10202651 A1 [0005]
- DE 19901674 A1 [0005] DE 19901674 A1 [0005]
- DE 20321094 U1 [0005] DE 20321094 U1 [0005]
- DE 202009017006 U1 [0005] DE 202009017006 U1 [0005]
- EP 0384158 B1 [0005] EP 0384158 B1 [0005]
- EP 878646 [0005] EP 878646 [0005]
- DE 102005035529 A1 [0005] DE 102005035529 A1 [0005]
- EP 1746312 B1 [0005] EP 1746312 B1 [0005]
- EP 1686294 A1 [0006] EP 1686294 A1 [0006]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: ABP BURGER RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |
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R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |