DE10231028A1 - Equipment supply system for start-up elements in the form of hydrodynamic components and gear unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Betriebsmittelversorgungssystem für Anfahrelemente in Form hydrodynamischer Komponenten, umfassend mindestens ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden, in Getriebebaueinheiten mit einer, dem Anfahrelement nachgeschalteten, Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung, wobei Anfahrelement und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung von einem Gehäuse umschlossen sind und eine der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung zugeordnete Schmier- und/oder Steuermittelversorgungseinheit DOLLAR A - mit mindestens einer Betriebsmittelquelle, welche über ein Füllkanalsystem, umfassend wenigstens einen Füllkanal, der mit dem torusförmigen Arbeitsraum gekoppelt ist; DOLLAR A gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: DOLLAR A - Die Betriebsmittelversorgungsquelle des Betriebsmittelversorgungssystems des Anfahrelementes wird von der Steuer- und/oder Schmiermittelversorgungsquelle der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung gebildet, wobei der Betriebsmittelsumpf durch einen Betriebsmittelspiegel bestimmter Höhe charakterisiert ist; DOLLAR A - die Mündung der Verbindung zwischen Betriebsmittelsumpf und Füllkanal ist in Abhängigkeit des maximal zulässigen Gefälles, bei welcher eine Befüllung sicher ausgeschlossen werden soll, in einem Abstand in vertikaler Richtung oberhalb einer den Betriebsmittelspiegel in der Nulllage charakterisierenden Ebene von größer oder gleich dem Produkt aus einem Hundertstel der gewünschten maximal zulässigen ...The invention relates to a resource supply system for starting elements in the form of hydrodynamic components, comprising at least one pump wheel and a turbine wheel, which together form a toroidal working space, in gear units with a speed / torque conversion device connected downstream of the starting element, wherein starting element and speed / torque conversion device are combined by one Housing are enclosed and a lubrication and / or control means supply unit DOLLAR A assigned to the speed / torque conversion device - with at least one resource source, which via a filling channel system, comprising at least one filling channel, which is coupled to the toroidal working space; DOLLAR A characterized by the following features: DOLLAR A - The resource supply source of the resource supply system of the starting element is formed by the control and / or lubricant supply source of the speed / torque conversion device, wherein the resource sump is characterized by a resource level of a certain height; DOLLAR A - the mouth of the connection between the equipment sump and the filling channel is greater or equal to the product, depending on the maximum permissible gradient, at which a filling should be safely excluded, at a distance in the vertical direction above a level that characterizes the equipment level in the zero position one hundredth of the desired maximum permissible ...
Description
Die Endung betrifft ein Betriebsmittelversorgungssystem für Anfahrelemente in Form hydrodynamischer Komponenten in Betriebsmittelversorgungssystemen, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1; ferner eine Getriebebaueinheit.The ending concerns a resource supply system for starting elements in the form of hydrodynamic components in equipment supply systems, in detail with the features from the preamble of the claim 1; also a gear unit.
Getriebebaueinheiten, insbesondere in Form automatisierter Schaltgetriebe oder Automatgetriebe, sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Diese umfassen in der Regel ein Anfahrelement und diesem nachgeschaltete Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen unterschiedlichster Ausführung. Das Anfahrelement ist vorzugsweise in Form einer hydrodynamischen Komponente ausgeführt. Diese kann als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler oder hydrodynamische Kupplung ausgeführt sein. Bei dem bekannten Getriebekonzept gemäß WO 00/55519, wird eine hydrodynamische Kupplung als Anfahrelement verwendet. Diese umfaßt ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden, und ist frei von einem Leitrad. Die hydrodynamische Kupplung dient dabei lediglich der Drehzahlwandlung, nicht jedoch der Drehmomentenwandlung. Der hydrodynamischen Kupplung ist dabei mindestens ein Betriebsmittelversorgungssystem zugeordnet, welches wenigstens eine Betriebsmittelquelle umfaßt, die mit dem torusförmigen Arbeitsraum wenigstens mittelbar, d.h. über ein Füllkanalsystem, umfassend wenigstens einen Füllkanal, verbunden ist. Zur Realisierung der Schaltfunktionen im restlichen Getriebeteil, d.h. der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen, und zur Schmierung der einzelnen Komponenten ist den Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinnchtungen in der Regel ein Steuer- und Schmiermittelversorgungssystem zugeordnet. Dieses umfaßt im einfachsten Fall einen im Getriebegehäuse angeordneten Betriebsmittelsumpf. Jedes der beiden Systeme ist dabei separat ansteuerbar. Ein wesentlicher Nachteil besteht dabei darin, daß jedes System für sich allein im Hinblick auf das Gesamtbetriebsmittelversorgungssystem ausgelegt werden muss. Ferner ist der für die Betriebs- bzw. Schmiermittelquellen und Zusatzeinrichtungen beider Systeme erforderliche Bauraumbedarf zu berücksichtigen. Insbesondere erfolgt die Auslegung des Betriebsmittelvorsorgungssystems für das Anfahrelement entsprechend den spezifischen Anforderungen an dieses, d.h. Auslegung hinsichtlich der erforderlichen Füllmenge bei maximal übertragbarem Moment unter Berücksichtigung der zu Kühlzwecken erforderlichen Umlaufmenge und rasche Füllzeit. Dabei sollten ungewünschte Füllzustände sicher vermieden werden; was in der Regel über entsprechende Ventileinrichtungen charakterisiert wird. Der konstruktive Aufwand für dieses System ist somit sehr hoch.Gear units, in particular in the form of automated manual transmissions or automatic transmissions in a variety of designs known. These usually include a starting element and this downstream speed / torque conversion devices different designs. The starting element is preferably in the form of a hydrodynamic Component executed. This can be used as a hydrodynamic speed / torque converter or hydrodynamic Coupling executed his. In the known transmission concept according to WO 00/55519, a hydrodynamic Coupling used as starting element. This includes a pump wheel and a turbine wheel, which together form a toroid Form work space, and is free of a stator. The hydrodynamic clutch only serves to convert the speed, but not to convert the torque. The hydrodynamic coupling is at least one equipment supply system assigned, which comprises at least one resource source, the with the toroidal Work space at least indirectly, i.e. via a filling channel system, comprising at least a filling channel, connected is. To implement the switching functions in the rest Gear part, i.e. the speed / torque conversion devices, and for lubricating the individual components is the speed / torque conversion device usually assigned a control and lubricant supply system. This includes in the simplest case an equipment sump arranged in the gearbox. Each of the two systems can be controlled separately. An essential one The disadvantage is that each system is on its own designed with regard to the overall resource supply system must become. It is also for the operating or lubricant sources and additional equipment required space requirements of both systems. In particular the equipment supply system is designed for the starting element according to the specific requirements for this, i.e. interpretation with regard to the required filling quantity with maximum transferable Moment considering the one for cooling purposes required circulation quantity and quick filling time. Unwanted fill levels should be safe be avoided; what usually about appropriate valve devices is characterized. The design effort for this system is therefore very high high.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsmittelversorgungssystem für Anfahrelemente von Getriebebaueinheiten der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß dieses es ermöglicht, eine sichere Betriebsmittelbereitstellung zu gewährleisten, wobei insbesondere eine nicht gewünschte Befüllung der hydrodynamischen Komponente mit Sicherheit auszuschließen ist. Der konstruktive und steuerungstechnische Aufwand für das Gesamtsystem soll minimal gehalten werden.The invention is therefore the object is based on an equipment supply system for starting elements of gear units of the type mentioned in such a way that this allows, to ensure a secure supply of resources, in particular a not desired filling the hydrodynamic component can be excluded with certainty. The design and control engineering effort for the entire system should be kept to a minimum.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.The solution according to the invention is characterized by the features of claim 1 characterized. Advantageous configurations are reproduced in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist das Betriebsmittelversorgungssystem derart konzipiert, daß das Betriebsmittelversorgungssystem eines Anfahrelementes in Form der hydrodynamischen Komponente, insbesondere in Form einer hydrodynamischen Kupplung, und das Steuer- und Schmiermittelversorgungssystem der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen eine gemeinsame Betriebsmittelquelle für das Betriebsmittel und das erforderliche Steuer- bzw. Schmiermittel nutzen. Das Füllkanalsystem der hydrodynamischen Kupplung weist ferner mindestens einen, mit dem torusförmigen Arbeitsraum verbundenen Füllkanal auf. Dieser ist mit der Betriebsmittelversorgungsquelle gekoppelt. Die Kopplung erfolgt dabei direkt oder indirekt über Verbindungsleitungen. Um bei einem Verkippen des Betriebsmittelspiegels der Betriebsmittelquelle eine ungewünschte Befüllung des torusförmigen Arbeitsraumes der hydrodynamischen Komponente durch das sich aufgrund der Lageveränderung ergebenden Einlaufen von Betriebsmittel in das Füllkanalsystem des Anfahrelementes zu verhindern, wird die Mündung zwischen Betriebsmittelspiegel und Füllkanal bei der Auslegung und Dimensionierung der Getriebebaueinheit als Funktion des Abstandes der senkrecht zur Axialschnittebene des Anfahrelementes bzw. der Betriebsmittelversorgungssystem ausgerichteten Ebene, welche durch die Anordnung der Mündung charakterisiert ist, und einer parallel dazu ausgerichteten und senkrecht zur Axialschnittebene des Anfahrelementes bzw. der Getriebebaueinheit ausgerichteten und durch die Lage der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse des Betriebsmittelspiegels charakterisierten Ebene, ermittelt. Die Anordnung erfolgt dabei gegenüber einer theoretischen durch den Betriebsmittelspiegel in Nullage das Betriebsmittelversorgungssystem charakterisierenden Ebene in einem Abstand von größer oder gleich H, der sich aus dem Produkt von einem Hundertstel der maximal zulässigen Steigung in Prozent, bei welcher noch eine Befüllung sicher vermieden werden soll, und dem Abstand zwischen der Mündungsebene und der parallel dazu durch die Lage der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse des Füllspiegels charakterisierten Ebene bestimmt. Durch diese Auslegung wird eine Befüllung bei Fahrten im Gefälle mit einem Neigungswinkel bis zur maximal berücksichtigten Neigung, bei welcher eine Befüllung ausgeschlossen werden soll, vermieden.According to the invention, the equipment supply system is designed in such a way that the equipment supply system of a starting element in the form of the hydrodynamic component, in particular in the form of a hydrodynamic coupling, and the control and lubricant supply system of the speed / torque conversion devices are a common equipment source for the equipment and the necessary control or lubricant use. The filler channel system of the hydrodynamic coupling also has at least one filler channel connected to the toroidal working space. This is coupled to the resource supply source. The coupling takes place directly or indirectly via connecting lines. In order to prevent an undesired filling of the toroidal working space of the hydrodynamic component due to the change in position due to the inflow of operating fluids into the filling channel system of the starting element when the operating fluid level of the operating fluid source is tilted, the mouth between the operating fluid level and the filling channel is designed as and Function of the distance of the plane oriented perpendicular to the axial section plane of the starting element or of the equipment supply system, which is characterized by the arrangement of the mouth, and a parallel to it and oriented perpendicularly to the axial section plane of the starting element or the gear unit and by the position of the theoretical rotary or Tilt axis of the equipment level characterized plane determined. The arrangement is in relation to a theoretical level that characterizes the equipment supply system by the equipment level in zero position at a distance of greater than or equal to H, which is the product of one hundredth of the maximum permissible gradient in percent, at which filling is still to be avoided, and the distance between the mouth plane and the plane characterized in parallel by the position of the theoretical axis of rotation or tilt of the filling level. With this design, filling is carried out when driving on a slope with an angle of inclination up to the maximum inclination, at which filling should be avoided.
Ferner bedarf es durch die Nutzung des ohnehin für die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen vorhandenen Schmiermittel- und Steuermittelsumpfes als Betriebsmittelquelle keines zusätzlichen Betriebsmittelspeichers und der diesem in der Regel zugeordneten Einrichtungen, wie z. B. Filter, Kühleinrichtungen. Zudem ist die Höhe des Betriebsmittelspiegels lediglich durch die Anordnung zusätzlicher Steuereinheiten im Gehäuse und/oder den Abmessungen der leistungsübertragenden Elemente in radialer Richtung begrenzt, so dass im Gehäuse ein sehr großes Reservoir für das Betriebsmittel gebildet werden kann.It also requires through use anyway for the speed / torque conversion devices existing lubricant and control agent sump as a resource no additional Resource storage and the associated usually Facilities such as B. filters, cooling devices. In addition is the height of the resource level simply by arranging additional ones Control units in the housing and / or the dimensions of the power transmission elements in radial Direction limited, so that a very large reservoir in the housing for the Resources can be formed.
Die Angabe „Nullage" des Betriebsmittelspiegels" bezieht sich dabei auf die Ausrichtung in Einbaulage des Betriebsmittelversorgungssystems im Fahrzeug bei Betrachtung in der Ebene.The indication "zero position" of the equipment level refers here on the alignment in the installation position of the equipment supply system in Vehicle when viewed in the plane.
Bezüglich der Ausgestaltung des Füllkanalsystems besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Vorzugsweise wird jedoch zur raschen Befüllung des Anfahreiementes eine symmetrische Ausgestaltung des Füllkanalsystems gewählt. Dieses umfaßt in der Regel mindestens eine Verbindungsleitung, die in einen zentralen, mit dem torusförmigen Arbeitsraum verbundenen, Füllkanal mündet. Der zentrale Füllkanal ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet, und in Umfangsrichtung um die theoretische Rotationsachse der hydrodynamischen Komponente angeordnet. Damit kann unabhängig von der Lage der hydrodynamischen Komponente immer eine gleichmäßige Befüllung in jedem Betriebszustand realisiert werden. Die Koppelung des Füllkanals mit dem Betriebsmittelspeicher erfolgt über wenigstens eine Verbindungsleitung, wobei vorzugsweise auch hier eine Aufteilung in zwei Verbindungsteilleitungen gewünscht wird, die sich dann beidseitig um wenigstens einen Teilbereich des zentralen Füllkanals in Umfangsrichtung erstrecken. Jeder der Verbindungskanäle kann dabei für wenigstens einen oder aber vorzugsweise eine Mehrzahl von Füllkanaiteileitungen mit dem zentralen Füllkanal verbunden werden. Dabei werden vorzugsweise Ausführungen mit einer Vielzahl von Füllkanalteilleitungen angestrebt, wobei die Verbindungsstellen zwischen jeder Füllkanalteilleitung und dem zentralen Füllkanal vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand in Umfangsrichtung angeordnet sind. Durch diese symmetrische Ausführung kann gegenüber einer Ausführung mit lediglich einer einzigen Kopplung zwischen Verbindungsleitung und Füllkanal eine raschere Befüllung realisiert werden.Regarding the design of the Füllkanalsystems there are a variety of options. Preferably however, becomes a quick filling the start-up element a symmetrical design of the filling channel system selected. This includes usually at least one connection line that runs into a central, with the toroidal Work space connected, filling channel empties. The central filling channel is preferably ring-shaped formed, and in the circumferential direction around the theoretical axis of rotation arranged the hydrodynamic component. So regardless of the position of the hydrodynamic component always a uniform filling in can be implemented in any operating state. The coupling of the filling channel with the resource storage via at least one connecting line, preferably also a division into two connecting sub-lines required is, which then on both sides around at least a portion of the central filling channel extend in the circumferential direction. Each of the connection channels can doing for at least one or preferably a plurality of filling duct lines the central filling channel get connected. Versions with a large number are preferred of filling duct lines aimed at, the connection points between each filling duct line and the central filling channel preferably at an even distance are arranged in the circumferential direction. This symmetrical design can across from an execution with only a single coupling between the connecting line and filling channel faster filling will be realized.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erstrecken sich bei Aufteilung des Verbindungskanals in zwei Verbindungsteilkanäle diese in Umfangsrichtung wenigstens bis in den Bereich einer Horizontalebene, die durch die theoretische Rotationsachse der hydrodynamischen Komponente und einer Senkrechten in horizontaler Richtung zu dieser beschreibbar ist. Die Füllkanalteilleitungen erstrecken sich dann ausgehend von der durch die theoretische Rotationsachse der hydrodynamischen Komponente und einer senkrechten zu dieser in horizontaler Richtung beschreibbaren Ebene vorzugsweise beidseitig dieser in Umfangsrichtung zum zentralen Füllkanal. Diese verlaufen entweder in einer senkrechten Ebene zur Axialschnittebene oder aber einer zu dieser geneigten Ebene.According to a particularly advantageous one Embodiment extend when the connection channel is divided in two connecting subchannels this in the circumferential direction at least up to the area of a horizontal plane, through the theoretical axis of rotation of the hydrodynamic component and a perpendicular in the horizontal direction to this writable is. The filling duct sub-lines then extend from the theoretical axis of rotation the hydrodynamic component and a perpendicular to it in the horizontal direction writable plane, preferably on both sides this in the circumferential direction to the central filling channel. These either run in a vertical plane to the axial section plane or one to this inclined plane.
Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung, insbesondere aus fertigungstechnischen Gründen, sind vorzugsweise der zentrale Füllkanal und die Füllkanalteilleitungen ebenfalls in einer Ebene angeordnet. Damit wird es möglich, in axialer Richtung kleinbauende standardisierte Komponenten für Kupplungen für den Einsatz in unterschiedlichen Beiriebsmittelversorgungssystemen, welche insbesondere durch unterschiedliche Abstände L zwischen den Mündungsebenen und der Dreh- bzw. Kippachse des Betriebsmittelspiegels charakterisiert sind, zu nutzen, wobei lediglich die, die Verbindungsleitung zu den Füllteilkanälen tragenden Bauteile zur Anpassung an den konkreten Einzelfall, insbesondere zur Kopplung mit der Betriebsmittelquelle, entsprechend ausgetauscht werden müssen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist zusätzlich wenigstens ein Teil der Verbindungsleitung ebenfalls in dieser Ebene angeordnet. Die Anordnung in einer vertikalen und senkrecht zur Axialschnittebene ausgerichteten Ebene stellt eine besonders bauraumoptimale Anordnung dar. Denkbar sind jedoch auch Anordnungen in unterschiedlichen bzw. geneigt zur Vertikalrichtung ausgerichteten Ebenen. Es wird jedoch immer eine entsprechend den Bauteilgegebenheiten in axialer Richtung hinsichtlich des erforderlichen Bauraumes optimierte Ausführung gewählt. Die einzelnen Leitungen und Kanäle – Füllkanal, Verbindungsleitung und/oder Füllteilkanäle – können entweder in den einzelnen Bauteilen integriert sein oder werden von separaten Rohrelementen gebildet.In another aspect of the invention, in particular for manufacturing reasons preferably the central filling channel and the filler duct lines also arranged in one level. This makes it possible to axial direction small components for couplings for the Use in different fuel supply systems, which in particular due to different distances L between the mouth levels and the axis of rotation or tilt of the equipment level are to be used, whereby only the connecting line to the filling channels Components to adapt to the specific individual case, in particular for coupling to the resource source, exchanged accordingly Need to become. According to one a particularly advantageous embodiment is at least a part the connecting line is also arranged in this plane. The Arrangement in a vertical and perpendicular to the axial section plane aligned level represents a particularly space-optimal arrangement However, arrangements in different or inclined to the vertical direction planes. However, it always does one according to the component conditions in the axial direction with regard of the required installation space optimized design selected. The individual lines and channels - filling channel, Connection line and / or filler channels - can either be integrated in the individual components or are separate Pipe elements formed.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen Folgendes dargestellt:The solution according to the invention is described below explained by figures. It shows the following in detail:
Die
Bei der in der
Bei dem in der
In
Zur raschen und gleichmäßigen Befüllung sind
die Füllkanalleitungen
Gegenüber der in der
Die
- 11
- Getriebebaueinheittransmission unit
- 22
- Anfahrelementstarting element
- 33
- hydrodynamische Kupplunghydrodynamic clutch
- 44
- Drehzahl-/DrehmomentwandlungseinrichtungSpeed / torque converter device
- 55
- Gehäusecasing
- 5.2, 5.35.2 5.3
- Gehäuseteilhousing part
- 66
- Pumpenradimpeller
- 77
- Turbinenradturbine
- 88th
- torusförmiger Arbeitsraumtoroidal work space
- 99
- Betriebsmittelversorgungssystem des AnfahrelementesResource supply system of the starting element
- 1010
- Versorgungssystem für Schmiermittel und Steuermittelsupply system for lubricants and control means
- 1111
- Schmiermittel- und SteuerrnittelsumpfLubricant- and control agent sump
- 1212
- Schmiermittel- und SteuermittelquelleLubricant- and control resource
- 1313
- BetriebsmittelquelleResources Source
- 1414
- FüllkanalsystemFüllkanalsystem
- 1515
- Füllkanalfilling channel
- 1616
- gemeinsame, von Anfahrelement und Drehzahl-/common of starting element and speed /
- Drehmomentwandlungseinrichtung genutzteTorque converter device used
- BetriebsmittelquelleResources Source
- 1717
- BetriebsmittelspiegelOperating medium level
- 1818
- Verbindungsleitungconnecting line
- 1919
- VerbindungsteilleitungConnecting part line
- 2020
- VerbindungsteilleitungConnecting part line
- 21.1 bis 21.321.1 until March 21
- FüllkanalteilleitungFüllkanalteilleitung
- 22.1 bis 22.322.1 until March 22
- FüllkanalteilleitungFüllkanalteilleitung
- 2323
- Mündungmuzzle
- 2424
- Mündungmuzzle
- 25.1 bis 25.325.1 until March 25
- Mündung der Füllkanalteilleitungen in den zentralen FüllkanalMouth of the Filling duct sub-lines in the central filling channel
- 26.1 bis 26.326.1 until 26.3
- Mündung der Füllkanalteilleitungen in den zentralen FüllkanalMouth of the Filling duct sub-lines in the central filling channel
- 2727
- Mündungmuzzle
- AK A K
- theoretische Dreh- bzw. Kippachsetheoretical Rotation or tilt axis
- HH
- Abstand zwischen der durch den Betriebsmittelspiegel in Nullage sich einstellenden Betriebsmittelspiegel beschreibenden Ebene und der Mündung zwischen Verbindungsleitung und Fülleitungdistance between the zero set by the equipment level Resource level and the level between the mouth Connection line and filling line
- LL
- Abstand der Mündung zwischen Fülleitung und Verbindungsleitung in axialer Richtung von der senkrecht zum Axialschnitt ausgerichteten und durch die Lage der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse AK beschreibbaren EbeneDistance of the mouth between filling line and connecting line in the axial direction from the plane oriented perpendicular to the axial section and which can be described by the position of the theoretical axis of rotation or tilting axis A K
Claims (17)
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20131217 |