DE2849988A1 - HYDRAULIC SWIVEL MOTOR - Google Patents
HYDRAULIC SWIVEL MOTORInfo
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Description
24 299 GHiie24 299 GHiie
284991284991
GOD Maschinenbau
Handels- xtnä. ServiceGOD mechanical engineering
Commercial xtnä. service
SOOO MünchenSOOO Munich
Hydraulischer SchwenkmotorHydraulic swing motor
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwenkmotor mit Flüssigkeitsantrieb, dessen Welle in einem Gehäuse mit einem diese konzentrisch umgebenden ringförmigen Raum gelagert ist, wobei der Raum durch zwei Flügel in zwei Kammern unterteilt ist, von denen einer am Gehäuse und der andere an der Welle befestigt ist, und wobei die die Antriebsflüssigkeit zu- und abführenden Leitungen beidseits des gehäusefesten oder wellenfesten Flügels in die Kammern münden.The invention relates to a hydraulic swivel motor with Liquid drive, the shaft of which is mounted in a housing with an annular space concentrically surrounding it, the space being divided into two chambers by two blades, one on the housing and the other on the shaft is attached, and the lines supplying and removing the drive fluid on both sides of the housing or the shaft The wings open into the chambers.
Mit Drucköl betriebene hydraulische Schwenkmotore dieser Art, bei denen entweder das Gehäuse oder die Welle feststehen und dementsprechend die Antriebsflüssigkeit entweder durch das Gehäuse oder die Wellenstirnseiten zugeführt wird, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie weisen üblicherweise als Kolben und Widerlager für die Druckölsäule dienende Flügel auf, deren Querschnitte rechteckig sind oder aus Rechtecken mit halbkreisförmig abgerundeten gegenüberliegenden Seiten bestehen. Die bekannten hydraulischen Schwenkmotore weisen insbesondere den Nachteil auf, daß sich der ringförmige Zylinderraum nur mit erheblichenHydraulic swing motors of this type operated with pressurized oil, in which either the housing or the shaft are stationary and accordingly the drive fluid is supplied either through the housing or the shaft end faces are in different embodiments known. You wise Usually serving as a piston and abutment for the pressure oil column on wings, the cross-sections of which are rectangular are or consist of rectangles with semicircular rounded opposite sides. The well-known hydraulic Swing motors have the particular disadvantage that the annular cylinder space can only move with considerable
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Schwierigkeiten und nur unvollkommen abdichten läßt, so daß es zu einem Druckausgleich zwischen den Kammern und einem Durchtritt von iecköl zwischen dem Gehäuse und der Welle kommen kann*Difficulties and only imperfectly seal, so that there is a pressure equalization between the chambers and a passage of reverse oil between the housing and the shaft can*
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher„ einen hydraulischen Schwenkmotor zu schaffen* der sich in einfacher Weise gut abdichten läßt und dessen Herstellungsaufwand gering ist.The object of the present invention is therefore “ to create a hydraulic swivel motor * which can be sealed easily in a simple manner and whose manufacturing cost is low.
Diese Aufgabe wird bei einem Schwenkmotor der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Welle eine radiale Scheibe trägt, die mit einer dieser konzentrisch umgebenden, im Querschnitt halbkreisförmigen Nut versehen ist, daß die Scheibe mit ihrer mit der Nut versehenen ebenen Stirnfläche plan auf einer radMen ebenen Bodenfläche des Gehäuses aufliegt, die eine entsprechende umlaufende, im Querschnitt halbkreisförmige Nut aufweist, die mit der Nut der Scheibe einen mittig geteilten torusförmigen Ringraum bildet, und daß in der Nut der Scheibe sowie in der gehäuseseitigen Nut je ein torussektorförmiger Flügel, dessen kreisförmiger Querschnitt einen Radius aufweist, der dem Radius der Nuten entspricht, befestigt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Schwenkmotor wird eine gute Abdichtung des torusförmigen Ringraums gegen das Gehäuse und die Welle in einfacher Weise dadurch erreicht, daß die an die ringförmigen Nuten angrenzenden ebenen Flächen der Scheibe und des Gehäuses dichtend gegeneinander gepreßt werden. Eine geringe, durch den Spalt zwischen den aufeinandergepreßten Flächen tretende Leckmenge der Äntriebsflussigkeit ist durchaus erwünscht, da diese einen hydrostatischen Druckölfilm zwischen den Flächen bildet und die Reibung beim Verdrehen der Flächen gegeneinander vermindert. Die durch den Spalt in Richtung auf die Welle tretende Leckölmenge kann sogleich zur Schmierung der die Welle in dem Gehäuse lagernden Wälzlager verwendet werden, wobei die Scheibe zweckmäßigerweise mit einer axialenIn the case of a swivel motor, this task is the one specified at the beginning Type solved according to the invention in that the shaft carries a radial disk, which with one of these concentrically surrounding, is provided with a semicircular groove in cross section that the disc with its flat end face provided with the groove rests flat on a radMen flat bottom surface of the housing, which has a corresponding circumferential, in cross-section has semicircular groove which forms a centrally divided toroidal annular space with the groove of the disc, and that in the groove of the disk as well as in the groove on the housing side each have a toroidal sector-shaped wing with a circular cross-section has a radius corresponding to the radius of the grooves, is attached. In the swing motor according to the invention a good seal of the toroidal annulus against the Housing and the shaft achieved in a simple manner that the adjacent to the annular grooves flat surfaces of the Disc and the housing are pressed against each other in a sealing manner. A small one, through the gap between the pressed together Surface leakage of the drive fluid is absolutely desirable, as this has a hydrostatic pressure oil film between the surfaces and the friction when turning the surfaces decreased against each other. The amount of oil leaking through the gap in the direction of the shaft can immediately be used for lubrication the roller bearings supporting the shaft in the housing are used, the disc expediently with an axial
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Bohrung versehen ist, damit ein Teil der schmierenden Leckölmenge auch zu dem auf der anderen Scheibenseite befindlichen Wälzlager gelangt.Bore is provided so that part of the lubricating leakage oil quantity also reaches the roller bearing located on the other side of the disk.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schwenkmotors weist den besonderen Vorteil auf, daß die hydraulische ÄntriebsfLässigkeit, in der 1OO bar übersteigende Drücke herrschen können, die Welle über die Scheibe nur in axialer Richtung belastet, so daß Durchbiegungen der Welle "wie bei bekannten Schwenkmotoren nicht zu befürchten sind, bei denen das in der unter hohem Druck stehenden Kammer befindliche Antriebsmedium bestrebt ist, die Welle in Richtung auf die gegenüberliegende druckentlastete Kammer durchzubiegen.The inventive design of the swivel motor has the particular advantage that the hydraulic drive fluidity, in the 1OO bar exceeding pressures can prevail, the shaft is only loaded in the axial direction via the disk, so that Deflection of the shaft "as with known swing motors not are to be feared in which the drive medium located in the high pressure chamber strives to the Bend the shaft in the direction of the opposite pressure-relieved chamber.
Weiterhin lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Schwenkmotor mit niedrigeren Drücken der Antriebsflüssigkeit und kleineren Querschnittsflächen der Flügel gleichgroße oder größere Drehmomente als mit bekannten Schwenkmotoren erzeugen, weil bei dem erfindungsgemäßen Schwenkmotor der Flügel im Abstand von der Welle an der Scheibe befestigt ist, so daß der Hebelarm, an dem die von der Druckflüssigkeit beaufschlagte wirksame Flügelfläche befestigt ist, beträchtlich verlängert ist.Furthermore, with the swivel motor according to the invention, lower pressures of the drive fluid and lower pressures Generate cross-sectional areas of the wing equal or greater torques than with known swing motors, because at the swing motor according to the invention, the wing is attached to the disc at a distance from the shaft, so that the lever arm, on which the effective wing surface acted upon by the pressure fluid is attached, is considerably elongated.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Schwenkmotors ist dadurch vereinfacht, daß die Nuten sowie die Trennflächen durch Drehen und Schleifen hergestellt werden können.The manufacture of the swivel motor according to the invention is simplified in that the grooves and the parting surfaces are through Turning and grinding can be made.
Insbesondere ist der kreisförmige Querschnitt der Flügel vorteilhaft, da dieser die Verwendung handelsüblicher Zylinderdichtungen gestattet, die einen Druckausgleich zwischen den Kammern durch übertritt von Antriebsflüssigkeit wirksam verhindern .In particular, the circular cross-section of the wings is advantageous because it allows the use of commercially available cylinder seals allowed, which effectively prevent pressure equalization between the chambers due to the transfer of drive fluid .
Zur Erzeugung des notwendigen Anpreßdrucks der Trennflächen aufeinander kann das Gehäuse mit seiner zu der mit der NutIn order to generate the necessary contact pressure between the separating surfaces, the housing with its to that with the groove
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versehenen Wand parallelen gegenüberliegenden Wand auf der nutfreien Scheibenrückseite aufliegen. Um jedoch zu verhindern* daß durch diese Ausgestaltung die Reibung zwischen den auifein— anderliegenden Flächen nicht zu groß wird, ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, daß die gegenüberliegende Wand des Gehäuses mit einer Ringnut versehen ist. Das durch die Spalte zwischen der Scheibe und dem Gehäuse tretende Drucköl gelangt in diese Ringnut und baut dort einen Druck auf, der gegenüber dem Einspeisdruck durch die Drosselung beim Durchtritt durch die zwischen den aufeinanderliegenden Flächen gebildeten Spalte verringert ist. Durch die in der Ringnut befindliche, unter Druck stehende Antriebsflüssigkeit wird ein hydrostatischer Druckausgleich geschaffen, so daß durch die unter Druck stehende Antriebsflüssigkeit die Scheibe nicht mit zu hohen, eine unerwünscht große Reibung hervorrufenden Kräften gegen das Gehäuse angedrückt wird. Die Scheibe ist gleichsam schwimmend zwischen den sich auf diese legenden Gehäuseflächen eingespannt, was einerseits eine gute Abdichtung schafft und andererseits eine reibungsarme Drehung der aheibe in dem Gehäuse ermöglicht.provided wall parallel opposite wall rest on the groove-free rear of the pane. However, to prevent * that the friction between the superimposed surfaces does not become too great as a result of this configuration, is an advantageous one Further development provided that the opposite wall of the housing is provided with an annular groove. That through the gap between the disc and the housing passing pressurized oil enters this annular groove and there builds up a pressure that compared to the feed pressure due to the throttling when passing through the areas formed between the surfaces lying on top of one another Column is decreased. The pressurized drive fluid located in the annular groove causes a hydrostatic pressure equalization created so that the disc is not with the pressurized drive fluid too high, an undesirably large friction causing forces is pressed against the housing. The disc is as it were floating between the housing surfaces lying on this clamped, which on the one hand creates a good seal and on the other hand a low-friction rotation of the wheel in the housing enables.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die dem hydrostatischen Druckausgleich dienende Ringnut über eine Drosselstrecke mit einer die Leckflüssigkeit abführenden Leitung verbunden ist. Durch die Abführung der Leckflüssigkeit ist einerseits ein ständiger Schmiermittelfluß gewährleistet und andererseits sichergestellt, daß sich der hydrostatische Druck in dem Ringraum jeweils den Druckverhältnissen in dem torusförmigen Ringraum anpaßt.In a further embodiment of the invention it is provided that the annular groove serving for hydrostatic pressure equalization over a throttle section is connected to a line discharging the leakage fluid. By discharging the leakage fluid on the one hand a constant flow of lubricant is guaranteed and on the other hand it is ensured that the hydrostatic Pressure in the annular space each adjusts the pressure conditions in the toroidal annular space.
Die Drosselstrecke ist zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß über diese ständig eine so große Menge von Leckflüssigkeit abgeführt wird, daß in der Ringnut ein einen Druckausgleich bewirkender Gegendruck aufrechterhalten bleibt. Herrscht auf der Einspeisungsseite lediglich der Ruhedruck, der üblicherweise höchstens 8 bis 10 bar betragen wird, kann über die Drosselstrecke der Druck in dem durch die Ringnut gebildeten Ringraum vollständig abgebaut werden, weil der Ruhedruck nicht ausreicht, um das Gehäuse und dessen Verschraubungen so weit in axialer Richtung zu dehnen, daß nennenswerte Mengen von Lecköl durch die Spalte treten. f}3flO?2/fl?81The throttle section is expediently designed in such a way that such a large amount of leakage fluid is constantly flowing through it is dissipated that a pressure equalization effecting counterpressure is maintained in the annular groove. Prevails on the feed side, only the idle pressure, which will usually be a maximum of 8 to 10 bar, can be passed through the throttle section the pressure in the annular space formed by the annular groove can be completely reduced because the static pressure is not sufficient to cover the housing and its screw connections so far to stretch in the axial direction that significant amounts of leakage oil pass through the gap. f} 3flO? 2 / fl? 81
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Des weiteren wird durch die Drosselstrecke ein Bruckabbau in. den Lagern ermöglicht, wenn in den Kammern der Druck absinkt oder diese drucklos werden.Furthermore, the throttle section will reduce the bridge in. allows the bearings when the pressure drops in the chambers or they are depressurized.
Der Durchmesser der Ringnut ist dem Durchmesser des torusför— migen Ringraums angepaßt, so daß ein optimaler Druckausgleich sichergestellt werden kann.The diameter of the ring groove is the same as the diameter of the toroidal adapted to moderate annulus, so that an optimal pressure equalization can be ensured.
Nach einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Scheibenrückseite ebenfalls mit einer konzentrischen, im Querschnitt halbkreisförmigen Nut versehen ist, die mit einer in der angrenzenden Gehäusewandung befindlichen Nut einen zweiten torusförmigen Ringraum bildet, in dem einerseits der mit der Scheibe und andererseits der mit der Gehäusewandung verbundene torussektorförmige Flügel befestigt ist. Durch diese Ausgestaltung wird nicht nur eine Verdoppelung des Drehmoments, sondern auch ein besonders guter, vollständiger hydrostatischer Druckausgleich erreicht. Auf besondere Speise- und Rückführleitungen für den zweiten torusförmigen Ringraum kann verzichtet werden, wenn die Scheibe mit entsprechenden Durchtrittsbohrungen versehen wird.According to a further, particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the rear side of the pane also is provided with a concentric, in cross-section semicircular groove, which with one in the adjacent housing wall located groove forms a second toroidal annular space in which on the one hand the one with the disc and on the other hand the toroidal sector-shaped wing connected to the housing wall is attached. This configuration not only results in a doubling of the torque, but also a particularly good, complete hydrostatic pressure equalization achieved. On special feed and return lines for the second toroidal Annular space can be dispensed with if the disc is provided with appropriate through-holes.
Eine einseitige Drehmomentbelastung der Scheibe wird verhindert, wenn in den zur Scheibenmittelebene spiegelbildlich angeordneten Nuten die beidseits der Scheibe angeordneten torussektorförmigen Flügel versetzt zueinander angeordnet sind. In diesem Falle müssen allerdings besondere Zu- und Abführungsleitungen für die AntriebsfLüssigkeit vorgesehen werden.A one-sided torque load on the disk is prevented if they are arranged in a mirror-inverted manner to the disk center plane Grooves which are arranged in the form of toroidal sector blades on both sides of the disc are offset from one another. In this case However, special supply and discharge lines must be provided for the drive fluid.
Gute Gleiteigenschaften im Bereich der Mischreibung zwischen den die Trennspalte bildenden Flächen, werden erreicht, wenn die Scheibe aus einem Nitrierstahl und das Gehäuse aus Sphäroguß besteht.Good sliding properties in the area of mixed friction between the surfaces forming the separating gaps are achieved if the disc is made of nitrided steel and the housing is made of ductile iron.
Mit dem erfindungsgemäßen Schwenkmotor läßt sich ein Schwenkwinkel erreichen, der 360° minus den von den torussektorförmigen Flügeln eingenommenen Winkelbereichen beträgt.With the swivel motor according to the invention, a swivel angle can be achieved reach, which is 360 ° minus the angular areas occupied by the toroidal sector-shaped wings.
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Besonders vorteilhaft ist, daß sich der erfindungsgemäße Schwenkmotor mit kurzer axialer Länge bauen läßt, was ihn für viele Einsatzfälle als besonders geeignet erscheinen läßt.It is particularly advantageous that the inventive Swing motor can be built with a short axial length, which makes it appear particularly suitable for many applications.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteranSprüchen beschrieben worden.Further advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In this shows
Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Schwenkmotor / Fig. 1 is an axial section through the swivel motor /
Fig. 2 eine Stirnansicht des Schwenkmotors nach Fig. 1
undFIG. 2 is an end view of the swivel motor according to FIG. 1
and
Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Schwenkmotors mit zwei torusförmigen Ringräumen.3 shows an axial section through another embodiment of a swivel motor with two toroidal annuli.
Das Gehäuse 5 des Schwenkmotors besteht aus einem topfförmigen Grundkörper 1, der durch den Deckel 2 geschlossen ist. Der Deckel 2 ist auf dem Grundkörper 1 durch zwei in Bohrungen eingesetzte Spannstifte 3 zentriert, die gleichzeitig auch der Aufnahme der durch das Drehmoment hervorgerufenen Sch_erkräfte dienen. Weiterhin ist der Deckel 2 mit einem Absatz versehen, so daß er mit seinem Mittelteil 7 in den zylindrischen Innenraum 8 des Grundkörpers 1 einschxebbar ist. Der Deckel 2 ist mit dem Grundkörper 1 durch eine ausreichende Anzahl von Innensechskantschrauben 4 verschraubt.The housing 5 of the swivel motor consists of a pot-shaped base body 1 which is closed by the cover 2. Of the Cover 2 is centered on the base body 1 by two dowel pins 3 inserted into bores, which at the same time also the absorption of the shear forces caused by the torque to serve. Furthermore, the cover 2 is provided with a shoulder so that it is with its central part 7 in the cylindrical Inner space 8 of the base body 1 can be inserted. The cover 2 is with the base body 1 by a sufficient number of Allen screws 4 screwed on.
Die Welle 6 ist durch Nadellager 9 und 10 einerseits in dem Grundkörper 1 und andererseits in dem Deckel 2 gelagert. Der Abdichtung der Welle in dem Grundkörper und dem Deckel dienen Vier-Lippen-Dichtungsringe 11, 12, deren Dichtungswirkung mit steigendem Innendruck zunimmt.The shaft 6 is through needle bearings 9 and 10 on the one hand in the Base body 1 and, on the other hand, stored in cover 2. Of the Sealing of the shaft in the base body and the cover serve four-lip sealing rings 11, 12, their sealing effect with increasing internal pressure increases.
Auf der Welle 6 ist zentrisch eine kreisförmige Scheibe 13 befestigt, die konzentrisch zur Welle 6 mit einer ringförmigenOn the shaft 6, a circular disc 13 is attached centrally, which is concentric to the shaft 6 with an annular
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Nut 15 rait halbkreisförmigen Querschnitt versehen ist. In dem Deckel 2 ist spiegelbildlich zu der durch die aufeinanderliegenden Flächen der Scheibe 13 sowie des Deckels 2 gebildeten Trennebene 17 eine gleiche Ringnut 16 angeordnet, die mit der Ringnut 15 einen torusförmigen Ringraum 18 bildet.Groove 15 is provided with a semicircular cross-section. By doing The cover 2 is a mirror image of that formed by the surfaces of the disk 13 and the cover 2 lying on top of one another Parting plane 17 arranged an identical annular groove 16, which with the Annular groove 15 forms a toroidal annular space 18.
In diesem torusförmigen Ringraum 18 befinden sich zwei torussektorförmige Flügel 19, 20, von denen einer durch die Schraube 21 mit der Scheibe 13 und der andere durch die Schraube 14 mit dem Deckel 2 verbunden ist. Die torussekfcrförmigen Flügel 19, 20 sind mit umlaufenden kreisringförmigen Nuten 22, 23 versehen, in die Kolbendichtungen 24, 25 eingepaßt sind.In this toroidal annular space 18 there are two toroidal sector-shaped ones Wings 19, 20, one of which by the screw 21 with the washer 13 and the other by the screw 14 with the cover 2 is connected. The torus-shaped wings 19, 20 are provided with circumferential circular grooves 22, 23, in the piston seals 24, 25 are fitted.
Die Scheibe 13 ruht mit ihrer ebenen Rückseite 26 auf der ebenen Grundfläche 27 des topfförmigen Grundkörpers 1.In die Grundfläche 27 ist eine Ringnut 28 eingearbeitet, deren Durchmesser in etwa dem Durchmesser des torusförmigen Ringraums 18 entspricht. Der durch die Ringnut 28 gebildete Ringraum ist über die Drosselstrecke 29 mit der Leckölmengen abführenden Leitung 30 verbunden.The disc 13 rests with its flat rear side 26 on the flat base surface 27 of the cup-shaped base body 1.In the An annular groove 28 is incorporated into the base surface 27, the diameter of which is approximately the diameter of the toroidal annular space 18 is equivalent to. The annular space formed by the annular groove 28 is discharged via the throttle section 29 with the leakage oil quantities Line 30 connected.
Beidseits des gehäusefesten torussektorförmigen Flügels 20 münden Leitungen 31, 32 für die Antriebsflüssigkeit in den torusförmigen Ringraum 18, die je nach der gewünschten Drehrichtung mit unter Druck stehender Antriebsflüssigkeit gespeist oder entlastet werden.On both sides of the toroidal sector-shaped wing 20 fixed to the housing lines 31, 32 for the drive fluid open into the toroidal annulus 18, depending on the desired direction of rotation be fed or relieved with pressurized drive fluid.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des Schwenkmotors gezeigt, bei der statt der dem Druckausgleich dienenden Ringnut 28 sowohl auf der Rückseite der Scheibe 13 als auch in der angrenzenden Gehäusewandung im Querschnitt halbkreisförmige Nuten 40, 41 vorgesehen sind, die miteinander einen zweiten torusförmigen Ringraum bilden. In diesem Ringraum sind einerseits der mit der Scheibe 13 und andererseits der mit der Gehäusewandung verbundene torussektorförmige Flügel 42, 43 angeordnet. In Fig. 3 is a further embodiment of the swing motor shown in the instead of the pressure equalization serving annular groove 28 both on the back of the disc 13 and in the adjacent housing wall in cross-section semicircular grooves 40, 41 are provided, which with each other a second Form toroidal annulus. In this annular space, on the one hand, the one with the disk 13 and, on the other hand, the one with the housing wall connected toroidal sector-shaped wings 42, 43 are arranged.
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In den zwischen dem Gehäuse 5 und der Scheibe 13 befindlichen Ringraum 44 mündet die das Lecköl abführende Leitung 45.Located between the housing 5 and the disc 13 In the annular space 44, the line 45 discharging the leakage oil opens.
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| DK489579A (en) | 1980-05-18 |
| NO793710L (en) | 1980-05-20 |
| EP0011304A1 (en) | 1980-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |