DE102014001674B4 - Method for mounting an internal combustion engine and corresponding internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Montieren einer Brennkraftmaschine (1), die einen Zylinderkopf (2) mit wenigstens einer Nockenwelle (4) sowie ein Hochdruckpumpenmodul (3) mit einer mit der Nockenwelle (4) in Antriebsverbindung stehenden Hochdruckpumpe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (7) des Hochdruckpumpenmoduls (3) auf einen auf der Nockenwelle (4) angeordneten Lagerbock (9) aufgesteckt und anschließend an dem Zylinderkopf (2) befestigt wird.Method for assembling an internal combustion engine (1), which has a cylinder head (2) with at least one camshaft (4) and a high pressure pump module (3) with a high pressure pump in drive connection with the camshaft (4), characterized in that a housing (7 ) of the high-pressure pump module (3) is mounted on a camshaft (4) arranged bearing block (9) and then attached to the cylinder head (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren einer Brennkraftmaschine, die einen Zylinderkopf mit wenigstens einer Nockenwelle sowie ein Hochdruckpumpenmodul mit einer mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung stehenden Hochdruckpumpe aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for assembling an internal combustion engine having a cylinder head with at least one camshaft and a high-pressure pump module with a standing with the camshaft in drive connection high-pressure pump. The invention further relates to an internal combustion engine.
Die Brennkraftmaschine weist beispielsweise ein Kurbelgehäuse auf, in welchem wenigstens ein Zylinder der Brennkraftmaschine, bevorzugt jedoch mehrere Zylinder, wenigstens bereichsweise ausgebildet sind. An dem Kurbelgehäuse ist der Zylinderkopf befestigt, welcher insbesondere den oder die Zylinder in wenigstens eine Richtung abschließt beziehungsweise begrenzt. Der Zylinderkopf weist die zumindest eine Nockenwelle auf, welche während eines Betriebs der Brennkraftmaschine eine Drehbewegung beschreibt und dazu dient, Ventile der Brennkraftmaschine, insbesondere wenigstens ein Einlassventil und wenigstens ein Auslassventil, der Brennkraftmaschine periodisch zu betätigen. Zu diesem Zweck weist die Nockenwelle beispielsweise für jedes Ventil wenigstens einen Nocken auf, welcher mit einem Betätigungselement des jeweiligen Ventils, insbesondere einem Rollenschlepphebel, zum Betätigen des Ventils in Berührkontakt treten kann.The internal combustion engine has, for example, a crankcase, in which at least one cylinder of the internal combustion engine, but preferably a plurality of cylinders, are formed at least in regions. The cylinder head is fastened to the crankcase, which in particular closes off or limits the cylinder (s) in at least one direction. The cylinder head has the at least one camshaft, which describes a rotational movement during operation of the internal combustion engine and serves to periodically actuate valves of the internal combustion engine, in particular at least one inlet valve and at least one outlet valve of the internal combustion engine. For this purpose, the camshaft, for example, for each valve on at least one cam, which can come into contact with an actuating element of the respective valve, in particular a roller rocker arm, for actuating the valve.
Es kann vorgesehen sein, dass über die Nockenwelle wenigstens ein Nebenaggregat der Brennkraftmaschine angetrieben wird, insbesondere eine Hochdruckpumpe. Die Hochdruckpumpe dient dem Fördern eines Fluids, vorzugsweise eines Kraftstoffs. Dabei ist sie beispielsweise strömungstechnisch einer Niederdruckpumpe nachgeschaltet, welche das Fluid von einem niedrigeren auf ein mittleres Druckniveau bringt. Die Hochdruckpumpe dient anschließend dazu, dass Fluid von dem mittleren Druckniveau auf ein höheres Druckniveau zu fördern. Die Hochdruckpumpe steht mit der Nockenwelle in Wirkverbindung, sodass bei einer Drehbewegung der Nockenwelle die Hochdruckpumpe betrieben, insbesondere periodisch betätigt wird.It can be provided that at least one auxiliary unit of the internal combustion engine is driven via the camshaft, in particular a high-pressure pump. The high-pressure pump serves to convey a fluid, preferably a fuel. In this case, for example, it is downstream of a low-pressure pump, which brings the fluid from a lower to a medium pressure level. The high pressure pump then serves to deliver fluid from the intermediate pressure level to a higher pressure level. The high-pressure pump is in operative connection with the camshaft, so that when the camshaft rotates, the high-pressure pump is operated, in particular periodically actuated.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Aus der Druckschrift
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die Druckschrift
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Montieren einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Verfahren vorteilhaft verbessert ist, insbesondere eine schnellere und einfachere Montage der Brennkraftmaschine ermöglicht.It is an object of the invention to provide a method for mounting an internal combustion engine, which is advantageously improved over known methods, in particular a faster and easier installation of the internal combustion engine allows.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass ein Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls auf einen auf der Nockenwelle angeordneten Lagerbock aufgesteckt und anschließend an dem Zylinderkopf befestigt wird. Die Hochdruckpumpe ist ebenso wie das Gehäuse dem Hochdruckpumpenmodul zugeordnet. Bevorzugt weist jedoch die Hochdruckpumpe ein von dem Gehäuse separates Pumpengehäuse auf, welches beispielsweise an dem Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls befestigt ist. Entsprechend ist also die Hochdruckpumpe zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse dient insoweit insbesondere dazu, einen Bereich der Nockenwelle aufzunehmen beziehungsweise eine Aufnahme der Nockenwelle, welche in dem Zylinderkopf ausgebildet ist, zu verschließen.This is achieved according to the invention by a method having the features of
Bei dem Montieren der Brennkraftmaschine wird nun das Gehäuse auf den Lagerbock, welcher auf der Nockenwelle angeordnet ist, aufgesteckt. Auf diese Art und Weise wird eine Zentrierung des Gehäuses und mithin des gesamten Hochdruckpumpenmoduls bezüglich der Brennkraftmaschine, zumindest jedoch bezüglich des Zylinderkopfs, erzielt. Anschließend wird das Gehäuse an dem Zylinderkopf befestigt. Durch das vorhergehende Zentrieren, welches mittels des Aufsteckens auf den Lagerbock erreicht wird, ist ein aufwendiges Ausrichten des Gehäuses bezüglich des Zylinderkopfs nicht notwendig beziehungsweise ergibt sich bereits durch das Aufstecken. Entsprechend wird die Montage der Brennkraftmaschine deutlich beschleunigt. Gleichzeitig wird durch den Lagerbock eine zuverlässige Lagerung der Nockenwelle erreicht, weil der Lagerbock nach der Montage von dem Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls, welches seinerseits an dem Zylinderkopf befestigt ist, bevorzugt ortsfest gehalten ist. Der Lagerbock ist dabei vorzugsweise ausschließlich über das Gehäuse an dem Zylinderkopf befestigt, steht also mit diesem nicht unmittelbar in Befestigungsverbindung.When mounting the internal combustion engine, the housing is now attached to the bearing block, which is arranged on the camshaft. In this way, a centering of the housing and thus the entire high-pressure pump module with respect to the internal combustion engine, but at least with respect to the cylinder head, achieved. Subsequently, the housing is attached to the cylinder head. By the previous one Centering, which is achieved by means of Aufsteckens on the bearing block, a complex alignment of the housing with respect to the cylinder head is not necessary or already results from the plugging. Accordingly, the assembly of the internal combustion engine is significantly accelerated. At the same time a reliable bearing of the camshaft is achieved by the bearing block, because the bearing block is preferably held stationary after assembly of the housing of the high-pressure pump module, which in turn is attached to the cylinder head. The bearing block is preferably attached exclusively via the housing to the cylinder head, so it is not directly in attachment connection with this.
Der Lagerbock ist bevorzugt derart ausgebildet, dass er nach der Montage der Brennkraftmaschine, also nach dem Anordnen des Lagerbocks in dem Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls einen Innenraum des Gehäuses in Richtung des Zylinderkopfs wenigstens bereichsweise, insbesondere vollständig, verschließt. Das bedeutet, dass der Lagerbock den Innenraum in Richtung des Zylinderkopfs bevorzugt fluiddicht abschließt.The bearing block is preferably designed such that, after the assembly of the internal combustion engine, ie after arranging the bearing block in the housing of the high-pressure pump module, an interior of the housing in the direction of the cylinder head at least partially, in particular completely, closes. This means that the bearing block preferably closes the interior in the direction of the cylinder head in a fluid-tight manner.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Lagerbock vor dem Aufstecken des Gehäuses auf einem Aktuatorabschnitt der Nockenwelle angeordnet wird. Grundsätzlich kann der Lagerbock beliebig an beziehungsweise auf der Nockenwelle angeordnet sein. Beispielsweise setzt sich die Nockenwelle aus einem Nockenbetätigungsabschnitt und dem Aktuatorabschnitt zusammen, wobei letzterer beispielsweise wenigstens bereichsweise in das Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls hineinragt. Der Aktuatorabschnitt der Nockenwelle dient insoweit dem Betätigen der Hochdruckpumpe. Bevorzugt ist der Lagerbock auf diesem Aktuatorabschnitt vorgesehen beziehungsweise auf diesem angeordnet. Das bedeutet, dass die Nockenwelle beziehungsweise deren Aktuatorabschnitt mit Hilfe des Lagerbocks nach der Montage der Brennkraftmaschine gelagert ist.A further embodiment of the invention provides that the bearing block is placed on an actuator portion of the camshaft prior to attaching the housing. In principle, the bearing block can be arranged arbitrarily on or on the camshaft. For example, the camshaft is composed of a cam actuating section and the actuator section, with the latter projecting, for example, at least partially into the housing of the high-pressure pump module. The actuator section of the camshaft serves insofar as the actuation of the high-pressure pump. Preferably, the bearing block is provided on this actuator section or arranged on this. This means that the camshaft or its actuator section is supported by means of the bearing block after the assembly of the internal combustion engine.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Lagerbock bei dem Anordnen auf der Nockenwelle aus mehreren Lagerbockteilelementen zusammengesetzt wird. Bevorzugt ist der Lagerbock also mehrteilig ausgebildet und besteht aus den mehreren Lagerbockteilelementen. Diese sind beispielsweise derart ausgebildet, dass sie während der Montage der Brennkraftmaschine um die Nockenwelle herum angeordnet und nachfolgend aneinander befestigt werden, beispielsweise mit Hilfe wenigstens einer Schraubverbindung. Der Lagerbock bildet insoweit ein geteiltes Lager für die Nockenwelle aus. Das Lager ist vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet, kann jedoch auch in Form eines Wälzlagers ausgestaltet werden.A further embodiment of the invention provides that the bearing block is assembled in the arrangement on the camshaft of several bearing block sub-elements. Preferably, the bearing block is thus designed in several parts and consists of the plurality of bearing block sub-elements. These are, for example, designed such that they are arranged around the camshaft during the assembly of the internal combustion engine and are subsequently fastened to one another, for example with the aid of at least one screw connection. The bearing block forms so far a shared bearing for the camshaft. The bearing is preferably designed as a plain bearing, but can also be designed in the form of a rolling bearing.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse einen Haltearm des Lagerbocks nach dem Ausstecken wenigstens bereichsweise umgreift. Der Haltearm erstreckt sich beispielsweise ausgehend von der Nockenwelle in radialer Richtung - bezüglich einer Längsmittelachse der Nockenwelle - nach außen bis hin zu dem Gehäuse. Der Haltearm dient insoweit dem Abstützen des Gehäuses auf der Nockenwelle. Der Lagerbock weist zumindest einen Haltearm, insbesondere jedoch mehrere Haltearme auf. Der Haltearm kann auch in Umfangsrichtung - wiederum bezüglich der Längsmittelachse der Nockenwelle - durchgehend ausgebildet sein und insoweit beispielsweise tellerförmig ausgebildet sein. Insbesondere in letzterer Ausführungsform kann - wie bereits vorstehend erläutert - ein Innenraum des Gehäuses von dem Lagerbock beziehungsweise dessen Haltearm zumindest in Richtung des Zylinderkopfs dicht abgeschlossen sein.A preferred embodiment of the invention provides that the housing surrounds a support arm of the bearing block after unplugging at least partially. The holding arm extends, for example, starting from the camshaft in the radial direction - with respect to a longitudinal center axis of the camshaft - outwardly up to the housing. The support arm serves as far as supporting the housing on the camshaft. The bearing block has at least one retaining arm, but in particular a plurality of retaining arms. The holding arm can also be designed to be continuous in the circumferential direction-again with respect to the longitudinal center axis of the camshaft-and to this extent be, for example, dish-shaped. In particular, in the latter embodiment may - as already explained above - an interior of the housing of the bearing block or its support arm be sealed at least in the direction of the cylinder head.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Nockenwelle mehrteilig ist und zumindest aus einem Nockenbetätigungsabschnitt und dem Aktuatorabschnitt zusammengesetzt wird. Während selbstverständlich eine einteilige Ausführungsform der Nockenwelle realisiert werden kann, welche in diesem Fall bereichsweise in das Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls eingreift, ist sie bevorzugt mehrteilig ausgestaltet. In diesem Fall setzt sie sich wenigstens aus dem Nockenbetätigungsabschnitt und dem Aktuatorabschnitt zusammen, welche drehmomentübertragend beziehungsweise drehsteif miteinander verbunden sind. Beispielsweise weisen der Nockenbetätigungsabschnitt und der Aktuatorabschnitt zu diesem Zweck jeweils eine Zahnung auf, wobei die Zahnungen miteinander drehmomentübertragend in Eingriff stehen.A development of the invention provides that the camshaft is multi-part and is composed at least of a cam actuating section and the actuator section. While of course a one-piece embodiment of the camshaft can be realized, which in this case partially engages in the housing of the high pressure pump module, it is preferably designed in several parts. In this case, it is composed at least of the cam actuating section and the actuator section, which are connected to each other to transmit torque or torsionally rigid. For example, the cam actuating section and the actuator section each have a toothing for this purpose, wherein the toothings engage with one another in a torque-transmitting manner.
Insbesondere verfügt der Nockenbetätigungsabschnitt über eine Innenzahnung und der Aktuatorabschnitt über eine Außenzahnung, welche bei der Montage der Brennkraftmaschine ineinander gesteckt werden. Der Aktuatorabschnitt ragt nun wenigstens bereichsweise in das Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls beziehungsweise in dessen Innenraum hinein und dient insoweit dem Betätigen der Hochdruckpumpe. Bevorzugt weist der Aktuatorabschnitt ein in dem Gehäuse vorliegendes freies Ende auf, ist also in dem Gehäuse nicht beziehungsweise lediglich mittels des Lagerbocks gelagert. In particular, the cam actuating section has an internal toothing and the actuator section has an external toothing, which are inserted into one another during the assembly of the internal combustion engine. The actuator section now projects at least partially into the housing of the high-pressure pump module or into its interior and thus serves to actuate the high-pressure pump. The actuator section preferably has a free end present in the housing, ie it is not supported in the housing or merely by means of the bearing block.
Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Aktuatorabschnitt wenigstens ein Aktuatorelement aufweist, das in dem Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls angeordnet wird. Das Aktuatorelement liegt beispielsweise als Nocken vor, sodass also der Aktuatorabschnitt wenigstens bereichsweise unrund ausgestaltet ist. Das Aktuatorelement dient dem periodischen Betätigen der Hochdruckpumpe bei einer Drehbewegung der Nockenwelle.Additionally or alternatively, it can be provided that the actuator section has at least one actuator element which is arranged in the housing of the high-pressure pump module. The actuator element is present, for example, as a cam, so that therefore the actuator section is at least partially configured non-circular. The actuator element is used for periodically actuating the High pressure pump during a rotational movement of the camshaft.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Aktuatorelement derart angeordnet wird, dass es über ein Kraftübertragungselement in Wirkverbindung mit der Hochdruckpumpe steht. Das Kraftübertragungselement stellt die Wirkverbindung zwischen dem Aktuatorelement und der Hochdruckpumpe her. Zu diesem Zweck durchgreift es beispielsweise das Gehäuses des Hochdruckpumpenmoduls. Das Kraftübertragungselement ist insbesondere als Kraftübertragungsstift ausgeführt, welcher längsbeweglich in dem Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls gelagert ist. Besonders bevorzugt ist das Kraftübertragungselement federkraftbeaufschlagt, wobei die Federkraft derart ausgerichtet ist, dass das Kraftübertragungselement in Richtung des Aktuatorelements der Nockenwelle gedrängt wird.A further embodiment of the invention provides that the actuator element is arranged such that it is in operative connection with the high-pressure pump via a force transmission element. The force transmission element establishes the operative connection between the actuator element and the high-pressure pump. For this purpose, for example, it passes through the housing of the high-pressure pump module. The power transmission element is designed in particular as a power transmission pin, which is mounted longitudinally movably in the housing of the high-pressure pump module. Particularly preferably, the force transmission element is spring-loaded, wherein the spring force is oriented such that the force transmission element is urged in the direction of the actuator element of the camshaft.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hochdruckpumpe an einer Außenseite des Gehäuses befestigt wird. Das bedeutet, dass die Hochdruckpumpe nicht in dem Gehäuse angeordnet ist, sondern vielmehr wenigstens bereichsweise, insbesondere jedoch vollständig, außerhalb von diesem vorliegt. Das Befestigen der Hochdruckpumpe an der Außenseite des Gehäuses erfolgt bevorzugt nach dem Aufstecken des Gehäuses auf den Lagerbock. Auf diese Art und Weise kann ein schnelles und genaues Anbringen der Hochdruckpumpe an dem Zylinderkopf erreicht werden. Alternativ kann das Befestigen der Hochdruckpumpe an dem Gehäuse auch vor dem Aufstecken erfolgen. Entsprechend kann das gesamte Hochdruckpumpenmodul auf einfache Art und Weise an dem Zylinderkopf angeordnet und befestigt werden.A further preferred embodiment of the invention provides that the high-pressure pump is attached to an outer side of the housing. This means that the high-pressure pump is not arranged in the housing, but rather at least partially, but in particular completely, is present outside of this. The attachment of the high pressure pump on the outside of the housing is preferably carried out after attaching the housing to the bearing block. In this way, a quick and accurate attachment of the high-pressure pump to the cylinder head can be achieved. Alternatively, attaching the high-pressure pump to the housing can also be done before plugging. Accordingly, the entire high-pressure pump module can be easily arranged and fixed to the cylinder head.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Befestigen des Gehäuses an dem Zylinderkopf mittels wenigstens einer Schraubverbindung erfolgt. Wie bereits vorstehend erläutert, wird das Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls zunächst auf den Lagerbock aufgesteckt. Dies bewirkt eine Zentrierung des Hochdruckpumpenmoduls bezüglich des Zylinderkopfs, üblicherweise jedoch keine Fixierung in Umfangsrichtung. Aus diesem Grund soll das Gehäuse nach dem Aufstecken mit dem Zylinderkopf starr verbunden werden, wozu insbesondere die Schraubverbindung vorgesehen ist.Finally, it may be provided that the fastening of the housing to the cylinder head takes place by means of at least one screw connection. As already explained above, the housing of the high-pressure pump module is first attached to the bearing block. This causes a centering of the high-pressure pump module with respect to the cylinder head, but usually no fixation in the circumferential direction. For this reason, the housing should be rigidly connected to the cylinder head after plugging, including in particular the screw is provided.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, montiert gemäß den vorstehenden Ausführungen, die einen Zylinderkopf mit wenigstens einer Nockenwelle sowie ein Hochdruckpumpenmodul mit einer mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung stehenden Hochdruckpumpe aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass ein Gehäuse des Hochdruckpumpenmoduls auf einen auf der Nockenwelle angeordneten Lagerbock aufgesteckt und anschließend an dem Zylinderkopf befestigt ist. Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine beziehungsweise einer entsprechenden Vorgehensweise bei deren Montage wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The invention further relates to an internal combustion engine, mounted according to the above embodiments, which has a cylinder head with at least one camshaft and a high-pressure pump module with a standing with the camshaft in drive connection high-pressure pump. It is provided that a housing of the high-pressure pump module is mounted on a bearing block arranged on the camshaft and then attached to the cylinder head. On the advantages of such an embodiment of the internal combustion engine or a corresponding procedure in their assembly has already been noted. Both the internal combustion engine and the method can be developed according to the above explanations, so that reference is made to this extent.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
-
1 eine erste Teilschnittansicht eines Bereichs einer Brennkraftmaschine, wobei insbesondere ein Zylinderkopf sowie ein Hochdruckpumpenmodul dargestellt sind, und -
2 eine weitere Detailschnittansicht eines Bereichs der Brennkraftmaschine.
-
1 a first partial sectional view of a portion of an internal combustion engine, wherein in particular a cylinder head and a high-pressure pump module are shown, and -
2 a further detail sectional view of a portion of the internal combustion engine.
Die
Auf der Nockenwelle
Bevorzugt ist der Lagerbock
Im Längsschnitt bezüglich der Längsmittelachse
Wie bereits vorstehend angedeutet, besteht die Nockenwelle
Bei einer Montage der Brennkraftmaschine
Durch das Aufschieben beziehungsweise Aufstecken des Hochdruckpumpenmoduls
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 22
- Zylinderkopfcylinder head
- 33
- HochdruckpumpenmodulHigh-pressure pump module
- 44
- Nockenwellecamshaft
- 55
- NockenbetätigungsabschnittCam actuating portion
- 66
- Aktuatorabschnittactuator portion
- 77
- Gehäusecasing
- 99
- Lagerbockbearing block
- 1010
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 1111
- Lagerwarehouse
- 1212
- Schraubverbindungscrew
- 1313
- Haltearmholding arm
- 1414
- Anlageflächecontact surface
- 1515
- Kontaktflächecontact area
- 1616
- Innenrauminner space
- 1717
- Aktuatorelementactuator
- 1818
- Außenkonturouter contour
- 1919
- Lagerwarehouse
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |