DE102014220730A1 - torsional vibration dampers - Google Patents
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- F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Flansch (22), welcher mit dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist, wobei an dem Flansch (22) Fliehgewichte (23) verlagerbar angeordnet sind, wobei die Fliehgewichte (23) und der Flansch (22) Führungsbahnen (25) aufweisen, in welche Rollenelemente (27) eingreifen zur Führung der Fliehgewichte (23) relativ zum Flansch (22), wobei zumindest ein Masseelement (28) vorgesehen ist, welches mit den Fliehgewichten (23) verbunden ist.The invention relates to a torsional vibration damper with a flange (22) which is connectable to the drive train of a motor vehicle, flyweights (23) being displaceably arranged on the flange (22), the flyweights (23) and the flange (22) having guide tracks (22). 25), in which roller elements (27) engage for guiding the centrifugal weights (23) relative to the flange (22), wherein at least one mass element (28) is provided which is connected to the flyweights (23).
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to a torsional vibration damper, in particular for the drive train of a motor vehicle.
Drehschwingungsdämpfer, auch Torsionsschwingungsdämpfer genannt, insbesondere mit einer Fliehkraftpendelvorrichtung ausgerüstet, sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Dabei ist das Fliehkraftpendel an einem Element des Antriebsstrangs befestigt, um Drehschwingungen dämpfen zu können, in dem in gewissen Phasen der Drehschwingung die Fliehgewichte des Fliehkraftpendels in Schwingungen versetzt werden, welche ihre kinetische Energie in anderen Phasen der Schwingung wieder an den Antriebsstrang abgeben. Dadurch wird in einigen Phasen der Schwingung dem Antriebsstrang Energie entzogen, die in anderen Phasen der Schwingung dem Antriebsstrang wieder zugeführt wird, was insgesamt schwingungsdämpfend wirkt.Torsional vibration dampers, also called Torsionsschwingungsdämpfer, especially equipped with a centrifugal pendulum device, are well known in the art. Here, the centrifugal pendulum is attached to an element of the drive train to dampen torsional vibrations in which the centrifugal weights of the centrifugal pendulum are vibrated in certain phases of torsional vibration, which return their kinetic energy in other phases of the vibration back to the drive train. As a result, the power train is deprived of energy in some phases of the vibration, which is fed back into the drive train in other phases of the vibration, which acts as a total vibration damping.
Bei bekannten Antriebssträngen mit einem Verbrennungsmotor werden zur Beruhigung des Antriebsstranges Fliehkraftpendel primär-, oder sekundärseitig angebracht, also insbesondere an einem Zweimassenschwungrad an einer Primärschwungmasse oder an einer Sekundärschwungmasse. Das Fliehkraftpendel nach bisher bekanntem Aufbau weist beispielsweise einen Flansch auf, der mit dem Antriebsstrang verbunden ist, wobei an dem Flansch verlagerbar angeordnete Fliehgewichte vorgesehen sind. Der Flansch ist dabei entweder primärseitig, also kurbelwellenseitig, oder sekundärseitig, also getriebeeingangswellenseitig, angeordnet. Die an dem Umfang des Flanschs verteilt angeordneten Fliehgewichte, auch Pendelmassen genannt, werden mittels Rollenelementen im Flansch verlagerbar gelagert. Das jeweilige Fliehgewicht führt dabei bei seiner Auslenkung aus der Ruhelage eine Eigenrotation um die eigene Schwerpunktsachse aus. In known drive trains with an internal combustion engine to calm the drive train centrifugal pendulum primary or secondary side mounted, so in particular on a dual mass flywheel on a primary flywheel or on a secondary flywheel. The centrifugal pendulum according to the previously known structure, for example, has a flange which is connected to the drive train, wherein on the flange displaceably arranged flyweights are provided. The flange is either primary side, ie crankshaft side, or secondary side, so gear input shaft side, arranged. The distributed on the circumference of the flange arranged flyweights, also called pendulum masses are mounted by means of roller elements in the flange displaced. The respective centrifugal weight performs during its deflection from the rest position of a self-rotation around its own center of gravity axis.
Die Fliehgewichte werden durch die Ungleichförmigkeit des Motors zum Schwingen angeregt. Aus der Auslenkung der Fliehgewichte resultiert eine Änderung der potentiellen Energie der einzelnen Fliehgewichte durch radiale Verschiebung des Schwerpunkts des Fliehgewichts. Diese Änderung der potentiellen Energie und der Anteil der kinetischen Energie aus der Eigenrotation der Fliehgewichte um ihren Schwerpunkt erzeugen ein Rückstellmoment, welches den Drehmomentschwankungen des Motors entgegensteht und diese dämpfen oder ausgleichen soll. The flyweights are excited by the non-uniformity of the engine to vibrate. The deflection of the centrifugal weights results in a change in the potential energy of the individual flyweights by radial displacement of the center of gravity of the flyweight. This change in the potential energy and the kinetic energy from the self-rotation of the centrifugal weights around their center of gravity generate a restoring moment, which opposes the torque fluctuations of the engine and should dampen or compensate for this.
Dabei sind die Rollenelemente in gekrümmten Führungsbahnen des Flanschs und der Fliehgewichte angeordnet, um die Fliehgewichte in ihrer Bewegung zu führen. Ist die Krümmung der Führungsbahnen nur gering ausgeprägt, kann dies zu Problemen im Betrieb des Fliehkraftpendels führen. Zum einen ist eine eigenständige Zentrierung der Fliehgewichte unter Umständen nicht mehr uneingeschränkt möglich, da die sich ergebende rückstellende Kraftkomponente aufgrund der potentiellen Energie dann eher klein ist und das Fliehgewicht dadurch weniger stark in seine Ruhelage zurück beaufschlagt wird. Zum anderen steigt die Gefahr des Verklemmens der Fliehgewichte aufgrund der flachen Führungsbahnen und somit kleinen Winkeln zwischen ihnen. Aufgrund der nur starken sinnvoll verwendbaren Krümmungen können dadurch sinnvollerweise nur Schwingungen höherer Ordnungen mit einem solchen Fliehkraftpendel gedämpft werden.The roller elements are arranged in curved guideways of the flange and the centrifugal weights to guide the flyweights in their movement. If the curvature of the guideways is only slightly pronounced, this can lead to problems in the operation of the centrifugal pendulum. On the one hand, an independent centering of the flyweights under certain circumstances is no longer possible without restriction, since the resulting restoring force component due to the potential energy is then rather small and the flyweight is thus less strongly applied to its rest position back. On the other hand, the risk of jamming of the flyweights due to the flat guideways and thus small angles between them increases. Due to the strong only usefully usable curvatures can reasonably be damped only higher-order vibrations with such a centrifugal pendulum.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer zu schaffen, welcher als Fliehkraftpendel ausgebildet ist und auch bei kleineren Ordnungen kontrolliert zu betreiben ist. It is the object of the present invention to provide a torsional vibration damper, which is designed as a centrifugal pendulum and is to operate in a controlled manner even with smaller orders.
Die Aufgabe der Erfindung zum Drehschwingungsdämpfer wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The object of the invention to the torsional vibration damper is achieved with the features of
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Flansch, welcher mit dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist, wobei an dem Flansch Fliehgewichte verlagerbar angeordnet sind, wobei die Fliehgewichte und der Flansch Führungsbahnen aufweisen, in welche Rollenelemente eingreifen zur Führung der Fliehgewichte relativ zum Flansch, wobei zumindest ein Masseelement vorgesehen ist, welches mit den Fliehgewichten verbunden ist. Dadurch kann die träge Masse der Fliehgewichte erhöht werden, was dazu führt, dass aktiv auf die Form und Gestalt der Führungsbahnen der Rollenelemente bei einer vorgegebenen Ordnung der gedämpften Schwingungen Einfluss zu nehmen. Dadurch kann auch erreicht werden, dass das maximal erreichbare Drehmoment gesteigert wird, und die Geräuschproblematik durch eine gleichmäßigere Bewegung der Fliehgewichte verbessert wird. Auch erreicht die Einflussnahme auf das Aussehen der Rollbahngestalt, dass die Bewegung der Fliehgewichte in eine gewünschte Form gebracht werden kann, so dass gegebenenfalls auch vorhandene Bauräume besser ausgenutzt werden können. Mit dem Masseelement wird auch eine Synchronisierung der Fliehgewichte erreicht, was insbesondere auch Geräuschvorteile hat.An embodiment of the invention relates to a torsional vibration damper with a flange which is connectable to the drive train of a motor vehicle, wherein centrifugal weights are arranged displaceably on the flange, wherein the flyweights and the flange guide tracks, in which engage roller elements for guiding the flyweights relative to the flange, wherein at least one mass element is provided, which is connected to the centrifugal weights. As a result, the inertial mass of the centrifugal weights can be increased, which leads to actively influence the shape and shape of the guideways of the roller elements at a predetermined order of the damped oscillations. This can also be achieved that the maximum achievable torque is increased, and the noise problem is improved by a more uniform movement of the centrifugal weights. Also, the influence on the appearance of the runway shape achieved that the movement of the flyweights can be brought into a desired shape, so that, where appropriate, existing space can be better utilized. With the mass element and a synchronization of the centrifugal weights is achieved, which in particular also has noise advantages.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Masseelement als Ringelement ein Massering ist. So können die Fliehgewichte auf eine einfache Weise miteinander gekoppelt werden, die am Umfang des Flanschs verteilt angeordnet sind.It is advantageous if the mass element is a mass ring as a ring element. Thus, the centrifugal weights can be coupled to one another in a simple manner, which are arranged distributed on the circumference of the flange.
So ist es vorteilhaft, wenn das Masseelement den Flansch und/oder die Fliehgewichte radial außen umgreift oder von dem Flansch und/oder von den Fliehgewichten radial außen umgriffen wird. Dadurch kann eine einfache Kopplung bei axial schmaler Gestaltung bzw. bei radial kleiner Gestaltungerreicht werden. Thus, it is advantageous if the mass element surrounds the flange and / or the centrifugal weights radially on the outside or from the flange and / or from The centrifugal weights are encompassed radially outward. As a result, a simple coupling can be achieved with an axially narrow design or with a radially smaller design.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Masseelement in einer Ebene angeordnet ist, die benachbart zu einer Ebene angeordnet ist, in welcher der Flansch und/oder die Fliehgewichte angeordnet sind oder das Masseelement in einer Ebene angeordnet ist, welche die Ebene ist, in welcher der Flansch und/oder die Fliehgewichte angeordnet sind. Auch dadurch kann ebenso eine bauraumsparende Bauweise erreicht werden.Also, it is advantageous if the mass element is arranged in a plane which is arranged adjacent to a plane in which the flange and / or the flyweights are arranged or the mass element is arranged in a plane which is the plane in which the Flange and / or flyweights are arranged. This also allows a space-saving design can be achieved.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Masseelement mittels Verbindungsarmen mit den Fliehgewichten verbunden ist. Dadurch kann das Masseelement beabstandet und gegebenenfalls mit Übersetzung mit den Fliehgewichten verbunden sein.It is particularly advantageous if the mass element is connected to the centrifugal weights by means of connecting arms. As a result, the mass element can be spaced apart and optionally connected with translation with the centrifugal weights.
Auch ist es vorteilhaft, wenn zumindest einzelne Fliehgewichte oder alle Fliehgewichte mittels jeweils zumindest eines Verbindungsarms mit dem Masseelement verbunden ist. Die Verwendung jeweils eines Verbindungsarms bewirkt eine Anbindung mit definierter Übersetzung von 1. Bei jeweils mehreren Verbindungsarmen kann eine größere Übersetzung und gegebenenfalls eine veränderliche Übersetzung erreicht werden.It is also advantageous if at least individual centrifugal weights or all centrifugal weights by means of at least one connecting arm is connected to the mass element. The use of one connecting arm in each case brings about a connection with a defined ratio of 1. For each of a plurality of connecting arms, a larger ratio and possibly a variable ratio can be achieved.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen den Fliehgewichten und dem Masseelement mit einer Übersetzung von 1 erfolgt und ein Drehwinkel eines Fliehgewichts einem Drehwinkel des Masseelements entspricht.It is also advantageous if the connection between the centrifugal weights and the mass element takes place with a ratio of 1 and a rotational angle of a centrifugal weight corresponds to a rotational angle of the mass element.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest einzelne Fliehgewichte oder alle Fliehgewichte mittels jeweils zumindest einer Anordnung mehrerer Verbindungsarme mit dem Masseelement verbunden ist. Dadurch kann eine Verbindung mit Übersetzung erreicht werden.It is particularly advantageous if at least individual centrifugal weights or all centrifugal weights are connected to the mass element by means of at least one arrangement of a plurality of connecting arms. This allows a connection to be achieved with translation.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen den Fliehgewichten und dem Masseelement mit einer Übersetzung von ungleich 1 erfolgt und ein Drehwinkel eines Fliehgewichts zu einem Drehwinkel des Masseelements unterschiedlich ist. So kann eine Verbesserung erzielt werden, weil die zu speichernde kinetische Energie mit der höheren Übersetzung bei etwa gleichem Bauraum zunimmt. It is also advantageous if the connection between the centrifugal weights and the mass element takes place with a ratio of unequal to 1 and a rotational angle of a centrifugal weight is different to a rotational angle of the mass element. Thus, an improvement can be achieved because the kinetic energy to be stored increases with the higher gear ratio with approximately the same installation space.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen den Fliehgewichten und dem Masseelement mit einer veränderlichen Übersetzung ausgebildet ist. So kann die Übersetzung mit steigendem Drehwinkel zunehmen, was die zu speichernde kinetische Energie steigert.It is also advantageous if the connection between the centrifugal weights and the mass element is formed with a variable ratio. Thus, the translation can increase with increasing angle of rotation, which increases the kinetic energy to be stored.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert: The present invention will be explained in more detail below with reference to preferred exemplary embodiments in conjunction with the associated figures:
Dabei zeigt:Showing:
Die
Das Fliehkraftpendel
Die Fliehgewichte
Vorteilhaft ist es, wenn die Fliehgewichte
Dabei sind die beiderseits des Flanschs angeordneten Fliehgewichte miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam verlagerbar sind. Die in den Fliehgewichten
Die Krümmung der Führungsbahn
Das Fliehkraftpendel
Die in den Fliehgewichten
Die Krümmung der Führungsbahn
Die
Durch das zusätzliche Masseelement, das an die Fliehgewichte angekoppelt ist, wird die zu beschleunigende Masse erhöht, weil nicht nur die Fliehgewichte zu beschleunigen sind, sondern auch das mit diesen Fliehgewichten gekoppelte Masseelement. Dadurch erhöht sich die aufgewendete kinetische Energie des Fliehkraftpendels bzw. des Gesamtsystems, welche ohne das Masseelement nur aus der translatorischen Energie aus der Bewegung des Fliehgewichts entlang seiner Schwerpunktsbahn und der rotatorischen Energie des Fliehgewichts aus der Rotation um seinen Massenschwerpunkt resultiert. Durch die Kopplung des Masseelements insbesondere als Ringmasseelement an die Fliehgewichte erhöht sich die kinetische Energie um den Anteil der rotatorischen Energie des Masseelements um die Drehachse bzw. um die Kurbelwellenachse, wenn diese die Drehachse darstellt. Due to the additional mass element, which is coupled to the flyweights, the mass to be accelerated is increased because not only the centrifugal weights are to be accelerated, but also coupled with these flyweights mass element. This increases the kinetic energy of the centrifugal pendulum or of the entire system, which without the mass element only results from the translatory energy from the movement of the centrifugal weight along its center of gravity and the rotational energy of the centrifugal weight from the rotation about its center of mass. By coupling the mass element in particular as a ring mass element to the flyweights, the kinetic energy increases by the proportion of the rotational energy of the mass element about the axis of rotation or about the crankshaft axis, if this represents the axis of rotation.
Zum einen kann die Kopplung des zusätzlichen Masseelements unmittelbar an die Fliehgewichte erfolgen, also mit einer Übersetzung von 1 oder alternativ kann eine Kopplung mit einem von 1 verschiedenen Übersetzungsverhältnis vorgesehen sein. Mittels des von 1 verschiedenen Übersetzungsverhältnisses zwischen Fliehgewichten und dem zusätzlichen Masseelement kann die zusätzliche Energiekomponente noch weiter erhöht werden. Die erhöhte kinetische Energie ist gemäß Energieerhaltungssatz durch eine größere potentielle Energie zu kompensieren. Die potentielle Energie des Systems resultiert jedoch nur aus dem radialen Wandern der Fliehgewichte im Fliehkraftfeld. Eine größere potentielle Energie wird demnach nur durch eine größere radiale Differenz des Massenschwerpunkts von dem Fliehgewicht zur Drehachse erreicht, die Schwerpunktsbahn des Fliehgewichts wird stärker gekrümmt und die weiter oben im Text genannten Probleme können umgangen werden. On the one hand, the coupling of the additional mass element can take place directly on the centrifugal weights, that is to say with a ratio of 1 or, alternatively, a coupling with a transmission ratio different from 1 can be provided. By means of the transmission ratio between centrifugal weights and the additional mass element, which is different from 1, the additional energy component can be increased even further. The increased kinetic energy is to be compensated according to energy conservation law by a larger potential energy. However, the potential energy of the system results only from the radial migration of flyweights in the centrifugal force field. A greater potential energy is thus achieved only by a larger radial difference of the center of gravity of the centrifugal weight to the axis of rotation, the center of gravity of the centrifugal weight is curved more and the problems mentioned above in the text can be bypassed.
Wenn das zusätzliche Masseelement mit allen Fliehgewichten gekoppelt ist, wird gleichzeitig eine Synchronisierung der Fliehgewichte durchgeführt, was auch zu einer Verringerung der Geräuschentwicklung aufgrund der Bewegung der Fliehgewichte und zu einer Entlastung der Bauteile führt.If the additional mass element is coupled with all centrifugal weights, a synchronization of the centrifugal weights is carried out at the same time, which also leads to a reduction of the noise due to the movement of the centrifugal weights and to a discharge of the components.
Der oben beschriebene Gedanke der Verwendung eines zusätzlichen Masseelements unter Ankopplung an die Fliehgewichte wird in den
Die
Die Fliehgewichte
Die in den Fliehgewichten
Der Drehschwingungsdämpfer der
Der Verbindungsarm
Nicht zu erkennen ist, dass das Masseelement
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die radial innere Verbindung
Das Ausführungsbeispiel der
Zur Kopplung der Fliehgewichte
Über den Verbindungsarm
Das Ausführungsbeispiel der
Zur Kopplung der Fliehgewichte
Außer den aufgeführten Varianten sind weitere Varianten mit anderen Verbindungsarten und verschiedenen Verbindungselementen gemäß des Erfindungsgedankens möglich. Als Beispiele für Verbindungselemente sind neben starren Verbindungsarmen ebenso etwa Blattfedern, Druckfedern, Stäbe, Seile, Drähte etc. möglich. Verbindungsarten können neben Bolzen- und Lagerverbindungen gegebenenfalls teilweise auch entfallen und beispielsweise durch Blattfedern oder ähnliches ersetzt werden. In addition to the variants listed, other variants with other types of connection and different connecting elements according to the inventive idea are possible. As examples of connecting elements as well as rigid connecting arms as well as leaf springs, compression springs, rods, cables, wires, etc. are possible. In addition to bolt and bearing connections, connection types can optionally also be partially omitted and replaced, for example, by leaf springs or the like.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ist es auch vorteilhaft, wenn das Übersetzungsverhältnis nicht konstant ist und die Winkelgeschwindigkeit für das Fliehgewicht und das Masseelement nicht gleich ist. Über das Übersetzungsverhältnis kann jedoch Einfluss auf die Bewegung des Masseelements genommen werden, so dass ein Optimum existiert, in welchem die maximale Energie für die gegebenen Eingangsgrößen der Pendel und Ringmasse gefunden werden kann. In the embodiments shown, it is also advantageous if the gear ratio is not constant and the angular velocity for the flyweight and the mass element is not equal. However, the transmission ratio can be used to influence the movement of the mass element, so that there is an optimum in which the maximum energy can be found for the given input variables of the pendulum and ring mass.
Die Verbindung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 22
- Flansch flange
- 33
- Fliehgewicht flyweight
- 44
- Bohrung drilling
- 55
- Führungsbahn guideway
- 66
- Achse axis
- 77
- Rollenelement roller element
- 88th
- Führungsbahn guideway
- 1111
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 1212
- Flansch flange
- 1313
- Fliehgewicht flyweight
- 1515
- Führungsbahn guideway
- 1616
- Achse axis
- 1717
- Rollenelement roller element
- 2121
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 2222
- Flansch flange
- 2323
- Fliehgewicht flyweight
- 2525
- Führungsbahn guideway
- 2626
- Achse axis
- 2727
- Rollenelement roller element
- 2828
- Masseelement mass element
- 2929
- Verbindungselement connecting element
- 3030
- Verbindungsarm connecting arm
- 3131
- Verbindung connection
- 3232
- Verbindung connection
- 3333
- Verbindungsarm connecting arm
- 3434
- Verbindungsarm connecting arm
- 3535
- Verbindung connection
- 3636
- Verbindung connection
- 3737
- Verbindung connection
- 3838
- Verbindungsarm connecting arm
- 3939
- Verbindung connection
- 5151
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 7171
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
Claims (10)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102014220730.4A DE102014220730A1 (en) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | torsional vibration dampers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102014220730A1 true DE102014220730A1 (en) | 2016-04-14 |
Family
ID=55644117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102014220730.4A Withdrawn DE102014220730A1 (en) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | torsional vibration dampers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2014
- 2014-10-14 DE DE102014220730.4A patent/DE102014220730A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |