DE102011086317A1 - magnetic valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (1) mit einer Ventilbaugruppe (20) und einer an die Ventilbaugruppe (20) gefügten Magnetbaugruppe (10) mit einem magnetisch leitenden Gehäuse (12), welches einen Gehäusemantel (12.1) und eine mit dem Gehäusemantel (12.1) verbundene Gehäuseabdeckung (18) umfasst, wobei die Ventilbaugruppe (20) über Befestigungsmittel (18) mit einem Fluidblock (3) verbunden ist. Erfindungsgemäß umfasst das magnetisch leitende Gehäuse (12) der Magnetbaugruppe (10) zumindest teilweise die Befestigungsmittel (18) der Ventilbaugruppe (20).The invention relates to a solenoid valve (1) having a valve assembly (20) and a magnet assembly (10) joined to the valve assembly (20) with a magnetically conductive housing (12) having a housing jacket (12.1) and a housing shell (12.1). connected housing cover (18), wherein the valve assembly (20) via fastening means (18) is connected to a fluid block (3). According to the invention, the magnetically conductive housing (12) of the magnet assembly (10) at least partially comprises the attachment means (18) of the valve assembly (20).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Magnetventil nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to a solenoid valve according to the preamble of independent claim 1.
Aus dem Stand der Technik sind stromlos offene und stromlos geschlossene Magnetventile für Fahrzeuganwendungen, wie beispielsweise Antiblockiersysteme (ABS), Antriebschlupfregelsysteme (ASR-Systeme), elektronische Stabilitätsprogramme (ESP) usw. bekannt. Die bekannten Magnetventile umfassen jeweils eine Ventilbaugruppe und eine Magnetbaugruppe, welche getrennt montiert werden. Bei den bekannten Magnetventilen wird in der Regel zuerst die Ventilbaugruppe über eine Verstemmscheibe im Fluidblock bzw. Pumpengehäuse verstemmt, d. h. im Fluidblock bzw. Pumpengehäuse befestigt. Parallel wird die Magnetbaugruppe einschließlich einer elektrischen Kontaktierung am Steuergerät befestigt. Erst bei der Montage des Steuergeräts auf dem Fluidblock bzw. Pumpengehäuse fügt sich die Magnetbaugruppe über einen Gehäusemantel und eine als Abdeckscheibe ausgeführte Gehäuseabdeckung endgültig auf die zugehörige Ventilbaugruppe, so dass das Magnetventil als eine funktionstüchtige Einheit gebildet wird.From the prior art, normally open and normally closed solenoid valves for vehicle applications, such as anti-lock braking systems (ABS), traction control systems (ASR systems), electronic stability programs (ESP), etc. are known. The known solenoid valves each comprise a valve assembly and a magnet assembly which are mounted separately. In the known solenoid valves, the valve assembly is first caulked via a Verstemmscheibe in the fluid block or pump housing, d. H. attached in the fluid block or pump housing. In parallel, the magnet assembly, including an electrical contact, is attached to the control unit. Only when the control unit is mounted on the fluid block or pump housing does the magnet assembly finally fit onto the associated valve assembly via a housing jacket and a housing cover designed as a cover, so that the solenoid valve is formed as a functional unit.
In den Offenlegungsschriften
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Magnetventil mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Bauhöhe über der Oberkante des Fluidblocks bzw. Pumpengehäuse reduziert werden kann. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen die Verringerung der Bauhöhe ohne wesentlich vergrößerten radialen Bauraumbedarf des Magnetventils im Steuergerät. Weiterhin kann die Anzahl und Größe der magnetischen Nebenluftspalte verringert werden, was in vorteilhafter Weise zu einer höheren verfügbaren Magnetkraft führt.The solenoid valve according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that the height above the upper edge of the fluid block or pump housing can be reduced. Embodiments of the present invention allow the reduction in height without much increased radial space requirement of the solenoid valve in the control unit. Furthermore, the number and size of the magnetic secondary air gaps can be reduced, which advantageously leads to a higher available magnetic force.
Kern der Erfindung ist die Integration der Funktionen einer Verstemmscheibe und einer Abdeckscheibe in einem neuen Befestigungsbauteil. Damit ergibt sich auch die Integration von Magnetbaugruppe und Ventilbaugruppe, wodurch der Bauhöhengewinn erzielt werden kann. Mit der Verringerung der Bauhöhe um ungefähr die Dicke der Abdeckscheibe kann das Boxvolumen des korrespondierenden Steuergeräts weiter reduziert werden. Darüber hinaus können durch die Einsparung einer Scheibe in vorteilhafter Weise Kostenvorteile bei der Beschaffung und Montage erzielt werden. Des Weiteren kann die gesamte Magnetbaugruppe um das Maß der Dicke der eingesparten Abdeckscheibe nach unten bewegt werden. Zudem kann auch die obere Hälfte der Ventilbaugruppe um das gleiche Maß verkürzt werden. Die Ventilbaugruppe kann beispielsweise einen stromlos offenen oder einen stromlos geschlossenen Ventilsitz aufweisen. Bei einem stromlos offenen Magnetventil könnte beispielsweise ein Ventileinsatz, eine Kapsel und ein Stößel mit Dichtgeometrie und bei einem stromlos geschlossenen Magnetventil könnte beispielsweise eine Ventilhülse, eine Kapsel und ein Magnetanker mit Dichtgeometrie gekürzt werden. Da die Abmessungen der Magnetbaugruppe selbst nicht verändert werden, ist also in erster Näherung nicht mit einer Verschlechterung der Magnetkraft zu rechnen. Die Führungsverhältnisse in der Ventilbaugruppe, d. h. Länge zu Durchmesser, werden aufgrund der Verkürzungen leicht verschlechtert.The core of the invention is the integration of the functions of a Verstemmscheibe and a cover in a new fastening component. This results in the integration of the magnet assembly and valve assembly, whereby the height gain can be achieved. With the reduction of the height by approximately the thickness of the cover, the box volume of the corresponding control unit can be further reduced. In addition, can be achieved by saving a slice advantageously cost advantages in procurement and assembly. Furthermore, the entire magnet assembly can be moved down by the amount of thickness of the cover plate saved. In addition, the upper half of the valve assembly can be shortened by the same amount. The valve assembly may, for example, have a normally open or normally closed valve seat. In a normally open solenoid valve, for example, a valve insert, a capsule and a plunger with sealing geometry and a normally closed solenoid valve could be shortened, for example, a valve sleeve, a capsule and a magnet armature with sealing geometry. Since the dimensions of the magnet assembly itself are not changed, is therefore not to be expected in a first approximation with a deterioration of the magnetic force. The guide ratios in the valve assembly, d. H. Length to diameter, are slightly deteriorated due to the shortening.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Magnetventil zur Verfügung, welches eine Ventilbaugruppe und eine an die Ventilbaugruppe gefügte Magnetbaugruppe mit einem magnetisch leitenden Gehäuse umfasst, welches einen Gehäusemantel und eine mit dem Gehäusemantel verbundene Gehäuseabdeckung umfasst, wobei die Ventilbaugruppe über Befestigungsmittel mit einem Fluidblock verbunden ist. Erfindungsgemäß umfasst das magnetisch leitende Gehäuse der Magnetbaugruppe zumindest teilweise die Befestigungsmittel der Ventilbaugruppe.Embodiments of the present invention provide a solenoid valve comprising a valve assembly and a solenoid assembly having a magnetically conductive housing joined to the valve assembly and including a housing shell and a housing cover connected to the housing shell, the valve assembly being connected to a fluid block via attachment means. According to the invention, the magnetically conductive housing of the magnet assembly at least partially comprises the fastening means of the valve assembly.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Magnetventils möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 solenoid valve are possible.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Gehäuseabdeckung der Magnetbaugruppe als Befestigungsscheibe ausgeführt werden kann, welche über eine erste Verbindung mit dem Gehäusemantel und über eine zweite Verbindung mit dem Fluidblock verbunden ist. Somit übernimmt die Befestigungsscheibe zusätzlich zur Funktion der Abdeckung des Gehäusemantels die Funktion der Verstemmscheibe, um das Magnetventil im Fluidblock bzw. Pumpengehäuse zu befestigen. Um die Funktion der Abdeckung des Gehäusemantels der Magnetbaugruppe auszuführen, wird die Außengeometrie für die Aufnahme des Gehäusemantels der Magnetbaugruppe angepasst, um eine Anschlagfläche und/oder einen Pressdurchmesser zum Aufpressen des Gehäusemantels zur Verfügung zu stellen. Die neue Befestigungsscheibe kann in der Grundgeometrie dem rechteckigen Querschnitt der ersetzten Abdeckscheibe angenähert werden, um vergleichbare magnetische Eigenschaften aufzuweisen.It is particularly advantageous that the housing cover of the magnet assembly can be designed as a mounting washer, which is connected via a first connection to the housing shell and a second connection to the fluid block. Thus, in addition to the function of the cover of the housing shell, the attachment disk assumes the function of the caulking disc to hold the solenoid valve in the fluid block or To fix the pump housing. To perform the function of covering the housing shell of the magnet assembly, the outer geometry for receiving the housing shell of the magnet assembly is adapted to provide a stop surface and / or a pressing diameter for pressing the housing shell available. The new mounting plate can be approximated in the basic geometry of the rectangular cross-section of the replaced cover to have comparable magnetic properties.
Alternativ kann die Gehäuseabdeckung der Magnetbaugruppe als Teil eines Befestigungsflansches ausgeführt werden, welcher über eine erste Verbindung mit dem Gehäusemantel und über eine zweite Verbindung mit dem Fluidblock verbunden ist. Bei der alternativen Ausführung der Gehäuseabdeckung ist der Befestigungsflansch in den Ventileinsatz eines stromlos offenen Magnetventils integriert, wobei die Außengeometrie des Befestigungsflansches für die Aufnahme des Gehäusemantels der Magnetbaugruppe angepasst ist, um eine Anschlagfläche und/oder einen Pressdurchmesser zum Aufpressen des Gehäusemantels zur Verfügung zu stellen. Alternatively, the housing cover of the magnet assembly can be designed as part of a mounting flange, which is connected via a first connection to the housing shell and via a second connection to the fluid block. In the alternative embodiment of the housing cover of the mounting flange is integrated in the valve core of a normally open solenoid valve, wherein the outer geometry of the mounting flange for receiving the housing shell of the magnet assembly is adapted to provide a stop surface and / or a pressing diameter for pressing the housing shell.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetventils ist die erste Verbindung zwischen Gehäuseabdeckung und Gehäusemantel als Pressverbindung ausgeführt, wobei die Außenabmessungen der Gehäuseabdeckung zur Ausbildung der Pressverbindung einen Pressbereich bereitstellen, auf welchen der Gehäusemantel über seine Innenabmessungen aufgepresst ist.In an advantageous embodiment of the solenoid valve according to the invention, the first connection between the housing cover and housing shell is designed as a press connection, wherein the outer dimensions of the housing cover to form the press connection provide a pressing area on which the housing shell is pressed over its internal dimensions.
Alternativ kann die Gehäuseabdeckung als Gehäuseboden einteilig mit dem Gehäusemantel der Magnetbaugruppe ausgeführt werden, wobei der Gehäuseboden über eine zweite Verbindung mit dem Fluidblock verbunden ist. Dadurch entfällt die erste Verbindung zwischen der Gehäuseabdeckung und dem Gehäusemantel im Bereich der Befestigung mit dem Fluidblock bzw. Pumpengehäuse und die Ventilbaugruppe und die Magnetbaugruppe können beliebig tief in den Fluidblock bzw. ins Pumpengehäuse versenkt werden. Für eine einfache Montage eines Wicklungsträgers mit Spulenwicklung ist das magnetisch leitende Gehäuse der Magnetbaugruppe weiter oben in Gehäusemantel und oben liegende Abdeckscheibe getrennt.Alternatively, the housing cover can be designed as a housing bottom in one piece with the housing shell of the magnet assembly, wherein the housing bottom is connected via a second connection to the fluid block. This eliminates the first connection between the housing cover and the housing shell in the region of attachment to the fluid block or pump housing and the valve assembly and the magnet assembly can be sunk arbitrarily deep into the fluid block or into the pump housing. For a simple mounting of a winding carrier with coil winding, the magnetically conductive housing of the magnet assembly is separated further upwards into the housing jacket and the cover disc lying on top.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetventils kann die Gehäuseabdeckung über eine weitere Pressverbindung kraftschlüssig mit der Ventilbaugruppe verbunden werden. Zu diesem Zweck bildet bei einem stromlos geöffneten Magnetventil die Kapsel oder bei einem stromlos geschlossenen Magnetventil die Ventilhülse einen entsprechenden Pressdurchmesser aus.In a further advantageous embodiment of the solenoid valve according to the invention, the housing cover can be non-positively connected via a further press connection with the valve assembly. For this purpose, in the case of a normally open solenoid valve, the capsule or, in the case of a normally closed solenoid valve, the valve sleeve forms a corresponding pressing diameter.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetventils können die Außenabmessungen der Gehäuseabdeckung kleiner als die Außenabmessungen des Gehäusemantels ausgeführt werden und eine Anschlagfläche für eine Stirnfläche des Gehäusemantels ausbilden. Die zweite Verbindung kann als Pressverbindung vorzugsweise als Self-Clinch-Verbindung ausgeführt werden. Durch die „Self-Clinch-Verbindung" oder eine ähnliche Verbindungstechnik kann die Verbindung des integrierten Magnetventils mit dem Fluidblock bzw. Pumpengehäuse in vorteilhafter Weise „nur" durch eine auf den Gehäusemantel wirkende Druckkraft ohne Verstemmprozess mit Verstemmwerkzeugen realisiert werden. Zudem kann die Pressverbindung über den Gehäusemantel ohne direkte Zugänglichkeit an die Verbindungsstelle realisiert werden. Dadurch ist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Magnetventilen keine Vergrößerung des radialen Bauraums erforderlich. Zur Umsetzung der Self-Clinch-Verbindung oder einer ähnlichen Befestigung wird die Geometrie der Befestigungsscheibe bzw. des Befestigungsflansches entsprechend angepasst. Da diese Verbindung durch eine Druckkraft auf den Gehäusemantel und eine Kraftweiterleitung an die Befestigungsscheibe bzw. den Befestigungsflansch realisiert wird, kann ihr Außendurchmesser kleiner als der Gehäusemantel-Außendurchmesser ausgeführt werden. Da der Befestigungsdurchmesser nicht größer ist als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Magnetventilen ist mit geringen Auswirkungen auf die Festigkeit des Fluidblocks bzw. Pumpengehäuses zu rechnen.In a further advantageous embodiment of the solenoid valve according to the invention, the outer dimensions of the housing cover can be made smaller than the outer dimensions of the housing shell and form a stop surface for an end face of the housing shell. The second connection can be carried out as a press connection, preferably as a self-clinch connection. Due to the "self-clinch connection" or a similar connection technology, the connection of the integrated solenoid valve with the fluid block or pump housing can be realized advantageously "only" by a compressive force acting on the housing jacket without caulking with Verstemmwerkzeugen. In addition, the press connection via the housing shell can be realized without direct accessibility to the connection point. As a result, no enlargement of the radial installation space is required compared to the solenoid valves known from the prior art. To implement the self-clinch connection or a similar attachment, the geometry of the mounting plate or the mounting flange is adjusted accordingly. Since this connection is realized by a compressive force on the housing shell and a force transmission to the mounting plate or the mounting flange, its outer diameter can be made smaller than the housing shell outer diameter. Since the mounting diameter is not greater than in the known from the prior art solenoid valves is expected to have little effect on the strength of the fluid block or pump housing.
Alternativ können die Außenabmessungen der Gehäuseabdeckung größer als die Außenabmessungen des Gehäusemantels ausgeführt werden und eine Anschlagfläche für eine Stirnfläche des Gehäusemantels und eine Verstemmfläche ausbilden. Die zweite Verbindung kann als plastische Verformung vorzugsweise als Verstemmung ausgeführt werden, wobei der Werkstoff des Fluidblocks bzw. des Pumpengehäuses zur Herstellung der Verbindung verformt wird. Die Außengeometrie der Befestigungsscheibe bzw. des Befestigungsflansches wird für die Aufnahme des Gehäusemantels der Magnetbaugruppe entsprechend angepasst. Der Außendurchmesser der Befestigungsscheibe bzw. des Befestigungsflansches ist größer als der Gehäusemantel ausgeführt, um einen Zugang für das Verstemmwerkzeug zur Befestigung des integrierten Magnetventils im Fluidblock bzw. Pumpengehäuse zur Verfügung zu stellen. Zum Verstemmen des Magnetventils wird der Werkstoff des Pumpengehäuses, das vorzugsweise aus Aluminium gefertigt ist, durch ein Verstemmwerkzeug verformt. Die notwendigen Presskräfte können beispielsweise direkt auf die Befestigungsscheibe bzw. den Befestigungsflansch eingebracht werden, was eine Erhöhung des Wirkdurchmessers und damit der Verstemmkräfte und des radialen Bauraumbedarfs im Gerät bewirkt. Alternativ können die Presskräfte über den Gehäusemantel auf die Befestigungsscheibe bzw. den Befestigungsflansch eingebracht werden. Dies bietet die Vorteile eines nur geringfügig vergrößerten Verstemmdurchmessers, von geringeren Verstemmkräften und einem geringeren radialen Bauraumbedarf. Allerdings muss der Gehäusemantel für die Aufnahme und Weiterleitung der Verstemmkräfte an die Befestigungsscheibe bzw. den Befestigungsflansch geeignet sein.Alternatively, the outer dimensions of the housing cover can be made larger than the outer dimensions of the housing shell and form a stop surface for an end face of the housing shell and a Verstemmfläche. The second connection can be carried out as a plastic deformation, preferably as a caulking, wherein the material of the fluid block or the pump housing is deformed for the preparation of the compound. The outer geometry of the mounting washer or the mounting flange is adjusted accordingly for receiving the housing shell of the magnet assembly. The outer diameter of the mounting washer or mounting flange is made larger than the housing shell to provide access for the caulking tool for mounting the integrated solenoid valve in the fluid block or pump housing. For caulking the solenoid valve, the material of the pump housing, which is preferably made of aluminum, is deformed by a caulking. The necessary pressing forces can be introduced for example directly to the mounting plate or the mounting flange, which increases the effective diameter and thus the caulking and the causes radial space requirements in the device. Alternatively, the pressing forces on the housing shell can be placed on the mounting plate or the mounting flange. This offers the advantages of only a slightly larger Verstemmdurchmessers, lower caulking and a smaller radial space requirement. However, the housing shell must be suitable for receiving and forwarding the caulking to the mounting plate or the mounting flange.
Des Weiteren können Teile des Gehäusemantels und bei einem stromlos offenen Magnetventil Teile einer Kapsel bzw. bei einem stromlos geschlossenen Magnetventil Teile einer Ventilhülse durch angepasste Geometrien, wie beispielsweise angebrachte Hinterschnitte, zur Ausbildung der zweiten Verbindung zwischen dem Magnetventil und dem Fluidblock bzw. Pumpengehäuse beitragen.Furthermore, parts of the housing shell and, in the case of a normally open solenoid valve, parts of a capsule or, in the case of a normally closed solenoid valve, parts of a valve sleeve can contribute to the formation of the second connection between the solenoid valve and the fluid block or pump housing by means of adapted geometries, such as, for example, attached undercuts.
Durch die gegebene Zuordnung bzw. Integration von Ventilbaugruppe und Magnetbaugruppe wird die Möglichkeit eröffnet, dass vorgeprüfte und vorqualifizierte Magnetventile in vorteilhafter Weise zueinander geordnet bzw. gepaart in ein korrespondierendes Steuergerät montiert werden können. So können beispielsweise Magnetventile mit ähnlichen bzw. identischen Kennwerten jeweils auf eine Fahrzeugachse oder für ein komplettes Fahrzeugsteuergerät verwendet werden. Weitere in der Gruppierung untereinander ähnliche bzw. gleiche Magnetventile können dann für ein anderes Fahrzeugsteuergerät verwendet werden. Dadurch können die Gesamtstreuung der Magnetventile und/oder der realisierten Druckmodulationsfunktionen für eine Fahrzeugachse oder für Gesamtheit des Fahrzeugs verringert werden.The given assignment or integration of valve assembly and magnet assembly opens the possibility that pre-tested and pre-qualified solenoid valves can be arranged in an advantageous manner to each other or paired mounted in a corresponding control unit. For example, solenoid valves with similar or identical characteristic values can be used in each case on a vehicle axle or for a complete vehicle control unit. Other in the grouping similar or identical solenoid valves can then be used for another vehicle control unit. Thereby, the total dispersion of the solenoid valves and / or the realized pressure modulation functions for a vehicle axle or for the entirety of the vehicle can be reduced.
Diese Vorprüfung und Vorqualifizierung der Magnetventile ist auch Voraussetzung für einen Kalibrier- oder Einlernprozess am Ende der Gerätemontage (End-of-line). Das sind Prozesse die ebenfalls die Streuung der Gerätegesamtheit und eines individuellen Geräts verringern können. Für einen Kalibrierschritt sollte die Möglichkeit der Einflussnahme auf die Ventilabmaße oder andere Charakteristika gegeben sein, wie z.B. Restluftspalt oder Sitzwinkel.This pre-qualification and pre-qualification of the solenoid valves is also a prerequisite for a calibration or teach-in process at the end of device assembly (end-of-line). These are processes that can also reduce the spread of the device population and an individual device. For a calibration step there should be the possibility of influencing the valve dimensions or other characteristics, e.g. Residual air gap or seat angle.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawings, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Alternativ kann die Befestigungsscheibe
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Die erfindungsgemäße Befestigungsscheibe
Wie aus
Wie aus
Die Befestigungsart „Self-Clinch-Verbindung" kann durch andere Befestigungsprozesse mit dem gleichen Ziel ersetzt werden, nämlich die Verbindung zwischen Magnetventil und Fluidblock bzw. Pumpengehäuse ohne über den Gehäusemanteldurchmesser hinausragende Verbindungsgeometrien auszuführen.The "Self-clinch connection" type of attachment can be replaced by other attachment processes with the same aim, namely to provide the connection between the solenoid valve and the fluid block or pump housing without connecting geometries projecting beyond the housing jacket diameter.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen in vorteilhafter Weise ein Magnetventil zur Verfügung, welches in vorteilhafter Weise die Verringerung der Bauhöhe über der Oberkante des Fluidblocks bzw. Pumpengehäuses ermöglicht.Embodiments of the present invention advantageously provide a solenoid valve which advantageously allows the height to be reduced above the top of the fluid block or pump housing.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |