DE102019134483A1 - Vibration damping device - Google Patents
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Abstract
Diese Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, und die Schwingungsdämpfungsvorrichtung umfasst: ein Einmassenschwungrad (104), einen Käfig und einen Schwingungsdämpfungsflansch (109), wobei der Käfig mit dem Einmassenschwungrad (104) drehfest verbunden ist, das Einmassenschwungrad (104), der Käfig und der Schwingungsdämpfungsflansch (109) auf derselben Drehachse angeordnet sind, die Schwingungsdämpfungsvorrichtung außerdem eine Schwingungsdämpfungsfeder (108) und eine Pendelmasse (106) umfasst, ein Ende der Schwingungsdämpfungsfeder (108) am Käfig anliegen kann, das andere Ende am Schwingungsdämpfungsflansch (109) anliegen kann, so dass das Drehmoment des Käfigs mit an den Schwingungsdämpfungsflansch (109) übertragen werden kann und die Pendelmasse (106) relativ zum Schwingungsdämpfungsflansch (109) beweglich am Schwingungsdämpfungsflansch (109) montiert ist.This invention relates to a vibration damping device for a drive train of a motor vehicle, and the vibration damping device comprises: a single mass flywheel (104), a cage and a vibration damping flange (109), the cage being connected in a rotationally fixed manner to the single mass flywheel (104), the single mass flywheel (104), the cage and the vibration damping flange (109) are arranged on the same axis of rotation, the vibration damping device further comprises a vibration damping spring (108) and a pendulum mass (106), one end of the vibration damping spring (108) can rest on the cage, the other end on the vibration damping flange (109) can rest, so that the torque of the cage can be transmitted to the vibration damping flange (109) and the pendulum mass (106) is movably mounted on the vibration damping flange (109) relative to the vibration damping flange (109).
Description
Gebiet der TechnikTechnical field
Diese Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.This invention relates to a vibration damping device for a drive train of a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
In der einigermaßen vorhersehbaren Zukunft von Kraftfahrzeugen wird nach wie vor der Antrieb durch Verbrennungskraftmaschinen zum Einsatz kommen. Unabhängig von der Wahl des Getriebes sind die grundlegenden Anforderungen an die Drehmomentübertragung zwischen Motor und Getriebe identisch, das heißt, gleichzeitig mit dem Starten und dem Übertragen eines durchschnittlichen Drehmoments sollen die Drehschwingungen und die Drehungleichförmigkeiten reduziert werden. Wenn jedoch zwecks Verringerung des Kraftstoffverbrauchs die Drehzahl des Motors herabgesetzt wird, erhöht sich das Drehmoment des Motors entsprechend, und der Fahrkomfort nimmt ab. Der Hauptgrund besteht darin, dass die Drehzahlschwankungen der Kurbelwelle zunehmen und zum Beispiel die schwingungsisolierende Wirkung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung des Zweimassenschwungrads aufgrund der Erhöhung des Drehmoments des Motors geschwächt wird. Deshalb ist es erforderlich, über eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit besserer schwingungsisolierender Wirkung zu verfügen.In the somewhat predictable future of motor vehicles, the drive by internal combustion engines will continue to be used. Regardless of the choice of the gearbox, the basic requirements for torque transmission between the engine and the gearbox are identical, which means that at the same time as starting and transmitting an average torque, the torsional vibrations and the rotational irregularities are to be reduced. However, if the speed of the engine is reduced to reduce fuel consumption, the torque of the engine increases accordingly and driving comfort decreases. The main reason is that the speed fluctuations of the crankshaft increase and, for example, the vibration isolating effect of the vibration damping device of the dual mass flywheel is weakened due to the increase in the torque of the engine. It is therefore necessary to have a vibration damping device with a better vibration isolating effect.
Eine jetzige Lösung besteht im Einsatz von Zweimassenschwungrädern mit Fliehkraftpendel-Schwingungsdämpfer. Diese Schwingungsdämpfungsvorrichtung kann für Doppelkupplungsgetriebe oder Automatikgetriebe verwendet werden, und ihre Fähigkeit zur Schwingungsdämpfung ist viel höher als von einem alleinigen Zweimassenschwungrad und nochmals höher als von herkömmlichen Schwingungsdämpfern.A current solution is to use dual-mass flywheels with a centrifugal pendulum vibration damper. This vibration damping device can be used for dual clutch transmissions or automatic transmissions, and its vibration damping ability is much higher than that of a dual mass flywheel alone and even higher than that of conventional vibration dampers.
Zum Beispiel wird im chinesischen Patentdokument
Die Kosten der Bogenfedern und der großformatigen Stanzteile in dieser Art von Schwingungsdämpfungsvorrichtung sind jedoch relativ hoch, was dazu führt, dass die Kosten der gesamten Schwingungsdämpfungsvorrichtung relativ hoch sind.However, the costs of the arc springs and the large-sized stampings in this type of vibration damping device are relatively high, which means that the costs of the entire vibration damping device are relatively high.
Gegenstand der ErfindungObject of the invention
Deshalb besteht das von dieser Erfindung zu lösende technische Problem darin, eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen bereitzustellen, wobei diese Schwingungsdämpfungsvorrichtung gute Fähigkeiten zum Reduzieren von Drehschwingungen und Drehungleichförmigkeiten aufweist, die Kosten jedoch äußerst niedrig sind.Therefore, the technical problem to be solved by this invention is to provide a vibration damping device for the powertrain of automobiles, which vibration damping device has good abilities to reduce torsional vibrations and rotational nonuniformity, but the cost is extremely low.
Dieses technische Problem wird durch eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung für einen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gelöst, die ein Einmassenschwungrad, einen Käfig, einen Schwingungsdämpfungsflansch, eine Schwingungsdämpfungsfeder und eine Pendelmasse umfasst, wobei der Käfig mit dem Einmassenschwungrad drehfest verbunden ist, wobei das Einmassenschwungrad, der Käfig und der Schwingungsdämpfungsflansch auf derselben Drehachse angeordnet sind, wobei sich die Schwingungsdämpfungsfeder in Umfangsrichtung oder tangential erstreckt und ein Ende der Schwingungsdämpfungsfeder am Käfig anliegen kann und das andere Ende am Schwingungsdämpfungsflansch anliegen kann, so dass das Drehmoment am Käfig an den Schwingungsdämpfungsflansch übertragen werden kann, und wobei die Pendelmasse relativ zum Schwingungsdämpfungsflansch beweglich am Schwingungsdämpfungsflansch montiert ist.This technical problem is solved by a vibration damping device for a drive train of a motor vehicle, which comprises a single mass flywheel, a cage, a vibration damping flange, a vibration damping spring and a pendulum mass, wherein the cage is connected to the single mass flywheel in a rotationally fixed manner, the single mass flywheel, the cage damping flange and the vibration flange are arranged on the same axis of rotation, wherein the vibration damping spring extends circumferentially or tangentially and one end of the vibration damping spring can rest on the cage and the other end can rest on the vibration damping flange so that the torque on the cage can be transmitted to the vibration damping flange, and wherein the pendulum mass is movably mounted on the vibration damping flange relative to the vibration damping flange.
Gemäß der Lösung dieser Erfindung handelt es sich bei der Schwingungsdämpfungsvorrichtung um eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, die wirksam die Drehschwingungen und die Drehungleichförmigkeiten im Verlauf der Drehmomentübertragung reduzieren kann, die zum Beispiel in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen verwendet werden kann, genauer gesagt, die zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und dem Getriebe verwendet werden kann. Das Einmassenschwungrad ist mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine drehfest verbunden, wodurch die Rotationsträgheit des Einmassenschwungrads genutzt werden kann, einen Teil der von der Brennkraftmaschine abgegebenen Energie zu speichern und die Drehschwingungen zu reduzieren, so dass sich die Kurbelwelle gleichförmig dreht. Gleichzeitig überträgt das Einmassenschwungrad außerdem als Drehmomentübertragungsteil das Drehmoment von der Kurbelwelle an den mit dem Einmassenschwungrad drehfest verbundenen Käfig. Der Käfig überträgt durch die Schwingungsdämpfungsfeder das Drehmoment an den Schwingungsdämpfungsflansch. In diesem Fall umfasst der Käfig zumindest zwei Schwingungsdämpfungsfedern. Vorzugsweise vier Schwingungsdämpfungsfedern werden in der radialen Ebene des Scheibenabschnitts des Schwingungsdämpfungsflanschs gehalten. Zumindest zwei Schwingungsdämpfungsfedern sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Bei den Schwingungsdämpfungsfedern handelt es sich vorzugsweise um lineare Spiralfedern, wobei in diesem Fall die Schwingungsdämpfungsfedern sich praktisch tangential erstrecken. Deshalb werden in der Schwingungsdämpfungseinheit, die aus dem Käfig, den Schwingungsdämpfungsfedern und dem Schwingungsdämpfungsflansch gebildet wird, aufgrund der Pufferwirkung der Schwingungsdämpfungsfedern die an den Schwingungsdämpfungsflansch übertragenen Drehschwingungen stark reduziert. Am Schwingungsdämpfungsflansch ist außerdem eine Pendelbahn für die Pendelmasse angeordnet, und die Pendelmasse realisiert durch die Pendelstützstruktur relativ zur Pendelbahn eine Bewegung relativ zum Schwingungsdämpfungsflansch, wodurch eine Fliehkraftpendelvorrichtung gebildet wird. Durch das Pendeln der Pendelmasse werden die an den Schwingungsdämpfungsflansch übertragenen Drehschwingungen reduziert. Deshalb kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dieser Erfindung durch drei Schwingungsdämpfungseinheiten, nämlich das Einmassenschwungrad, die Schwingungsdämpfungseinheit mit Verwendung von Schwingungsdämpfungsfedern und die Schwingungsdämpfungseinheit mit Fliehkraftpendel, die Drehschwingungen und die Drehungleichförmigkeiten im Verlauf der Drehmomentübertragung wirksam reduzieren, wobei die Wirkung besser als bei herkömmlichen Zweimassenschwungrad-Vorrichtungen ist. Da außerdem für die Schwingungsdämpfungsvorrichtung die Verwendung von großen Bogenfedern und großformatigen Stanzteilen vermieden wird, besteht auf dem Gebiet der Kontrolle der Herstellungskosten ebenfalls eine hohe Wettbewerbsfähigkeit.According to the solution of this invention, the vibration damping device is a torque transmission device which can effectively reduce the torsional vibrations and rotational irregularities in the course of torque transmission, which can be used, for example, in drive trains of motor vehicles, more precisely between the crankshaft of the internal combustion engine and the gear can be used. The single-mass flywheel is connected in a rotationally fixed manner to the crankshaft of the internal combustion engine, as a result of which the rotational inertia of the single-mass flywheel can be used to store part of the energy given off by the internal combustion engine and to reduce the torsional vibrations, so that the crankshaft rotates uniformly. At the same time, the mass flywheel, as a torque transmission part, also transmits the torque from the crankshaft to the cage, which is non-rotatably connected to the mass flywheel. The cage transmits the torque to the vibration damping flange through the vibration damping spring. In this case, the cage comprises at least two vibration damping springs. Preferably four Vibration damping springs are held in the radial plane of the disc portion of the vibration damping flange. At least two vibration damping springs are evenly distributed in the circumferential direction. The vibration damping springs are preferably linear spiral springs, in which case the vibration damping springs extend practically tangentially. Therefore, in the vibration damping unit, which is formed from the cage, the vibration damping springs and the vibration damping flange, due to the buffering action of the vibration damping springs, the torsional vibrations transmitted to the vibration damping flange are greatly reduced. A pendulum path for the pendulum mass is also arranged on the vibration damping flange, and the pendulum mass realizes a movement relative to the oscillation damping flange through the pendulum support structure relative to the pendulum path, thereby forming a centrifugal pendulum device. By oscillating the pendulum mass, the torsional vibrations transmitted to the vibration damping flange are reduced. Therefore, the vibration damping device according to this invention by three vibration damping units, namely the single mass flywheel, the vibration damping unit using vibration damping springs and the vibration damping unit with centrifugal pendulum, can effectively reduce the torsional vibrations and the rotational nonuniformities in the course of torque transmission, the effect being better than with conventional two-mass vibration . In addition, since the use of large arc springs and large-sized stampings is avoided for the vibration damping device, there is also a high level of competitiveness in the field of controlling the manufacturing costs.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schwingungsdämpfungsfedern an der radialen Innenseite der Pendelmasse angeordnet. Dadurch ist der Pendelradius der Pendelmasse relativ groß, und die Wirkung für das Reduzieren der Drehschwingungen kann erhöht werden.In a preferred embodiment, the vibration damping springs are arranged on the radial inside of the pendulum mass. As a result, the pendulum radius of the pendulum mass is relatively large and the effect for reducing the torsional vibrations can be increased.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Schwingungsdämpfungsfedern an der radialen Außenseite der Pendelmasse angeordnet. Dadurch kann die Pufferwirkung der Schwingungsdämpfungsfedern erhöht werden.In a further preferred embodiment, the vibration damping springs are arranged on the radial outside of the pendulum mass. The buffer effect of the vibration damping springs can thereby be increased.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Käfig eine Klemmscheibe und eine Deckscheibe, die drehfest verbunden sind, wobei die Klemmscheibe und die Deckscheibe jeweils an den beiden Seiten des Schwingungsdämpfungsflanschs angeordnet sind. Dadurch können die Schwingungsdämpfungsfedern stabil gehalten werden.In an advantageous embodiment, the cage comprises a clamping disk and a cover disk which are connected in a rotationally fixed manner, the clamping disk and the cover disk being arranged on both sides of the vibration damping flange. As a result, the vibration damping springs can be kept stable.
In besonders vorteilhafter Weise ist zwischen der Klemmscheibe und dem Schwingungsdämpfungsflansch eine Dämpfungsscheibe angeordnet und ist zwischen der Deckscheibe und dem Schwingungsdämpfungsflansch eine Dämpfungsscheibe angeordnet. Dadurch wird im Verlauf des Hin-und-Her-Pendelns des Schwingungsdämpfungsflanschs relativ zum Käfig mithilfe der Dämpfungsscheibe die Energie der Drehschwingungen abgeleitet.In a particularly advantageous manner, a damping disc is arranged between the clamping disc and the vibration damping flange and a damping disc is arranged between the cover disc and the vibration damping flange. As a result, the energy of the torsional vibrations is derived during the oscillation of the vibration damping flange relative to the cage with the aid of the damping disk.
In einer möglichen Ausführungsform weist das Einmassenschwungrad einen scheibenförmigen Abschnitt und einen sich vom radialen Außenrand des scheibenförmigen Abschnitts in Axialrichtung erstreckenden ringförmigen Abschnitt auf. Durch das zusätzliche Anordnen eines ringförmigen Abschnitts an der radialen Außenseite des scheibenförmigen Abschnitts kann die Rotationsträgheit des Einmassenschwungrads erhöht werden, wodurch die im Einmassenschwungrad gespeicherte Rotationsenergie erhöht werden kann, was vorteilhaft für die Verringerung der Drehschwingungen ist. Alternativ handelt es sich bei dem Einmassenschwungrad um ein scheibenförmiges Bauteil, was vorteilhaft für ein platzsparendes Anordnen ist. Bei dem Einmassenschwungrad handelt es sich vorzugsweise um ein einteiliges Stanzteil oder Gussteil.In one possible embodiment, the single-mass flywheel has a disk-shaped section and an annular section extending in the axial direction from the radial outer edge of the disk-shaped section. By additionally arranging an annular section on the radial outside of the disk-shaped section, the rotational inertia of the single-mass flywheel can be increased, as a result of which the rotational energy stored in the single-mass flywheel can be increased, which is advantageous for reducing the torsional vibrations. Alternatively, the single-mass flywheel is a disk-shaped component, which is advantageous for a space-saving arrangement. The single-mass flywheel is preferably a one-piece stamped or cast part.
In vorteilhafter Weise ist das Einmassenschwungrad mit einer Zusatzmasse ausgestattet, wodurch die Rotationsträgheit des Einmassenschwungrads erhöht wird. Die Zusatzmasse ist durch eine Schweißverbindung oder eine Nietverbindung mit dem Einmassenschwungrad verbunden, wodurch das Herstellen eines einteiligen und großformatigen Stanzteils vermieden wird und Kosten eingespart werden können. Genauer gesagt, der Schwingungsdämpfungsflansch kann zwischen dem Einmassenschwungrad und der Zusatzmasse angeordnet werden, wodurch das Einmassenschwungrad und die Zusatzmasse die Pendelmasse am Schwingungsdämpfungsflansch einschließen, was auf die Schwingungsdämpfungseinheit mit Fliehkraftpendel eine bestimmte Schutzwirkung hat. Alternativ wird die Zusatzmasse zwischen dem Einmassenschwungrad und dem Schwingungsdämpfungsflansch angeordnet, wodurch der Platz zwischen dem Schwingungsdämpfungsflansch und dem Einmassenschwungrad voll ausgenutzt werden kann und die gesamten Abmessungen der Schwingungsdämpfungsvorrichtung verringert werden können.The single-mass flywheel is advantageously equipped with an additional mass, as a result of which the rotational inertia of the single-mass flywheel is increased. The additional mass is connected to the single-mass flywheel by a welded connection or a riveted connection, as a result of which the production of a one-piece and large-sized stamped part is avoided and costs can be saved. More specifically, the vibration damping flange can be arranged between the single-mass flywheel and the additional mass, whereby the single-mass flywheel and the additional mass enclose the pendulum mass on the vibration damping flange, which has a certain protective effect on the vibration damping unit with a centrifugal pendulum. Alternatively, the additional mass is placed between the single mass flywheel and the vibration damping flange, whereby the space between the vibration damping flange and the single mass flywheel can be fully utilized and the overall dimensions of the vibration damping device can be reduced.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform werden die Pendelmassen paarweise an den beiden axialen Seiten des Schwingungsdämpfungsflanschs angeordnet. Alternativ kann die Pendelmasse auch an der dem Einmassenschwungrad zugewandten Seite des Schwingungsdämpfungsflanschs angeordnet werden, wodurch eine platzsparende Anordnung erreicht wird.In a further possible embodiment, the pendulum masses are arranged in pairs on the two axial sides of the vibration damping flange. Alternatively, the pendulum mass can also be on the side of the vibration damping flange facing the single-mass flywheel be arranged, whereby a space-saving arrangement is achieved.
FigurenlisteFigure list
Nachstehend werden in Verbindung mit den Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung schematisch beschrieben. Bei den Zeichnungen handelt es sich um folgende:
-
1 ist eine halbe Querschnittsansicht einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß dieser Erfindung, -
2 ist eine halbe Querschnittsansicht einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung der zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß dieser Erfindung, -
3 ist eine halbe Querschnittsansicht einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung der dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß dieser Erfindung, -
4 ist eine halbe Querschnittsansicht einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung der vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß dieser Erfindung, und -
5 ist eine halbe Querschnittsansicht einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung der fünften bevorzugten Ausführungsform gemäß dieser Erfindung.
-
1 15 is a half cross-sectional view of a vibration damping device of the first preferred embodiment according to this invention, -
2nd 15 is a half cross-sectional view of a vibration damping device of the second preferred embodiment according to this invention, -
3rd 15 is a half cross-sectional view of a vibration damping device of the third preferred embodiment according to this invention, -
4th 15 is a half cross sectional view of a vibration damping device of the fourth preferred embodiment according to this invention, and -
5 Fig. 15 is a half cross sectional view of a vibration damping device of the fifth preferred embodiment according to this invention.
Konkrete AusführungsformenSpecific embodiments
Bei dem Einmassenschwungrad
Bei der Klemmscheibe
Am Scheibenabschnitt des Schwingungsdämpfungsflanschs
Der Schwingungsdämpfungsflansch
Der Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, dass in dieser Ausführungsform die Pendelmasse
Zwar werden in der vorstehenden Beschreibung mögliche Ausführungsbeispiele exemplarisch beschrieben, es sollte jedoch verstanden werden, dass weiterhin durch bekannte und darüber hinaus von Fachleuten einfach denkbare Kombinationen von technischen Merkmalen und Ausführungsformen zahlreiche Varianten von Ausführungsbeispielen bestehen. Des Weiteren sollte außerdem verstanden werden, dass die exemplarischen Ausführungsformen lediglich als Beispiele dienen und dass diese Ausführungsbeispiele in keiner Weise den Schutzumfang, die Anwendung und den Aufbau dieser Erfindung einschränken. Vielmehr geht es darum, durch die vorstehende Beschreibung den Fachleuten eine technische Anleitung für die Umsetzung zumindest einer exemplarischen Ausführungsform bereitzustellen, wobei alle Arten von Modifizierungen vorgenommen werden können, insbesondere Modifizierungen hinsichtlich des Gebiets der Funktionen und der Struktur der Teile, solange der Schutzumfang der Patentansprüche nicht verlassen wird.Although exemplary embodiments are described by way of example in the above description, it should be understood that numerous variants of exemplary embodiments continue to exist due to known combinations of technical features and embodiments that are also easily conceivable by experts. Furthermore, it should also be understood that the exemplary embodiments are merely examples, and that these exemplary embodiments in no way limit the scope, application, and structure of this invention. Rather, the foregoing description is intended to provide those skilled in the art with technical guidance for implementing at least one exemplary embodiment, all types of modifications being possible, in particular modifications with regard to the area of the functions and the structure of the parts, as long as the scope of the patent claims will not leave.
BezugszeichenlisteReference list
- 101101
- Kurbelwellecrankshaft
- 102102
- SchraubenbolzenBolts
- 103103
- KlemmscheibeClamping disc
- 104104
- EinmassenschwungradSingle mass flywheel
- 105105
- Schraubescrew
- 106106
- PendelmassePendulum mass
- 107107
- DeckscheibeCover plate
- 108108
- Federfeather
- 109109
- Schwingungsdämpfungsflansch Vibration damping flange
- 201201
- Kurbelwellecrankshaft
- 202202
- SchraubenbolzenBolts
- 203203
- KlemmscheibeClamping disc
- 204204
- EinmassenschwungradSingle mass flywheel
- 205205
- Schraubescrew
- 206 206
- PendelmassePendulum mass
- 207207
- DeckscheibeCover plate
- 208208
- Federfeather
- 209209
- Schwingungsdämpfungsflansch Vibration damping flange
- 304304
- Einmassenschwungrad Single mass flywheel
- 404404
- EinmassenschwungradSingle mass flywheel
- 409409
- SchwingungsdämpfungsflanschVibration damping flange
- 410410
- Zusatzmasse Additional mass
- 504504
- EinmassenschwungradSingle mass flywheel
- 509509
- SchwingungsdämpfungsflanschVibration damping flange
- 510510
- ZusatzmasseAdditional mass
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |