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BREVET D'INVENTION.
" Perfectionnements apportés aux machines-outils, automati- ques !ou non. pour pratiquer, dans un trou, des rainures ou gorges, notamment à celles pour fabriquer les écrous ".
Faisant l'objet d'une demande de brevet d'invention
L'invention, est relative aux machines-outils,au- tomatiques ou non, et elle a pour objet d'établir les ma- chines du genre en question à l'aide desquelles une rainure ou gorge annulaire de n'importe quelle section transversa- le, par exemple en forme de V, ou sensiblement en forme de V, peut être pratiquée dans un trou ménagé dans une pièce.
Un deuxième objet de l'invention consiste à pra- tiquer une telle rainure ou gorge annulaire dans le trou ménagé dans une ébauche d'un écrou ou analogue, au cours de la fabrication de l'écrou, et un troisième objet de l'in- vention consiste à établir une machine-outil à l'aide de laquelle des écrous, comportant une -rainure ou gorge annu- laire intérieure, de n'importe quelle section voulue, et dont une ou les deux faces sont chanfreinées, peuvent être fabriqués en partant d'une barre de section appropriée ou
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en partant d'ébauches de forme appropriée.
Les machines-outils automatiques ou autres, éta- blies conformément à l'invention, comportent, d'une façon générale, des moyens pour maintenir des ébauches traversées par des trous et obtenues par sectionnement d'une barre introduite dans la machine,ou des ébauches déjà sectionnées introduites séparément dans ladite machine, des moyens pour faire pénétrer deux outils indépendants dans ledit trou respectivement par les extrémités opposées de celui-ci et par conséquent suivant des directions opposées, et des moyens pour actionner lesdits outils de façon qu'ils avan- cent dans des directions parallèles aux faces latérales du
V, ou des rainures ou gorges de toute autre forme que l'on veut obtenir, de façon qu'un outil déterminé l'une des faces de la rainure ou gorge, alors que l'autre outil trace l'au- tre face,
les outils ayant une forme telle, et étant dispo- sés et actionnés de manière telle, que leurs actions combi- nées déterminent la rainure complète. L'ébauche percée est de préférence maintenue immobile alors que les outils tour- nent pendant qu'ils effectuent l'opération du rainurage, mais, dans certains cas, les outils peuvent être maintenus fixes alors que la pièce tourne et au besoin les outils et la pièce peuvent tourner à la fois et de préférence dans des directions opposées. Les outils sont décalés l'un par rapport à l'autre de n'importe quel angle approprié et, a- fin d'avoir la dépouille maximum, le décalage est de pré- férence de 180 .
Les dessins joints au présent mémoire montrent, à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'invention.
Les fig. 1 et 2 montrent, respectivement en élé- vation et en vue latérales une machine pour pratiquer des rainures en forme de V dans les trous percés dans des ébauches d'écrous, laquelle machine est établie conformé-
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ment à l'invention, chaque pièce étant séparément intro- duite dans ladite machine et enlevée de celle-ci.
La fig. 3 montre,en plan partiel après coupe suivant 3-3 fig. 2 et à plus grande échelle, la machine représentée sur. les fig. 1 et 2, les éléments montrés oc- cupant une position caractéristique déterminée.
Les fig. 4 et 5 montrent, toutes deux de la même façon que la fig. 3, les mêmes éléments, ceux-ci occupant des positions caractéristiques autres qu'à ladite fig. 3.
Les fig. 6 à. 10 montrent, de la même façon qu'à la fige 3 et schématiquement, les outils de cette machine dans cinq positions caractéristiques différentes, cela pour indiquer la façon dont ces outils agissent sur la pièce à rainer.
Les fig. 11 et 12 montrent, respectivement en vue arrière et en élévation après coupe, un dispositif faisant partie intégrante de la machine montrée sur les fig. 1 et 2 et propre à empêcher une avance trop grande des outils.
Dans les machines-outils automatiques ou autres construites jusqu'ici, le rainurage intérieur est pratiqué à l'aide d'outils dont la forme correspond à celle de la rainure à obtenir. Le grand inconvénient de cette méthode réside dans le fait que l'outil est agencé de façon à com- porter un long tranchant. Il résulte de l'effort exercé par ledit tranchant de grande longueur et de la section néces- sairement petite du manche de l'outil, que la construction de ce dernier est très délicate, et il en résulte souvent des ruptures et des pertes de matières.
Les outils pour le rainurage et les machines-ou- tils automatiques on non,. établis conformément à l'invention sont tels que ces inconvénients sont évités.
La machine représentée est établie de façon à per- mettre la mise en place à la main des pièces à rainer et à pouvoir être commandée par l'intermédiaire d'une pédale. Les
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pièces à rainer sont introduites dans la machine et reti- rées de celle-ci à la main et la commande par pédale assu- re le maintien en position de la pièce par serrage et amè- ne les outils qui pratiquent la rainure dans la position voulue pour que ladite rainure puisse être pratiquée.
Comme indiqué ci-dessus, on a recours à deux ou- tils décalés de 180 l'un par rapport à l'autre, c'est-à- dire disposés de manière à agir en des points diamétrale- ment opposés du trou qui doit être rainé. Ces deux outils ont des mouvements d'avancement parallèles aux faces laté- rales de la rainure en V ou autre, que l'on yeut pratiquer par leur intermédiaire, l'un desdits outils se déplaçant dans une direction correspondant à l'inclinaison de celle des forces de la rainure en V ou autre, qu'il doit @ alors que l'autre outil se déplace suivant la même incli- naison, mais en sens opposé pour déterminer la face oppo- sée de ladite rainure en V ou autre, les deux outils abou- tissant, dans le cas où il s'agit d'une rainure en V, dans un plan commun à l'extrémité de leur course,
lequel plan correspond à-celui dans lequel se trouve le fond de ladite rainure.
Il résulte de ce qui précède que-l'angle de coupe de chaque outil doit être très aigu et que chaque outil doit avoir ses faces latérales en retrait, de façon que celles-ci ne frottent pas contre les faces latérales desdites rainures en V ou autres, pendant que la. rainure est tracée. Grâce à cette largeur extrêmement faible de l'angle de coupe de l'outil, le manche de ce dernier a. une résistance convena- ble pour supporter les efforts dus au rainurage, sans que l'on ait à cfaindre sa rupture.
La machine montrée sur les dessina comporte un bâti en fonte 14 ou autre, supportant un châssis en fonte 15, ce dernier pouvant former un bord avec ledit bâti. Sur
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le châssis 15 sont fixés deux supports 16 sensiblement cy- lindriques à leur intérieur, lesquels supports sont dispo- sés dans le prolongement l'un de l'autre. Entre les extré- mités ouvertes desdits @apports, qui se trouvent en regard l'une de l'autre, est réservé un intervalle dans lequel sont établis les éléments de serrage 17 et 18 pour maintenir la pièce à rainer 20 et comportant des moyens pour maintenir ladite pièce dans une position déterminée.
Ces moyens de serrage sont du type ordinaire et ne sont pas représentés en détail, ils sont commandés par l'intermédiaire d'une tige 21 dont l'extrémité inférieure est reliée à l'extrémité posté- rieure d'une pédale 22 articulée en 23 au bâti 14.
Quand on abaisse la pédale, les éléments 17 et 18 occupent une position telle que la pièce 20 peut être introduite entre eux et que l'axe de ladite pièce se trouve dans le prolongement des axes des supports 16.
Un arbre moteur commun 24 est monté dans des pa- liers établis sur le châssis 15 et est disposé à l'arrière de la machine, lequel arbre porte, à l'une de ses extrémités, une poulie motrice 25.
Les fig. 3, 4 et 5 montrent seulement l'un des supports 16, mais il est entendu que l'autre support, tout en étant disposé dans le prolongement du premier, est cons- titué exactement de la même façon, alors que les éléments qu'ils contiennent, et eux-mêmes, sont disposés symétrique- ment par rapport au plan médian transversal de la machine.
Un pignon denté 26a est calé sur l'arbre 24 à proximité de chaque extrémité de celui-ci et à l'intérieur du châssis 15.
Dans chaque support 16 est établi un manchon cou- lissant 26 qui porte intérieurement une tige axiale creuse 27 montée sur paliers à billes 28 propres à permettre la rotation de ladite tige creuse 27 dans le manchon 26. La tige creuse 27 est amincie vers l'une de ses extrémités
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pour passer par l'ouverture d'une bague pénétrant à l'inté- rieur de l'une des extrémités du manchon coulissant et por- tant une roue dentée 29 qui engrène avec la pignon 26 , Les manchons 26 peuvent glisser sans tourner dans les supports
16 sur une longueur déterminée, et, comme montré sur les fig. 3, 4 et 5, quelle que soit la position desdits man- chons par rapport aux supports, les roues dentées 29 engrè- nent avec les pignons 26a.
Les manchons 26 glissent dans les supports dans des directions opposées, c'est-à-dire que lesdits manchons se déplacent de façon à se rapprocher ou à s'écarter l'un de l'autre.
Les moyens pour assurer ces déplacements compor- tent des parties dentées 30, en forme de crémaillère, mon- tées à la partie inférieure des manchons 26 et montrées schématiquement sur la fig. 1, des secteurs dentés 31 en- grenant avec lesdites parties 30. Ces secteurs sont calés sur des axes 32 convenablement supportés par le bâti de la machine. Sur ces axes 32 sont également calés d'autres sec- teurs dentés 33. Ces derniers ont des dimensions telles, et sont disposés de manière telle, que leurs dents engrènent entre elles comme montré sur la fig. 1. Les leviers 34 sont articulés par leur extrémité supérieure -aux secteurs 33 et leurs extrémités inférieures sont reliées entre elles et à une tige 35, dont l'extrémité inférieure porte la pédale 22.
Quand les différents organes occupent la position montrée sur la fig. 1, la pédale a été abaissée et les secteurs :ont été actionnés de manière que les manchons coulissants 26 soient déplacés l'un vers l'autre jusqu'à occuper la. position mon- trée sur la fig. 3. Des ressorts 36 sont attachés, par les unes de leurs extrémités, en des points fixes appropriés du bâti et, par les autres extrémités, respectivement aux sec- teurs 33, de sorte que, au moment où on cesse d'agir sur la
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pédale 22, lesdits ressorts actionnent les manchons coulis- sants 26 de façon à les écartér l'un de l'autre par l'inter- médiaire des secteurs 31 dans la position montrée sur la fig. 5.
L'effet de la pédale 22 et des pièces qui en sont solidaires est tel que, par l'abaissement de ladite pédale, la pièce à rainer est, d'abord.fortement serrée et est, en- suite, maintenue dans cette position au cours des déplace- ments ultérieurs des manchons 26.
Aux extrémités se faisant face des deux tiges creuses 27, sont montés respectivement deux supports coulis- sants 37 pour les deux outils, le guide 38 de chacun des- dits supports faisant un angle de 45 avec l'axe de la tige 27 correspondante et tel que ladite tige 27 étant déplacée vers la pièce 20 jusqu'au moment où le support 37 est empê- ché de continuer son mouvement longitudinal avec la tige 27, ledit support se matras immédiatement parallèlement à l'élément de butée, dans ou vers cet élément de butée qui arrête ledit mouvement longitudinal. La butée en question, pour chaque porte-outil 37, est constituée par un axe ou tige 39 disposé, axialement dans la tige 27, qui a été faite creuse a cet effet.
Cet axe ou tige 39 est retenu, à son extrémité arrière, par des moyens appropriés et réglable tels. que des écrous 40, prenant appui sur un palier 41 et disposés de manière telle que, la tige 27 correspondante étant déplacée vers l'avant, à partir d'un point déterminé et sur une longueur-voulue, l'axe 39 soit empêché, de conti- nuer son mouvement de translation, et qu'une partie dudit axe, par exemple un trou 42 incliné ou analogue, ménagé dans l'extrémité avant de ladite tige, constitue la butée propre à empêcher le déplacement du porte-outil 37 dans la direction primitive et à obliger celui-ci à coulisser en s'éloignant de l'axe 39 et parallèlement à ladite butée.
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Pour que chaque outil 44 se dirige parallèlement à la surface correspondante de la rainure ou gorge en V ou autres qui doit être pratiquée, la butée, qui est établie à l'extrémité avant de l'axe ou tige 39, coopère avec une che ville 43, montée sur le porte-outil 37 et pénétrant dans le trou 42 ménagé dans l'extrémité de la tige 39 et faisant un angle approprié avec l'axe de ladite tige. L'axe dudit trou 42 et de la cheville 43 a une inclinaison telle qu'il soit parallèle à la face latérale correspondante de la rai- nure en V ou analogue que l'on veut obtenir, ledit axe pas- sant par l'axe de la tige 39. L'angle peut être modifié suivant 1'inclinaison des faces latérales de la rainure en V ou autre.
Les deux tiges 27 ont des mécanismes analogues à ceux décrits ci-dessus, et il va de soi que,quand elles sont déplacées vers l'avant, c'est-à-dire déplacées l'une vers l'autre par l'intermédiaire de leur mécanisme de com- mande, tel que celui indiqué plus haut, les axes ou tiges
39 portant les butées sont arrêtés en même temps, de sorte que les porte-outils sont obligés de se déplacer au même moment en s'écartant respectivement des axes 39 jusqu'à oc- cuper chacun la position exacte pour déterminer la partie correspondante de la rainure.
L'obtention des deux faces de la rainure a lieu simultanément jusqu'à ce que les deux outils atteignent la profondeur voulue, c'eat-à-dire après avoir formé la pointe du V, dans le cas où. il s'agit d'une rainure en V, à ce moment une ou plusieurs butées fixes, convenablement disposées, arrêtent le mouvement des man- chons 26 et empêchent ainsi tout déplacement ultérieur des outils.
Il est évident que la largeur des outils relative- ment à la largeur maximum de la rainure en V est choisie de manière telle que les outils, étant employés pour détermi- ner les deux faces d'une rainure en V ou autre, enlèvent
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simultanément tout ou partie de la matière hors de ladite rainure ou à peu près toute la matière, comme montré sur les fig. 7, 8 et 9,et que, quand ils sont arrivés à fin de course (fig. 3 et 10), toute la matière est dégagée de la rainure.
On a, recours à des moyens élastiques pour ramener les outils 44 à leur position montrée sur les fig. 4 et 6, afin que ceux-ci puissent être dégagés du trou ménagé dans la pièce à rainer (fig. 5). A. cet effet, chaque axe ou tige 39, qui commande les déplacements ci-dessus de l'outil cor- respondant, est entouré d'un ressort de compression hélico- ïdal 45 convenablement disposé dans la tige creuse corres- pondante 27, lequel ressort appuie, à l'une de ses extrémi- tés, sur une butée établie sur l'axe ou tige 39 et, à son autre extrémité, sur une butée portée par la tige creuse 27.
Quand le porte-outil 37 est empêché de se déplacer da- vantage vers l'avant, au cours de la translation de la tige 27, de la façon décrite plus haut et comme montré sur la fig. 4, le ressort de compression 45 est comprimé par le déplacement ultérieur de ladite tige jusqu'à ce que celle- ci ait atteint la position montrée sur la fig. 3. Il en ré- sulte que, lorsque la tige 27 revient vers sa position pri- mitive, le ressort de compression 45 maintient le porte-ou- til dans sa position avancée pendant une courte durée, pen- dant que ledit porte-outil glisse le long de son support en ramenant ainsi l'outil vers l'axe de la tige 27 de façon à dégager l'outil de la rainure en V.
Après cette opération, chaque outil occupe la position montrée sur la fig. 4 et l'ensemble est agencé de manière telle que le porte-outil correspondant 37 est ensuite entraîné par la tige 27.
La pièce à rainer 20, montrée sur les fig. 3,4 et 5, est maintenue fixe par l'intermédiaire des organes de serrage 17 et 18 non représentés sur ces figures. L'ar- bre 24 tourne d'une façon continue par l'intermédiaire de
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la poulie 25, ce qui oblige les pignons 26a à entraîner les roues dentées 29, de sorte que les tiges 27 tournent constamment dans le même sens.
Les engrenages 26a et 29 sont disposés de manière telle que les parties actives des outils 44 soient décalées de 180 , et ils sont des diamètres respectifs tels que ce. décalage reste constant. Il doit être bien entendu que les manchons 26 ne tournent pas mais se déplacent seulement par translation dans le sens axial par l'intermédiaire des cré- maillères 30 établies à leur partie inférieure, alors que les tiges 27 tournent constamment sous la commande des en- grenages 29.
Quand les éléments occupent la position montrée sur la fig. 5, la pièce à rainer 20 est mise en position et la première partie de la course vers le bas de la pédale
22 la maintient dans cette position. En continuant à abais- ser la pédale 22, les manchons 26 sont déplacés de façon à se rapprocher l'un de l'autre et les différents organes ar- rivent finalement dans la position montrée sur la fig. 4, les outils 44 pénétrant dans le trou ménagé dans la pièce 20. Dans cette position, les butées constituées par les é- crous 40 viennent en contact avec les paliers à billes 41 et empêchent ainsi les axes ou tiges 39 de continuer leur mouvement axial.
En continuant à agir sur la pédale 22, les manchons 26 continuent à se déplacer par translation, mais, comme les chevilles 43 empêchent les porte-outils 37 de suivre ce déplacement par suite de leur engagement dans les trous 42 ménagés dans les axes ou tiges 39, les porte- outils peuvent seulement se déplacer dans une direction déterminée par le glissement des chevilles 43 dans les trous 42. La. translation ultérieure des manchons 26 obligé les tiges 27 à se rapprocher l'une de l'autre et, en même temps, les porte-outils à se déplacer vers l'extérieur, les
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chevilles 43 glissant dans les trous 42, et les porte-outils glissant eux-mêmes le long des guides 38 établis aux ex- trémités des tiges 27.
L'inclinaison des chevilles 43 et des trous est parallèle à celle des faces latérales de la rainure en T qui doit âtre pratiquée et il en résulte que les parties coupantes de l'outil se déplacent parallèle- ment- auxdites faces, pour déterminer la rainure annulaire en V.
La fig. 6 montre la position des outils, un peu avant le commencement de la coupe, donc quand les diffé- rents organes se trouvent dans la position montrée sur la fig. 4. La fig. 10 montre la position des outils à la fin de l'opération, donc quand les différents organes se trou- vent dans la position montrée sur la fig. 3, alors que les fig. 7, 8 et 9 montrent des positions intermédiaires au cours du rainurage.
Pour empêcher qu'une avance trop forte se produise pour les outils 44, un mécanisme régulateur approprié peut être utilisé, qui permet une avance de l'outil moindre ou
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égale à un t,dGirr déterminé et freine l'avancement dès que le mouvement devient trop rapide. Il en résulte que, bien que la pression sur la pédale 22 soit trop grande ou appliquée dune façon trop brusque, les outils ne seront néanmoins pas abîmés.
Les fig. 1, 2, 11 et 12 montrent un mode de réa- lisation pour ledit mécanisme régulateur, ce dernier compor- tant une poulie 47 actionnée à la vitesse voulue et montée sur un arbre 48 qui pénètre dans un carter 49 établi à l'arrière de la machine.. A l'intérieur dudit carter, une vis sans fin. 50 est calée sur 1'arbre 48. Celle-ci engrené avec une roue dentée 51, concentrique à l'un des axes 32 montée folle sur celui-ci, et étant engagé dans un palier 52 faisant saillie à l'intérieur du carter 49. Quand la ma-
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chine fonctionne, la roue dentée est entraînée à une vites- se uniforme déterminée qui règle l'avancement maximum per- mis aux. outils, et cela de la façon suivante.
La. face latérale extérieure de la roue dentée 51 comporte un logement dans lequel est établi un disque 53 avec douille axiale, engagée librement sur l'axe 32. Un ressort de traction 54 relie le disque 53 à un point appro- prié du carter 49, comme montré sur la fig. 11. Un disposi- tif de roue libre à rochets ou à billes et encoches 55 est établi entre la vis sans fin et le disque 53 et agencé de manière telle que la vis sans fin. p@ tourner librement dans le sens de la flèche 56 (fig. Il), donc dans le sens dans lequel elle est actionnée, sans entraîner le disque
53.
Le disque 53 porte un doigt 57 qui vient normalement en contact avec l'extrémité d'une butée réglable 58, et ainsi le disque 53 est normalement maintenu par l'action du ressort 54, de façon que son doigt 57 appuie contre la butée
58.
Un levier 59 est calé sur l'axe 32 et établi dans le carter 49, en étant susceptible de se déplacer entre deux butées réglables 60. Ce levier 59, quand il est dépla- cé par l'abaissement de la pédale 22, se rapproche du doigt 57. Il vient en contact avec celui-ci et l'entraîne.
Cela oblige le disque 53 à tourner dans le sens de la flèche 56. Dans le cas où la vitesse angulaire du disque 53 est plus faible que celle de la vis sans fin 51, le degré d'avancement de l'outil produit par l'intermédiai- re des secteurs 31 et des crémaillères 30 est moindre que le degré maximum envisagé. Dans le cas où le déplacement annulaire du levier 59 aurait lieu, chose impossible, à une vitesse plus grande que celle de la vis sans fin 51, le disque 53,ayant tendance à tourner plus vite que la vis sans fin, produirait l'embrayage du mécanisme d'entraînement à roue libre 55 avec la roue 51, et le disque 53 serait o-
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bilge de tourner avec ladite roue a la vitesse voulue.
Cela détermine 1*avancement maximum voulu pour les outils.
Quand, on cesse d'agir sur la pédale 22, le levier
59 revient à sa position primitive (fig. Il) et permet au disque 53 d*être ramené par le ressort 54.
On a décrit ci-dessus une machine très simple pour recevoir et maintenir des pièces à rainer dans lesquelles on veut pratiquer une rainure intérieure en V ou autre, et il est évident que l'opération effectuée par cette machine pourrait constituer une des opérations effectuées par une machine absolument automatique et que les moyens pour la mise en oeuvre de 1* opération susdite peuvent être combinés avec des moyens appropriés et convenablement agencés pour que toutes les autres opérations puissent se faire également d'une façon automatique.
N'importe quel système de lubrification approprié peut être applique à la machine établie conformément à l'in- vention., par exemple les outils peuvent être lubrifiés par projection, comme il est courant pour les machines-outils, en ayant recours à une pompe propre à établir la circulation du ,lubrifiant, laquelle pompe est actionnée par un arbre moteur convenablement disposé.
Dans la, machine-outil telle que décrite, les ou- tils, tournent, alors que la pièce à travailler reste fixe, mais il est évident que ladite pièce peut tourner alors que les outils restent fixes, exception faite du mouvement d'a- vancement que l'on doit donner aux outils dans certains cas.
D*autre part, on peut faire tourner à la fois les outils et la.pièce et cela, de préférence, dans des directions oppo- sées.
Bien que les machines établies conformément à la présente invention conviennent particulièrement pour prati- quer des rainures annulaires en V dans des trous ou alésa- ges, il.va,de soi que des rainures autant une section trans-
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versale de n'importe quelle autre forme voulue peuvent être obtenues à l'aide de semblables machines, par exemple des rainures en U ou en forme de rigole ou des rainures en forme de V tronquée donc ayant sensiblement une section en queue d'aronde.
Comme il va .de soi, et comme il ressort d'ail- leurs déjà de ce qui précède,, l'invention ne se limite au- cunement à ses modes d'application, non plus qu'à ses modes de réalisation, plus spécialement indiqués ci-dessus; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
R É S U M É.
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