DE1815990B2 - Cage for cylindrical rolling elements - Google Patents
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Description
3535
Die Erfindung bezieht sich auf einen Käfig für zylindrische Wälzkörper, insbesondere einen Nadelkäfig, aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere einem Kunststoff, mit einer parallel zur Käfigachse verlaufenden Trennfuge.The invention relates to a cage for cylindrical rolling elements, in particular a needle cage, Made of an elastic material, in particular a plastic, with a parallel to the cage axis running parting line.
Im modernen Maschinenbau, 1...,besondere im Gelnebebau für Kraftfahrzeuge, besteht häufig das Erfordernis, zwischen zwei festen Bordon bzw. in Einstichcn auf Wellen oder Achsen Wälzlagerungen, insbesondere Lagerungen mil Hilfe von Nadelkäfigcn oder Walzenkränzen zu bilden. Dieses Erfordernis wird in der Zukunft immer näufigcr auftreten, da man bemüht ist, auf immer engerem Raum zu konstruieren. In modern mechanical engineering, 1 ..., especially in gel construction for motor vehicles, there is often the need between two solid Bordon or in Einstichcn Rolling bearings on shafts or axles, in particular bearings with the help of needle cages or to form roller rings. This requirement will become more and more common in the future, since one tries to construct in ever tighter spaces.
Um diesem Bedürfnis zu entsprechen, ist es bekannt. Wälzlagerungen mit losen Wälzkörpern zu bilden. Die Nachteile einer Lagerung mit losen Wälzkörp.M'n sind Montageschwierigkeiten. Vcrwechslungsmöglichkeilui der Wälzkörper in den Abmaßen und vor allem der nicht achsparallele Lauf der Wälzkörper. It is known to meet this need. Rolling bearings with loose rolling elements too form. The disadvantages of storage with loose rolling elements. M'n are assembly difficulties. Possibility of confusion the dimensions of the rolling elements and, above all, the non-axially parallel running of the rolling elements.
Aus diesem Grunde hat man nach anderen Lösungen gesucht und kam, da man Jen Ein-Stiick-Käfig in diesen Finbaufällcn nicht verwenden kann, zu der aus der Kurbelwellenlagerung bekannten Lageran des zweigeteilten Käfigs, d.h. zu einem Käfig, der aus zwei Käfighälften besteht und >omit zwischen zwei festen Borden von außen montiert werden kann. <\- Man wollte hiermit die Nachteile der losen Wälzkörperlagerung gegenüber de: Lagerung mit in einem Käfig geführten Wälzkörpern beseitigen.For this reason they looked for other solutions and came up with a one-piece cage can not use in these cases to which from the crankshaft bearings known bearings on the two-part cage, i.e. a cage that consists of two cage halves and> omit between two fixed shelves can be mounted from the outside. <\ - One wanted hereby to the disadvantages of the loose rolling element bearing compared to de: Storage with in one Eliminate cage-guided rolling elements.
Dies ist auch, soweit es die Montage betrifft, im großen und ganzen gelungen, jedoch ist die Möglichkeit der Verwechslung von Käfighälften und damit der Zusammenbau von Käfighälften mit verschiedenen Wälzkörperabmaßen nach wie vor, d. h. ebenso wie bei der Lagerung mit losen Wälzkörpern gegeben. Auch der achsparallele Lauf der Wälzkörper ist nicht so sicher gewährleistet wie bei einem EinStück-Käfig, da die Möglichkeit des Übereinanderlaufens von Käfighälften sowie des Hängenbleibens von Käfighäiften in Nuten besteht, was zu Schränkungen, Blockierungen und Zerstörungen an den Lagerstellen führen kann.As far as the assembly is concerned, this has been largely successful, but the possibility is confusing cage halves and thus assembling cage halves with different ones Rolling element dimensions as before, d. H. as is the case with storage with loose rolling elements. The axially parallel running of the rolling elements is also not guaranteed as reliably as with a one-piece cage, there is the possibility of cage halves running over each other and getting stuck of cage shafts in grooves, which leads to restrictions, blockages and damage to the Can lead to storage locations.
Bekannt ist auch ein Käfig der eingangs genannten Art (deutsche Patentschrift 959 699). Durch die Trennfuge wird angestrebt, solche Mangel zu beheben, die bei Xunststoff-Rollenkäfigen durch die Schrumpfung des Kunststoffes entstehen. Der Käfig soll ohne: nachträgliche Verbindung der entgegengesetzten Ringenden eingebaut werden, so daß sich die Trennfuge bei der zu erwartenden Schrumpfung des für die Herstellung des Käfigs verwendeten Kunststoffes erweitern und somit die Schrumpfung ausgleichen kann. An den Enden der Trennstellc sind Schrägflächen vorgesehen, die zusammen mit der Mantellinie, längs der die Trennfugt im übrigen verläuft, einen stumpfen Winkel einschließen. Solche Schrägflächen sind nicht in der Lage, gegenseitige Axialverschiebungen der Enden des Käfigbandes zu verhindern, da beieits ein kleiner Spalt an der Trennstelle eine große gegenseitige Axialverschiebung zuläßt. Ein Einschieben des Käfigs quer zu einer Welle erfordert große Deformationen des Käfigs über dessen gesamten Umfang, weil ja der Käfig so weit gespreizt werden muß, daß an der Trennstelle ein Zwischenraum entsteht, der gleich dem Wellendurchmesser an der Montagestelle ist.A cage of the type mentioned at the beginning is also known (German patent specification 959 699). Through the Parting line is sought to remedy such deficiencies that are caused by the plastic roller cages Shrinkage of the plastic occurs. The cage should without: subsequent connection of the opposite Ring ends are installed, so that the parting line with the expected shrinkage of the Expand the plastic used to manufacture the cage and thus compensate for the shrinkage can. At the ends of the Trennstellc inclined surfaces are provided, which together with the The surface line, along which the parting line otherwise runs, enclose an obtuse angle. Such Inclined surfaces are not able to cause mutual axial displacements of the ends of the cage strip prevent, since a small gap at the separation point allows a large mutual axial displacement. Inserting the cage across a shaft requires large deformations of the cage over it entire circumference, because the cage must be spread so far that there is a gap at the point of separation arises, which is equal to the shaft diameter at the assembly point.
Bekannt (USA.-Patentschrift 2 566 421) ist ferner ein Kugellagerkäfig in Form eines Streifen-, der aus einzelnen Kugehaschen besteht, die durch Verbindungsstege geringen Querschnittes miteinander verbunden sind. Diese Verbindungsstege wirken wegen ihres geringen Querschnittes wie universalbewegliche Gelenke, bezwecken jedoch vor allem eine Anpassung des Streifens an die Umfangskrümmung der Welle. Die Fnden des Streifens werden daher auch nicht miteinander verbunden, so daß Axialverschiebungen der Käfigenden gegeneinander möglich sind. Solche Axialverschiebungen sind bei Kugellagern meist zulässig, würden jedoch bei Rollenlagern zu Schränkungen der Rollen führen. Die dünnen Verbindungsstege ergeben auch zwischen den einzelnen Kugeltaschen keine Verbindung von solcher Steifigkeit, daß Schrägstellungen der Taschen vermieden werden, die bei Kugellagern meist unschädlich sind, jedoch bei Rollenlagern nicht zugelassen werden können.Known (USA. Patent 2 566 421) is also a ball bearing cage in the form of a strip, which is made of consists of individual ball pockets, which are connected to one another by connecting webs of small cross-section are. Because of their small cross-section, these connecting webs act as universally movable Joints, however, are primarily intended to adapt the strip to the circumferential curvature of the Wave. The ends of the strip are therefore not connected to one another, so that axial displacements the ends of the cage against each other are possible. Such axial displacements occur in ball bearings mostly permissible, but would lead to restrictions of the roles in roller bearings. The thin connecting bars also do not result in a connection of such rigidity between the individual spherical pockets, that inclinations of the pockets are avoided, which are usually harmless with ball bearings, however, cannot be permitted for roller bearings.
Bekannt (deutsche Patentschrift 804 737) ist auch ein Rollenkäfig, bei dem .wischen den einzelnen RollentasL hen radiak Schlitze angeordnet sind, durch die lediglich eine Nachgiebigkeit der Wälzkörpertaschen eivic!', werden soll. Jedoch stehen d:e Seh.litze nicht in Zusammenhang mit Gelenkstellen.Known (German Patent 804 737) is also a roller cage in which .wischen the individual Roller pockets with radiac slots are arranged, through which only a resilience of the rolling element pockets is supposed to be eivic! '. However, d: e Visual strand not in connection with joints.
Beka:.;.: sind auch Wälzlaucr mit vollständig ncicilicn Laufringen (deutsche Patentschrift S51 "Ϊ47). Solche Lager werden häufig fv.;· die Lagerung von Pleueln an Kurbelwellen verwendet. Bei Lagern mit geteilten Laufringen isl eine aufwendige Axialfixie-Beka:.;.: Are also Wälzlaucr with completely ncicilicn races (German patent specification S51 "Ϊ47). Such bearings are often used for the storage of connecting rods on crankshafts. For bearings with split races isl an elaborate Axialfixie-
bei Anordnung mehrerer Nuten die einzelne Nut eine geringere Tiefe haben kann als bei Anordnung nur einer Nut.if several grooves are arranged, the individual groove may have a smaller depth than if only arranged a groove.
Die Schwächungsstellen sind vorzugsweise durch Nuten gebildet. Der Käfig kann an den Schwächungsstellen auch stellenweise durchbrochen sein.The weakening points are preferably formed by grooves. The cage can be at the weak points also be broken in places.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows
F i ζ. 1 einen diametralen Schnitt durch einen mitF i ζ. 1 a diametrical section through one with
älkö bük Käfi d i inem Wellenälkö bük Käfi d i inem Wellen
ung der Laufringe gegeneinander unerläßlich, da ja indernfalls in der Lauffläche Stufen entstehen würien, was zur sofortigen Zerstörung des Lagers führen ,vürde.unity of the running rings against each other is essential, since otherwise there would be steps in the running surface, which would lead to the immediate destruction of the camp.
Schließlich ist auch ein als Kammkäfig ausgebilde-Ler Nadellagerkäfig bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 068 954) bekannt, dessen Stirnring längs einer Mantellinie aufgetrennt ist. Durch die Auftrennung «oll die Elastizität des Stirnringes derart verbessert ζFinally, a comb-cage ausgebilde- L he needle bearing cage known (German Auslegeschrift 1,068,954) is known, the end ring is split along a generatrix. The separation “should improve the elasticity of the front ring in this way”
werden, daß er elastische Kräfte ausgleichen kann, io Wälzkörpern bestückten Käfig, der in einem Wellendie durch die Führung der nur einseitig gehaltenen einstich montiert ist,be that it can balance elastic forces, io rolling elements equipped cage, which is in a shaft is mounted through the guide of the groove, which is only held on one side,
Stege an den Wälzkörpern entstehen. Die Auftren- F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Käfigs,Ridges on the rolling elements arise. The appear- F i g. 2 is a perspective view of the cage;
nung hat nicht den Zweck, ein Aufschieben des Kä- F i g. 3 eine Seitenansicht des Käfigs im ZustandThe purpose of this is not to postpone the cage. 3 is a side view of the cage in the state
figs quer zu einer Welle zu ermöglichen. während des Einbaues und einen Schnitt durch eineto allow figs across a wave. during installation and a cut through one
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 15 Welle,The invention is based on the object of a 15 shaft,
Käfig der eingangs genannten Gattung so auszubil- F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende perspektivi-Cage of the type mentioned at the outset to be designed in such a way. 4 one of the F i g. 3 corresponding perspective
d dß i läi Vf sehe Ansicht bei einer anderen Ausführungsform derd d this i läi Vf see view in another embodiment of FIG
Erfindung.Invention.
F i g. 5 eine der F i g. 3 entsprechende Darstellung betreffend den Einbau eines Käfigs nach Fig. 4 und F i g. 6 bis 11 verschiedene Ausführungsformen für die Ausbildung der Schwächungsstellen.F i g. 5 one of the F i g. 3 corresponding representation relating to the installation of a cage according to FIGS. 4 and F i g. 6 to 11 different embodiments for the formation of the weakening points.
Es sei angenommen, daß die in der Zeichnung darg gestellten Wälzlagerkäfige aus einem elastischen Führungszapfen in eine Ausnehmung eingreift und 25 Kunststoff bestehen.It is assumed that the rolling bearing cages shown in the drawing consist of an elastic Guide pin engages in a recess and 25 are made of plastic.
daß Führungszapfen und Ausnehmung Führungsflä- Der Käfig nach den F i g. 1 bis 3 hat eine Trenn-that guide pin and recess guide surface- The cage according to the F i g. 1 to 3 has a separating
chen in Ebenen senkrecht zur Käfigachse aufweisen. fugel und eine Schwächungsstelle 2. Im übrigen ist
Bei dem erfindungsgemäßen Käfig werden die Kä- der Wälzlagerkäfig in bekanner Weise bandförmig
figbereiche zwischen den Schwächungsstellen und und hat rechteckige Aussparungen für die Aufnahme
der Trennfuge nicht verformt, da die gesamte erfor- 30 von Wälzlagern. In den Fig. 1 und 2 ist ein mit
derliche Verformung in den gelenkartig wirkenden Wälzkörpern bestückter Käfig gezeigt.
Schwächungsstellen erfolgen kann. Dadurch wird mn Einerseits der Trennfuge befindet sich ein Zapfensurfaces in planes perpendicular to the cage axis. fugel and a weakening point 2. In the cage according to the invention, the cages are the rolling bearing cage in a known manner band-shaped fig areas between the weakening points and and has rectangular recesses for receiving the parting line not deformed, since the entire required 30 of rolling bearings. 1 and 2, a cage equipped with such a deformation in the joint-like acting rolling elements is shown.
Weakening points can take place. As a result, there is a pin on one side of the parting line
Sicherheit vermieden, daß beim Aufbiegen des Kä- mit parallelen Flanken, deren Flächen senkrecht zur figs Wälzkörper aus den Käfigtaschen herausfallen. Käfigachse verlaufen, und andererseits der Trenn-Die Anordnung eines Führungszapfens an der 35 fuge eine Aussparung, in die der Zapfen paßt, so daß Trennfuge gibt dem montierten Käfig eine absolute durch den Eingriff des Zapfens in die Aussparung Fbili d E ih d KäfiSafety avoided that when bending up the Kä- with parallel flanks, the surfaces of which are perpendicular to figs rolling elements fall out of the cage pockets. Cage axis run, and on the other hand the separating die Arrangement of a guide pin on the 35 joint a recess into which the pin fits so that Parting line gives the assembled cage an absolute through the engagement of the pin in the recess Fbili d E ih d Käfi
g gg g g so auszubilg gg g g so apprentice
den. daß eine unzulässige Verformung des Käfigs am gesamten Umfang vermieden wird, und die Käfigen- den im Hinblick auf gute Führung der Nadeln exakt axial gegeneinander fixiert sind.the. that an impermissible deformation of the cage is avoided over the entire circumference, and the Käfigen- are fixed with respect to the good guidance of the needles accurately axially against one another.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß längs mindestens einer Mantellinie des Käfigs eine ein Gelenk bildende Schwächungsstelle vorgesehen ist, daß im Bereich der Trennfuge ein Fühf i i AhThis object is achieved according to the invention in that along at least one surface line of the Cage a joint-forming weakening point is provided that in the area of the parting line Fühf i i Ah
Formstabilität, da die in Ebenen senkrecht zur Käfigachse liegenden Führungsflächen jegliche Axialvcvschiebung der Käfigenden gegeneinander verhindern, ohne indessen die wegen Längenänderungen im Betrieb notwendige Verschiebung in Umfangsrichtung zu beeinträchtigen. Der Käfig verhält sich nach Eingriff des Führungszapfens in die gegenüberliegende Trennfläche wie ein nicht aufgetrennter Käfig. DerDimensional stability, since the guide surfaces lying in planes perpendicular to the cage axis have any axial displacement prevent the ends of the cage against each other, without, however, due to changes in length during operation to impair the necessary displacement in the circumferential direction. The cage behaves after the intervention of the guide pin into the opposite parting surface like a non-separated cage. Of the
g pg p
axiale Relativverschiebungen zwischen den Käfigenden nicht möglich sind, jedoch Relatiwerschiebungen in Unifangsrichtung stattfinden können.relative axial displacements between the ends of the cage are not possible, but relative shifts can take place in the direction of the university.
Die Schwächungsstelle 2 ist durch eine Nut mit dreieckigem Querschnitt gebildet, die sich an der Außenseite befindet und diametral gegenüber der Trennfuge 1 angeordnet ist. Die Schwächungsstelle 2 schwächt den Querschnitt des Käfigs so weit, daß dieThe weakening point 2 is formed by a groove with a triangular cross-section, which is located on the Located on the outside and diametrically opposite the parting line 1 is arranged. The weakening point 2 weakens the cross-section of the cage so much that the
g gg g
in F i g. 3 dargestellt. Der Käfig soll in einen Einstich einer Welle eingebaut werden, wobei der Wellendurchmesser im Bereich des Einstiches das Maßd hat. Die Käfighälften beiderseits der Schwächungsstelle 2 werden so weit auseinandergespreizt, daß an der Trennfuge eine Öffnung entsteht, die mindestens gleich dem Maß if ist. Danach läßt sich der Käfig quer über die Welle schieben. Die Käfighälften wer-in Fig. 3 shown. The cage is to be installed in a recess of a shaft, the shaft diameter being has the dimension in the area of the recess. The cage halves on both sides of the weakening point 2 are spread so far apart that on The parting line creates an opening that is at least equal to dimension if. Then the cage can be Slide across the shaft. The cage halves are
Vorteil der Erfindung besteht daiin. daß ein Ein- 45 Schwächungsstelle als Gelenk wirkt.This is an advantage of the invention. that a weakening point acts as a joint.
Stück-Käfig auch an solchen Stellen eingesetzt wer- Der Einbau des Käfigs nach den Fig. 1 und2 istPiece cage can also be used in such places. The installation of the cage according to FIGS. 1 and 2 is
den kann, wo dies bisher nicht möglich war. Man hat hiermit die Vorteile des Ein-Stück-Käfigs. bei dem nicht die Gefahr besteht, daß Teile zusammenmontiert werden, die verschiedene Wälzkörperabmaßecan where this was previously not possible. This gives you the advantages of the one-piece cage. in which there is no risk of parts being assembled together the different rolling element dimensions
haben.
Weiterhin können die Verschränkungen. Blockie-to have.
Furthermore, the entanglements. Blocking
rungen iiini Zerstörungen, wie sie "beim Zwei-rungen iiini destruction, as they "with two-
S'ück-Käfig vorkommen" infolge der Zapfenführung qS'ück cage occur "as a result of the pin guide q
nicht einstellen, und zum anderen wird die Montage 55 den nun wieder zusammengeklappt, wobei der Zap-not set, and on the other hand, the assembly 55 is now folded up again, with the
sowohl gegenüber losen Wälzkörpern als auch dem fen in den Einschnitt eingeführt wird. Hiernach sindis introduced into the incision against both loose rolling elements and the fen. After that are
Axialverschiebungen zwischen den Käfigenden nicht mehr möglich. Dies ist ein wesentlicher Vorteil, wenn der Einstich der Welle seinerseits Axialverschiebunen nicht verhindern kann. Notwendigerweise ist ir Welleneinstichen immer axiales Spiel vorhanden weil sich ja der Käfig frei drehen können muß. Da: axiale Spiel ist oft beträchtlich, so daß ohne Fixie g g rung durch den Führungszapfen AxialverschiebunAxial displacements between the ends of the cage are no longer possible. This is a major benefit, though the groove of the shaft in turn Axialverschiebunen can not prevent. It is necessary that there is always axial play in the shaft grooves because the cage must be able to rotate freely. There: axial play is often considerable, so that without a fixie Axial displacement through the guide pin
bei dann beiderseits dieses Bereiches Schwachungs- 65 gen möglich wären, wodurch eine Schrägstellung de stellen angeordnet sind. Ausführungen mit zwei oder Wälzkörper und daraus resultierend eine Zersiörunat then on both sides of this area weakening 6 5 gene would be possible, whereby an inclined position de are arranged. Versions with two or rolling elements and resulting in a Zersiörun
mshi üiclnvät'.i-jiigsstellen können dann von Bedeu- des Lagers stattfinden könnte.mshi üiclnvät'.i-jiigsstellen can then from significant camp could take place.
lung sein, wenn die Dicke des Käfigs gering ist, da Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 ist der debe ment if the thickness of the cage is small, since In the embodiment according to F i g. 4 is the de
zweiteiligen Käfig erheblich vereinfacht und kann ohne weitere Hilfsmittel durchgeführt werden.The two-part cage is considerably simplified and can be carried out without any further aids.
Die Anordnung der Scb-ächungsstellen kann vcrschieden sein. Beispielsweise kann diametral gegenüber der Trennfuge eine Schwächungsstelle vorgesehen sein. Bei Anordnung mehrerer Schwächungsstel-Ien kann der Käfig im Bereich diametral gegenüber der Trennfuge frefvon Schwächungsstellen sein, woi The arrangement of the weakening points can be different. For example, a weakening point can be provided diametrically opposite the parting line. If several weakening points are arranged, the cage can be in the area diametrically opposite the separating line frefvon weakening points, where i
6o6o
Trenp.ungsstelle diametral gegenüberliegende Bereich des Käfigs frei von Schwächungsstellen. Es sind jedoch beiderseits dieses Bereiches gelenkartig wirkende Schwächungsstellen vorhanden.Separation point diametrically opposite area of the cage free of weak points. However, there are Joint-like weakening points are present on both sides of this area.
Der Einbau eines. Käfigs nach F i g. 4 ist in F i g. 5 dargestellt. Aus einem Vergleich der F i g. 3 und 5 ist zu ersehen, daß die Gelenkbewegung an den Schwächungsstellen kleiner ist als bei Vorhandensein nur einer Schwächungsstelle.The installation of a. Cage according to FIG. 4 is in FIG. 5 shown. From a comparison of FIGS. 3 and 5 it can be seen that the joint movement at the weak points is smaller than when there is only one weakening point.
In den Fig.6 bis8 ist dargestellt, daß an der Schwächungsstelle auch eine Kombination von Nat und Durchbrüchen vorhanden sein kann. Gemäß F i g. 6 befindet sich nur in der Mitte des Kufig* eine Verbindung zwischen den beiderseits der Schwächungsstelle befindlichen Käfigteilen, während seitlich der Verbindungsstelle Aussparungen angeordnet sind. Gemäß F i g. 7 ist ein mittlerer Durchbruch vorgesehen. Gemäß F i g. S sind :;wei Durchbräche im Bereich der Schwächungsslelle vorhanden.In Figures 6 to 8 it is shown that on the Weakening point also a combination of Nat and breakthroughs may be present. According to FIG. 6 is only in the middle of the skid * one Connection between the cage parts located on both sides of the weakening point, while recesses are arranged to the side of the connection point are. According to FIG. 7 a central breakthrough is provided. According to FIG. S are:; white breakthroughs in Area of the weakening cell present.
In den F ί μ. 9 bis 11 sind verschiedene Nu'.formcr für Schwächungssiellen dargestellt Fig. 9 zeigt eine im Querschnitt dreieckige Nut. wie sie auch bei derIn the F ί μ. 9 to 11 are different Nu'.formcr Fig. 9 shows a Triangular groove in cross section. as they did with the
ίο bereits beschriebenen Ausfühningsbeispielen verwen dsl wird. Fig. 10 zeigt eine Nut mit etwa halbkrcis förmigem Querschnitt und Fi g. Ii eine Nut mil tra pezförmigem Querschnitt.ίο use the examples already described dsl will. Fig. 10 shows a groove with approximately semi-circular shaped cross-section and Fi g. II a groove mil tra pez-shaped cross-section.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Cited By (1)
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-
1968
- 1968-12-20 DE DE19681815990 patent/DE1815990B2/en not_active Ceased
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BHV | Refusal |