DE3525734A1 - Hot runner mould for injection moulding - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Heißkanalwerkzeug zum Spritzgießen, bei dem eine Düsenpatrone zwischen einer einen Formhohlraum begrenzenden Wandung und einer Gegenplatte eingebaut ist sowie ständig zum Formhohlraum hin offen ist, die Düsenpatrone vorne mit einem Justierbereich an der Formhohlraum-Wandung und hinten an der Gegenplatte anliegt und im übrigen Abstand von Werkzeugteilen aufweist, die Düsenpatrone eine mit Heizelement versehenen Kern in einem von Heizeinrichtung freien Mantel umfaßt und zwischen Kern und Mantel Kanal für den Kunststoff verläuft und Berührungsfläche zwischen Kern und Mantel sowie Berührungsfläche zwischen Kanal und Mantel vorhanden ist.The invention relates to a hot runner mold for injection molding, where a nozzle cartridge between a mold cavity limiting wall and a counter plate is installed as well the nozzle cartridge is always open towards the mold cavity with an adjustment area on the mold cavity wall and bears against the counterplate at the rear and at a distance of Has tool parts, the nozzle cartridge with a heating element provided core in a jacket free of heating device includes and between core and jacket channel for the plastic runs and contact surface between core and shell as well There is a contact surface between the channel and the jacket.
Bei einem bekannten (US-PS 30 10 155) Heißkanalwerkzeug dieser Art weist den Abstand der Düsenpatrone zu sonstigen Werkzeug teilen der Mantel auf. Die im beheizten Bereich des Kernes vorgesehene Berührungsfläche zwischen Kern und Mantel ist erheblich kleiner als die Berührungsfläche zwischen dem einen umlaufenden ringartigen Kanal und dem Mantel. Die Berührungs fläche zwischen Kern und Mantel ist nur im hinteren Bereich der Düsenpatrone vorgesehen und ringartig umlaufend ausgebil det. Bei dieser bekannten Anordnung strahlt der unbeheizte Mantel allzu viel Wärme radial nach außen ab und kann über den Mantel nicht genügend Wärme auf den im Ringkanal befindlichen Kunststoff übertragen werden. Dies ist besonders dann schwer wiegend, wenn die um die Düsenpatrone herum befindlichen Form teile gekühlt werden. Die Temperatur des Kunststoffes im Ring kanal nimmt also radial nach außen ab und es besteht die Ge fahr, daß sich an der Innenseite des Mantels im Ringkanal Ab lagerungen bilden.In a known (US-PS 30 10 155) hot runner tool this Art shows the distance between the nozzle cartridge and other tools split up the coat. Those in the heated area of the core The intended contact surface between the core and the jacket is considerably smaller than the contact area between the one circumferential ring-like channel and the mantle. The touch The area between the core and the jacket is only in the rear area the nozzle cartridge is provided and annularly trained all around det. In this known arrangement, the unheated radiates Coat too much heat radially outwards and can over the Do not coat enough heat on those in the ring channel Plastic are transferred. This is particularly difficult then weighing if the shape around the nozzle cartridge parts are cooled. The temperature of the plastic in the ring channel decreases radially outwards and there is ge Drive that on the inside of the jacket in the ring channel Ab form storage.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Heißkanalwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Wärmeüber tragung auf den im Kanal befindlichen Kunststoff verbessert ist. Das erfindungsgemäße Heißkanalwerkzeug ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Düsen patrone von einem auf Abstand gehaltenen Hüllrohr umgeben ist, die Berührungsfläche zwischen Kern und Mantel in etwa gleich der Berührungsfläche zwischen Kanal und Mantel ist, und entlang dem beheizten Bereich des Kernes entlang dem Umfang Berührungsfläche zwischen Kern und Mantel mit Berührungsfläche zwischen Kanal und Mantel abwechselt.An object of the invention is therefore a hot runner tool to create the type mentioned, in which the heat transfer improved on the plastic in the channel is. The hot runner tool according to the invention has this task dissolving, characterized in that the jacket of the nozzles cartridge is surrounded by a cladding tube kept at a distance, the contact area between the core and the jacket is approximately the same is the interface between the channel and the jacket, and along the heated area of the core along the circumference Contact area between core and jacket with contact area alternates between channel and jacket.
Durch das Hüllrohr ist die Wärmeisolierung der Düsenpatrone bzw. des Kunststoffes in der Düsenpatrone verbessert, da die Wärmeabgabe an sonstige Werkzeugteile vermindert ist. Dadurch, daß die beiden Berührungsflächenarten einander größenordnungs mäßig angeglichen sind, kann vom Kern auf den Mantel und von diesem auf den im Kanal befindlichen Kunststoff etwa ebenso viel Wärme übergehen wie vom Kern auf den im Kanal befind lichen Kunststoff. Im Rahmen der Erfindung liegt es, wenn die eine Berührungsflächenart 80 % bis 120% der anderen Be rührungsflächenart ausmacht. Der Wärmeübergang zwischen Kern und Mantel ist weiterhin vergleichmäßigt, indem sowohl die Berührungsfläche zwischen Kern und Mantel als auch Kanal sich entlang dem beheizten Bereich des Kernes erstrecken, so daß also mindestens zwei Kanäle entlang dem beheizten Kernbereich vorgesehen sind. Durch die Kombination der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Vergleichmäßigung der Wärmeübertragung auf den Kunststoff im Kanal bzw. in den Kanälen und die Vermeidung von Ablagerung im Kanal in einer für die Praxis brauchbaren Weise erreicht.The heat insulation of the nozzle cartridge is through the cladding tube or the plastic in the nozzle cartridge improved because the Heat emission to other tool parts is reduced. Thereby, that the two types of interfaces are mutually large are moderately aligned, from the core to the coat and from this also applies to the plastic in the channel a lot of heat passes from the core to that in the channel plastic. It is within the scope of the invention if the a touch area type 80% to 120% of the other Be makes contact area type. The heat transfer between the core and coat is further evened out by both the Contact area between the core and the jacket as well as the channel itself extend along the heated area of the core so that thus at least two channels along the heated core area are provided. By combining the invention Measures will equalize the heat transfer the plastic in the channel or channels and the avoidance of depositing in the channel in a practical way Way achieved.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn das Hüllrohr in axialer Richtung auf Flansche am Mantel aufgeschoben ist, an einer Stufe in axialer Richtung anliegt und durch Reibungs sitz festgelegt ist. Diese Art, das Hüllrohr aufzubringen, ist einfach und gestattet ein einfaches Auswechseln des Hüll rohres.It is particularly expedient and advantageous if the cladding tube is pushed onto the flanges on the jacket in the axial direction, abuts a step in the axial direction and by friction seat is fixed. This way of applying the cladding tube is simple and allows easy replacement of the cover pipe.
Das Hüllrohr erstreckt sich entlang dem Spitzenstück des Kernes und entlang dem beheizten Bereich des Kernes und ist so lang als möglich. Es besteht z. B. aus Stahl und der Abstand zum Mantel beträgt z. B. 2 mm. Es ist denkbar, um den Umfang des Kernes herum drei, vier oder mehr Kanäle vorzusehen. The cladding tube extends along the tip of the Core and along the heated area of the core and so is long as possible. There is e.g. B. made of steel and the distance to the coat is z. B. 2 mm. It is conceivable to the extent three, four or more channels of the core.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn sich entlang dem beheizten Bereich des Kernes bis zu dessen Spitzenstück zwei (und nicht mehr) Kanäle erstrecken und ent sprechend zwei Berührungsflächen-Bereiche zwischen Kern und Mantel vorgesehen sind. Zwei sich axial längserstreckende, ab stützende Berührungsflächen-Bereiche genügen, um den Kern und den Mantel gegeneinander abzustützen. Es ist auch besser, zwei im Querschnitt größere Kanäle als mehrere im Querschnitt kleinere Kanäle vorzusehen.However, it is particularly expedient and advantageous if along the heated area of the core up to it Tip piece extend two (and no longer) channels and ent speaking two contact areas between core and Coat are provided. Two axially elongated ones supporting contact areas are sufficient to the core and support the coat against each other. It is also better to have two Larger channels in cross section than several channels in cross section to provide smaller channels.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn jeder der Kanäle als Abflachung eines im übrigen kreisrunden Kern- Querschnitte, d. h. als bogenförmiges Kreissegment ausgebildet ist. Dieser Kanalquerschnitt läßt sich einfach herstellen und ergibt pro Kanal eine vergrößerte Berührungsfläche mit dem Mantel. Dabei können die spitzen Winkel an den beiden Längs außenseiten des bogenförmigen Kreissegmentes durch hochge zogene Abrundungen vermieden sein.It is particularly expedient and advantageous if everyone of the channels as a flattening of an otherwise circular core Cross sections, d. H. formed as an arcuate segment of a circle is. This channel cross section is easy to manufacture and results in an increased contact area with the channel Coat. The acute angles on the two longitudinal outside of the arcuate circle segment by hochge rounded rounds should be avoided.
Es ist denkbar, den Mantel vor einem radial wegragenden Zu leitungsstutzen der Düsenpatrone enden zu lassen, wobei dann nur der hintere Bereich des Kernes an der Gegenplatte anliegt. Die Erfindung ist jedoch dann besonders zweckmäßig und vor teilhaft angewendet, wenn vom hinteren Endbereich der Düsen patrone ein Zuleitungsstutzen radial wegragt und der Mantel den Zuleitungsstutzen nach hinten überragt und an der Gegen platte anliegt. Bei dieser Ausbildung hat der Mantel auch mit der wärmeableitenden Gegenplatte Berührung, weshalb Maßnahmen zur gleichmäßigen Erwärmung des Kunststoffes in den Kanälen wichtig sind.It is conceivable to close the jacket in front of a radially projecting to end line nozzle of the nozzle cartridge, then only the rear area of the core rests on the counter plate. The invention is then particularly useful and before partially applied when from the rear end area of the nozzles Cartridge a supply pipe protrudes radially and the jacket protrudes behind the supply pipe and on the opposite plate fits. With this training, the coat also has the heat-dissipating counterplate, which is why measures for uniform heating of the plastic in the channels are important.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Düsenpatrone ermöglicht eine Gestaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zufuhrleitung für den Kunststoff an das hintere Ende der Düsenpatrone geführt ist und daß die Kanäle geradlinig bis zum hinteren Ende des Kernes verlaufen und sich im hinteren End bereich des Kernes zur Mitte des Kernes hin erweitern und daß der Querschnitt der Zufuhrleitung die hinteren Endöffnungen der Kanäle überdeckt. Bei dieser Gestaltung ist jede Abwinke lung der Kanäle in der Düsenpatrone abgesehen von der Spitze, vermieden, wodurch der Kunststoff geschont wird und die Ver meidung von Ablagerungen in den Kanälen unterstützt wird.The inventive design of the nozzle cartridge enables a design that is characterized in that the Supply line for the plastic to the rear end of the Nozzle cartridge is guided and that the channels are straight to rear end of the core and run in the rear end extend the area of the core towards the center of the core and that the cross section of the supply line the rear end openings covering the channels. With this design, every turn is the channels in the nozzle cartridge apart from the tip, avoided, which protects the plastic and the Ver avoidance of deposits in the channels is supported.
Wenn die Kanäle sich entlang dem gesamten beheizten Bereich des Kernes erstrecken, so bereitet es Schwierigkeiten, Kern und Mantel gegeneinander festzulegen, indem beide ineinander verschraubt werden. Deshalb ist es besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn Kern und Mantel mittels Verschraubung aus wechselbar aneinander festgelegt sind und wenn der Mantel aus einem Mantelstück und einer Endkappe zusammengeschraubt ist und die Endkappe den hinteren Kernbereich umschließend hinter greift.If the channels run along the entire heated area of the core, so it is difficult to core and coat against each other by putting each other be screwed. That is why it is particularly useful and advantageous if the core and sheath are screwed together are interchangeable and when the coat is off a jacket piece and an end cap is screwed together and the end cap enclosing the rear core area behind takes hold.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigtIn the drawing is a preferred embodiment of the Invention shown and shows
Fig. 1 einen ersten Längsschnitt eines Heißkanalwerkzeuges zum Spritzgießen Fig. 1 shows a first longitudinal section of a hot runner mold for injection molding
Fig. 2 einen um 90° gegenüber Fig. 1 versetzten zweiten Längsschnitt des Heißkanalwerkzeuges gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows a 90 ° offset with respect to FIG. 1, the second longitudinal section of the hot runner mold according to Fig. 1 and
Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1. Fig. 3 is a section according to line III-III in FIG. 1.
Das Heißkanalwerkzeug gemäß Zeichnung umfaßt eine Wandung 1, die einen nicht näher gezeigten Formhohlraum begrenzt und von einem Werkzeugteil 2 gebildet ist. Mit Abstand von diesem Werkzeugteil 2 ist als weiteres Werkzeugteil eine Gegenplatte 3 vorgesehen, die gegenüber dem Werkzeugteil 2 in nicht gezeigter, jedoch an sich bekannter Weise verspannt ist. Zwischen dem Werkzeugteil 2 bzw. der Wandung 1 und der Gegen platte 3 ist eine Düsenpatrone 4 eingefügt, die hinten eine plane Stirnfläche 5 aufweist und ohne Ineinandergriff plan an einem planen Bereich der Gegenplatte 3 anliegt. Die Düsen patrone 5 besitzt hinten eine große, einzige Eintrittsöffnung 11, die in ein Loch 12 der Gegenplatte 3 übergeht, an das sich eine im Querschnitt angepaßte Zufuhrleitung 13 für Kunststoff anschließt.The hot runner mold according to the drawing comprises a wall 1 which delimits a mold cavity (not shown in more detail) and is formed by a tool part 2 . At a distance from this tool part 2 , a counter plate 3 is provided as a further tool part, which is braced relative to the tool part 2 in a manner not shown but known per se. Between the tool part 2 or the wall 1 and the counter plate 3 , a nozzle cartridge 4 is inserted, which has a flat end face 5 at the back and rests flat against one another on a flat area of the counter plate 3 . The nozzle cartridge 5 has at the rear a large, single inlet opening 11 which merges into a hole 12 in the counterplate 3 , to which a cross-section supply line 13 for plastic is connected.
Die Düsenpatrone 5 bildet nach vorne eine zur Mittelachse rechtwinkelige, ringförmige Stirnfläche 6, aus der mittig ein kreisförmiger Ansatz 7 stufenförmig vorspringt, in welchem mittig die Düsenöffnung 8 angeordnet ist. Der Ansatz 7 ist ganz genau passend in ein Loch 9 der Wandung 1 eingeschoben und das Werkzeugteil 2 umfaßt die Düsenpatrone 4 am vorderen Endbereich mit einem umlaufenden Sims 10. Im übrigen ist die Düsenpatrone 4 ohne Berührung mit Werkzeugteilen. Die an der Düsenpatrone anliegenden und andere, der Düsenpatrone benach barte, nicht gezeigte Werkzeugteile, weisen in der Regel Ein richtungen zum Kühlen auf.Towards the front, the nozzle cartridge 5 forms an annular end face 6 which is perpendicular to the central axis and from which a circular projection 7 projects in the middle, in which the nozzle opening 8 is arranged in the center. The approach 7 is inserted exactly into a hole 9 in the wall 1 and the tool part 2 comprises the nozzle cartridge 4 at the front end area with a circumferential ledge 10 . Otherwise, the nozzle cartridge 4 is not in contact with tool parts. The tool parts adjacent to the nozzle cartridge and other, not shown, tool parts adjacent to the nozzle cartridge usually have a device for cooling.
Die Düsenpatrone 4 besitzt einen Kern 14, der in einen Mantel 15 geschoben ist, auf dem ein zylindrisches Hüllrohr 16 sitzt. Sowohl die vordere Stirnfläche und der Ansatz 7 als auch die hintere Stirnfläche 5 sind vom Mantel 15 gebildet. Der Kern 14 weist ein sich nach vorne konisch verjüngendes Spitzenstück 17 auf, dessen Spitzen in der Düsenöffnung 8 liegt. An das Spitzenstück 17 schließt sich nach hinten ein langgestrecktes Kernstück an, in dem ein langgestrecktes Heizelement 18 unter gebracht ist. Das langgestreckte Kernstück setzt sich hinter dem Heizelement 18 rohrartig fort und weist an hinteren Ende radial nach außen wegragenden Flansch 19 auf. In den Rohrbe reich ist von hinten ein pilzartiges Endstück 20 gesteckt, dessen Kopf dem Querschnitt des Kernes angepaßt ist. Der Stiel des Endstückes 20 ist mit einem Schlitz 21 versehen, der auf einen Stift 22 geschoben ist, der den Kern durchquert und beiderends aus diesem heraus in den Mantel 15 ragt, um den Kern 14 und dessen Endstück gegen Drehungen zu sichern.The nozzle cartridge 4 has a core 14 which is pushed into a jacket 15 on which a cylindrical cladding tube 16 is seated. Both the front end face and the shoulder 7 and the rear end face 5 are formed by the jacket 15 . The core 14 has a tip piece 17 that tapers conically towards the front, the tip of which lies in the nozzle opening 8 . At the top piece 17 , an elongated core piece connects to the rear, in which an elongated heating element 18 is placed. The elongated core piece continues behind the heating element 18 in a tube-like manner and has at the rear end radially outwardly projecting flange 19 . In the Rohrbe rich a mushroom-like end piece 20 is inserted from behind, the head of which is adapted to the cross section of the core. The stem of the end piece 20 is provided with a slot 21 which is pushed onto a pin 22 which passes through the core and protrudes from the end into the jacket 15 in order to secure the core 14 and its end piece against rotation.
Diese Gestaltung erlaubt es, das Heizelement 18 von hinten in den Kern 14 zu schieben und diesen dann mit dem Endstück 20 abzuschließen. Etwas vor dem Endstück 20 ragt vom Kern 14 radial ein Stutzen 23 weg, der ein Schutzrohr bildet. Durch den Stutzen 23 treten zwei Anschlußdrähte 24 für das Heiz element in den Kern und ein Röhrchen 25 eines Temperatur fühlers 26, der den Stutzen 23 innerhalb des Mantels 15, jedoch außerhalb des Kernes 14 verläßt. Das Temperaturfühler- Röhrchen 25 verläuft in Anlage am Kern 14 und am Mantel 15 nach vorne, und zwar bis in den Bereich des Spitzenstückes 17, möglichst nahe bis zu dessen Spitze. Das Temperaturfühler- Röhrchen 25 liegt in einer Nut des Kernes, an diesen dicht an geschmiegt. In nicht näher gezeigter, jedoch an sich bekannter Weise verlaufen in dem Röhrchen zwei isolierte Drähte aus verschiedenen Metallen, die am vorderen Ende durch eine Schweißperle, d. h. einen Meßteil 27 miteinander verbunden sind, um so ein Thermoelement zu bilden.This design makes it possible to push the heating element 18 into the core 14 from behind and then to close it off with the end piece 20 . Somewhat in front of the end piece 20 , a nozzle 23 protrudes radially from the core 14 and forms a protective tube. Through the nozzle 23 , two leads 24 for the heating element in the core and a tube 25 of a temperature sensor 26 , which leaves the nozzle 23 inside the jacket 15 , but outside the core 14 . The temperature sensor tube 25 runs forward in contact with the core 14 and the jacket 15 , to the region of the tip piece 17 , as close as possible to the tip thereof. The temperature sensor tube 25 lies in a groove of the core, nestled close to this. In a manner not shown, but known per se, two insulated wires made of different metals run in the tube and are connected to one another at the front end by a welding bead, ie a measuring part 27 , so as to form a thermocouple.
Der Mantel 15 bildet eine im wesentlichen zylindrische Höhlung, die sich im Bereich des Spitzenstückes 17 zur Düsen öffnung 8 hin konisch verjüngt. Ab dem Spitzenstück 17 nach hinten hin liegt der Kern 14 an zwei einander gegenüberlie genden Seiten an dem Mantel 15 entlang einer kreisbogenförmi gen Berührungsfläche 28 an, wobei sich der Kreisbogen auf jeder Seite über mehr als 90° erstreckt. Zwischen diesen Kreisbögen 28 ist der Kern hinter dem Spitzenstück 17 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten abgeflacht, so daß zwischen Kern und Mantel 15 zwei Kanäle 29 verlaufen, die mit dem Mantel eine kreisbogenförmige Berührungsfläche 30 bilden, wobei sich der Kreisbogen auf jeder Seite über weniger als 90° erstreckt. Jeder Kanal 29 verläuft vom Spitzenstück 17 mit gleichbleibendem Querschnitt nach hinten bis zum Kopf des End stückes 20. Die beiden Kanäle 29 gehen nach vorne in einen konischen Ringkanal 31 im Bereich des Spitzenstückes 17 über, der in der Düsenöffnung 8 mündet.The jacket 15 forms an essentially cylindrical cavity which tapers conically in the region of the tip piece 17 towards the nozzle opening 8 . From the tip piece 17 towards the rear, the core 14 lies on two mutually opposite sides of the jacket 15 along a circular arc-shaped contact surface 28 , the circular arc extending on each side over more than 90 °. Between these arcs 28 , the core is flattened behind the tip piece 17 on two opposite sides, so that two channels 29 run between the core and the jacket 15 , which form an arcuate contact surface 30 with the jacket, the arc on each side over less than Extends 90 °. Each channel 29 extends from the tip piece 17 with a constant cross-section back to the head of the end piece 20th The two channels 29 merge into a conical annular channel 31 in the area of the tip piece 17 , which opens into the nozzle opening 8 .
Der Mantel 15 bildet ein langgestrecktes Mantelstück 32, das vorne die Düsenöffnung 8 aufweist und hinten mit einer An schlagfläche 39 gegen den Flansch 19 des Kernes 14 stößt. Das Mantelstück 32 ist am hinteren Endbereich mit einem Außenge winde einer Verschraubung 33 versehen, auf das das Innenge winde einer Endkappe 34 geschraubt ist, welche den Kern 14 bzw. dessen Endstück 20 hintergreift und die Eintrittsöffnung 11 bildet. Das Endstück 20 bildet von einer Mittellinie weg zwei Schrägen 35, von denen jede zu einem der Kanäle 29 führt bzw. die Endverbreiterung des Kanales bildet. Die von der Mittellinie wegführenden Schrägen 35 teilen den durch die Eintrittsöffnung 11 kommenden Kunststoff und führen diesen in die Kanäle 29 gleichbleibenden Durchmessers. Im Anschluß an die Endkappe 34 bildet das Mantelstück 32 eine Anschlagstufe 36 für das Hüllrohr 16, das auf zwei Flanschen 37 an seinem vorderen und hinteren Ende aufliegt. Das Hüllrohr 16 besitzt rundum einen Abstand 38 vom Mantel 15.The jacket 15 forms an elongated jacket piece 32 , which has the nozzle opening 8 at the front and abuts at the rear with a striking surface 39 against the flange 19 of the core 14 . The jacket piece 32 is provided at the rear end region with an outer thread of a screw connection 33 , onto which the inner thread is screwed an end cap 34 which engages behind the core 14 or its end piece 20 and forms the inlet opening 11 . The end piece 20 forms two bevels 35 away from a center line, each of which leads to one of the channels 29 or forms the end widening of the channel. The bevels 35 leading away from the center line divide the plastic coming through the inlet opening 11 and guide it into the channels 29 of constant diameter. Following the end cap 34 , the jacket piece 32 forms a stop step 36 for the cladding tube 16 , which rests on two flanges 37 at its front and rear ends. The cladding tube 16 is spaced 38 from the jacket 15 all around.
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- 1985-07-19 DE DE19853525734 patent/DE3525734A1/en active Granted
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |