EP0144043A2 - Dispositif servant à dérouler des produits filiformes - Google Patents

Dispositif servant à dérouler des produits filiformes Download PDF

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EP0144043A2
EP0144043A2 EP84114098A EP84114098A EP0144043A2 EP 0144043 A2 EP0144043 A2 EP 0144043A2 EP 84114098 A EP84114098 A EP 84114098A EP 84114098 A EP84114098 A EP 84114098A EP 0144043 A2 EP0144043 A2 EP 0144043A2
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EP
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smooth surface
crown
ring
constituted
unwinding
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EP84114098A
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Léon Delehouzee
Georges Knockaert
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Arcelor Luxembourg SA
Original Assignee
Arbed SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H57/00—Guides for filamentary materials; Supports therefor
    • B65H57/18—Guides for filamentary materials; Supports therefor mounted to facilitate unwinding of material from packages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H49/00—Unwinding or paying-out filamentary material; Supporting, storing or transporting packages from which filamentary material is to be withdrawn or paid-out
    • B65H49/02—Methods or apparatus in which packages do not rotate
    • B65H49/04—Package-supporting devices
    • B65H49/06—Package-supporting devices for a single operative package
    • B65H49/08—Package-supporting devices for a single operative package enclosing the package

Definitions

  • the present invention relates to a device for unwinding filiform products, in particular filled wires, wound in the form of crowns, arranged on baskets or not and intended for the introduction of additives into molten metal baths.
  • cored wires consist of a tubular metallic sheath filled with a powdered core constituting the additive itself.
  • the additive can be pulverulent or granular and consist, for example, of Al, Ca, Ni, Ti or alloys such as SiCa, SiCaBa and SiZr.
  • the use of such a cored wire makes it possible to double the effect of a deoxidation / desulfurization of an alloy effect.
  • the metal sheath is usually formed by a thin strip of mild steel closed by stapling. The thickness of the strip is about 0.4 mm for cored wires having a diameter of 13 or 18 mm, while it is only 0.2 mm for cored wires having a diameter of 5.7 or 9 mm.
  • Baskets are usually used to transport and store the cored wires. These have sufficient stability to guarantee adequate protection of the wires wound on them. They also ensure the order and storage of the turns during the winding and unwinding operations. Baskets are usually made of wood, sheet metal or wire and carry a useful weight of one ton for large diameter cored wire (13 or 18 mm) or 150 kg for small diameter cored wire (5, 7 or 9 mm).
  • the user places the coil on a mobile metal reel fitted with a braking device; braking not only makes the more regular rotation of the spool, but it also prevents the spool from continuing, under its inertia, to unwind when the operation of introducing wire into the metal bath is stopped. Note that in order to save time, both starting and stopping this operation is quite brutal.
  • the useful quantity of material stored on spools of 150 kg of thin cored wire is sufficient to process one to two metal charges.
  • To decrease the rate of replacement of the reels it is necessary to wind the wire on larger baskets, so as to obtain reels of a minimum ton.
  • the tubular metal sheath which has a thickness of 0.2 mm, is subjected, during starting or stopping braking, to stresses which exceed its resistance to rupture.
  • the object of the present invention is to remedy the defects described above and to propose a simple, robust device which can be quickly put in place and which makes it possible to unroll filiform products having low resistance to breakage without any problem.
  • the device according to the invention which is characterized in that it has a smooth surface opposite each point of the crown, in that the smooth surface is arranged in the volume delimited by the two defined planes by the upper and lower sides of the crown and in that the device comprises means for maintaining the smooth surface near one of the sides of the crown.
  • the advantages of the invention essentially consist in that the device can be manufactured in a simple manner, that it is easy to set up, that it can be used with coils of different diameter and that it has a long service life.
  • FIG. 1 there is a coil 10 laid flat and having a lower cheek 11, as well as an upper cheek 12.
  • the device 14 for unwinding the cored wire 1 essentially comprises an O-ring 16 fixed by three vertical arms 19 to a second ring 15 having substantially the same diameter.
  • This ring 15 is connected by means of three horizontal arms 17 to a central part 13 in the form of a disc.
  • an appropriate means in the present case elastic tabs 21 which penetrate into the core of the coil
  • the surface presented by the ring 16 to the wire being extremely smooth and the ring being able to rotate around its axis, the cored wire must not overcome only a slight frictional force and is not subjected to any transverse force coming from the device 14, this regardless of the position of the turn being unrolled. Note that this device is particularly advantageous for unwinding cored wire small diameter.
  • Figure 2 shows an alternative embodiment of a device according to the invention, which has substantially the shape of an inverted plate.
  • the profile of the rim 26 is extremely smooth and has a shape adapted to limit the friction of the cored wire, regardless of the position of the turn being unrolled.
  • This device preferably made of metal, is quick to set up, since it remains in position under the effect of its own weight.
  • FIG. 3 there is a flexible profiled strip 34 with a smooth rim 36, fixed by dry friction on the upper cheek 12 of the coil 10.
  • the ends of the ribbon are superimposed over a length which depends on the diameter of the cheek 13. 'At each turn , passing the end of the ribbon, the cored wire falls against the latter. Compared to the diameter of the cheek, this discontinuity in the wire guide device is low.
  • the profiled tape which has a substantially U-shaped section, is made of plastic resistant to high temperatures. Given the proximity of the container metallurgical and the risks of projection of molten material, it is preferable to provide a protective screen between the coil and the container.
  • Figure 4 shows an example of filling a basket 43, arranged on a rotating base 44 which performs, next to its rotational movement also in vertical oscillatory movement (trancanning).
  • the cored wire 1 is brought into the basket by means of a fixed system of feed rollers 41 and dressing 42.
  • Figure 5 shows a mode of winding cored wire 1 from the inside of a coil.
  • the basket 53 which is placed on a pallet 54, has two inner rings 56 having an extremely smooth surface so that the cored wire 1 does not have to overcome, whatever the position of the coil in the crown, that a very weak friction force out of the basket.
  • FIG. 6 shows a crown without support 60, placed simply on a pallet 64.
  • Three arms in the form of a gallows, support a ring 66.
  • the arms 61 can be fixed on the pallet 64 or remain in place under the effect the weight of the device.
  • two bars 76 can also be used, fixed to four pillars 71 which are themselves integral with the pallet 74 (see FIG. 7). 'When the bars 76 and the pillars 71 are mounted on the pallet 74 at the flux-cored wire factory, they can help keep the crown 70 in place on the pallet 74.
  • Figure 8 shows a section along lines VIII-VIII through the device shown in Figure 7. '
  • the ring 66 and the bars 76 play, besides their role of guiding the wire, also a role of holding the crown on the pallet at the end of unwinding.
  • FIG. 9 shows a preassembled star according to the invention, intended to be simply slid over a ring of wire.
  • This star is constituted by two smooth rings 96, to which have been welded (on the outer sides) three bars 93 in the shape of a U as well as six straight horizontal bars 98 which are located opposite two by two. As soon as the crown is inside the star, three vertical bars 99 are welded to the horizontal bars 98 which are located opposite. The free space between the two rings in this case determines the maximum height of the crown.
  • FIG. 10 also shows a basket mounted around the crown 100 after the manufacture of the latter. After the establishment of two rings 106, six U-shaped bars 103 are slipped around the crown 100 and they are fixed to the outer sides of the two rings 106.
  • the loosening / loosening effect of the wire remaining on the crown can also be obtained by other deformations of the ring, for example by providing it with several undulations.

Abstract

Dispositif servant à dérouler des produits filiformes enroulés sous forme de couronnes, disposées sur un panier ou non. Il comporte une surface lisse en regard de chaque point de la couronne; en plus, la surface lisse est disposés dans le volume délimité par les deux plans définis par les côtés supérieur et inférieur de la couronne. Le dispositif comporte également des moyens pour maintenir la surface lisse près d'un desdits côtés de la couronne. La surface lisse peut être constituée par un anneau torique relié à la bobine à l'aide de bras (17,19), per le rebord (26) d'une structure (24) ayant sensiblement la forme d'une assiette ou par le rebord (36) d'un ruban profilé (34).

Description

  • La présente invention concerne un dispositif servant à dérouler des produits filiformes, notamment des fils fourrés, enroulés sous forme de couronnes, disposées sur des paniers ou non et destinés à l'introduction d'additifs dans des bains de métal en fusion. De tels fils fourrés sont constitués par une gaine métallique tubulaire remplie d'une âme en poudre constituant l'additif proprement dit. L'additif peut être pulverulent ou granuleux et être constitué par exemple par du Al, du Ca, du Ni, du Ti ou des alliages tels que SiCa, SiCaBa et SiZr. L'utilisation d'un tel fil fourré permet de doubler l'effet d'une désoxydation/désulfuration d'un effet d'alliage. La gaine métallique est constituée habituellement par un feuillard mince en acier doux fermé par agrafage. L'épaisseur du feuillard est de quelque 0,4 mm pour des fils fourrés ayant un diamètre de 13 ou de 18 mm, alors qu'elle n'est que de 0,2 mm pour des fils fourrés présentant un diamètre de 5, 7 ou 9 mm.
  • Pour le transport et le stockage des fils fourrés, on utilise habituellement des paniers. Ceux-ci présentent une stabilité suffisante pour garantir une protection adéquate des fils enroulés sur eux. Ils assurent également l'ordre et le rangement des spires lors des opérations de bobinage et de déroulement. Les paniers sont habituellement en bois, en tôle ou en fils de fer et portent un poids utile d'une tonne pour le fil fourré de gros diamètre (13 ou 18 mm) ou de 150 kg pour du fil fourré de faible diamètre (5, 7 ou 9 mm).
  • L'utilisateur pose la bobine sur un dévidoir métallique mobile muni d'un dispositif de freinage; le freinage ne rend non seulement la rotation de la bobine plus régulière, mais il évite aussi que la bobine ne continue, sous son inertie, à se dévider lorsqu'on arrête l'opération d'introduction de fil dans le bain métallique. Notons que dans le but de gagner du temps, le démarrage tout comme l'arrêt de cette opération est assez brutal.
  • La quantité utile de matière emmagasinée sur des bobines de 150 kg de fil fourré mince est suffisante pour traiter une à deux charges de métal. Pour diminuer la cadence de remplacement des bobines, il est nécessaire de bobiner le fil sur des paniers plus grands, de sorte à obtenir des bobines d'une tonne minimum. Or dans ce cas, étant donné le poids de la bobine, la gaine métallique tubulaire, qui présente une épaisseur de 0,2 mm, est soumise, lors du démarrage ou du freinage d'arrêt, à des sollicitations qui dépassent sa résistance à la rupture. Il est impératif de munir dans ce cas le dévidoir d'un dispositif d'entrainement qui asservit le mouvement du dévidoir à la vitesse de déroulement requise du fil fourré.
  • Pour éviter l'emploi d'un tel dispositif coûteux, la demanderesse a fait des essais avec un dévidoir fixe qui supporte la bobine posée à plat, le fil étant retiré vers le haut. Ce type de dévidoir est couramment employé dans les tréfileries lorsque les vitesses de déroulement sont élevées.-Cette technique présente cependant l'inconvénient bien connu, d'imposer au fil une torsion de un tour sur lui- même pour chaque spire dévidée.'Dans la plupart des applications cet inconvénient est négligeable.
  • Pour du fil fourré, qu'il soit de faible ou de gros diamètre, le dévidage se fait assez facilement lorsque les vitesses de déroulement sont élevées. Aux vitesses de déroulement réduites, on a cependant observé que lors du dévidage des spires disposées près de la joue supérieure de la bobine, le fil fourré de même que le fil plein ont tendance à se coincer dans les aspérités et les défauts de cette joue et de casser sous l'action cumulée de la torsion imposée au fil et de la déformation provoquée par les aspérités de la joue. L'utilisation de galets de renvoi classiques fixés à l'extrémité d'un bras horizontal d'une potence tournante montée sur la bobine n'a pas mené aux résultats escomptés: au cours des démarrages et arrêts de déroulement du fil fourré ainsi que lors des variations de la vitesse de déroulement, celui-ci saute du galet et casse.'
  • La présente invention a comme but de remédier aux défauts précédemment décrits et de proposer un dispositif simple, robuste, qui peut être rapidement mis en place et qui permet de dérouler sans problème des produits filiformes ayant une faible résistance à la rupture.
  • Ce but est atteint par le dispositif selon l'invention, qui est caractérisé en ce qu'il présente une surface lisse en regard de chaque point de la couronne, en ce que la surface lisse est disposée dans le volume délimité par les deux plans définis par les côtés supérieur et inférieur de la couronne et en ce que le dispositif comporte des moyens pour maintenir la surface lisse près d'un des côtés de la couronne. Des variantes d'exécution--préférentielles du dispositif sont décrites dans les sous-revendications.
  • Les avantages de l'invention consistent essentiellement en ce que le dispositif peut être fabriqué de manière simple, qu'il est d'une mise en place aisée, qu'il peut être employé avec des bobines de diamètre différent et qu'il a une durée de vie élevée.
  • L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant plusieurs modes d'exécution:
    • - la figure 1 représente en coupe un dispositif réalisé conformément à la présente invention relié de manière mobile à une bobine.
    • - la figure 2 représente en coupe un dispositif réalisé conformément à la présente invention qui reste immobile sur une bobine sous l'effet de son propre poids.
    • - la figure 3 représente en coupe un dispositif réalisé conformément à la présente invention qui est flexible et qui est directement fixé sur la joue supérieure de la bobine.
    • - la figure 4 montre un mode de remplissage d'une bobine destinée à être dévidée par l'interieur.
    • - les figures 5 à 11 montrent des variantes de dispositifs réalisés conformément à la présente invention, utilisables pour des couronnes de fil à dévidage par l'intérieur.
  • En figure 1 on distingue une bobine 10 posée à plat et comportant une joue inférieure 11, ainsi qu'une joue supérieure 12. Le dispositif 14 servant à dérouler le fil fourré 1 comporte essentiellement un anneau torique 16 fixé par trois bras verticaux 19 à un deuxième anneau 15 ayant sensiblement le même diamètre. Cet anneau 15 est relié à l'aide de trois bras horizontaux 17 à une pièce centrale 13 en forme de disque. Entre la pièce centrale 13 et une deuxième pièce 20 solidarisée par un moyen adéquat (dans le cas présent des languettes élastiques 21 qui pénètrent dans le noyau de la bobine) avec la bobine 10, se trouve un roulement à billes 18, qui permet à l'anneau 16 de tourner librement selon les sollicitations exercées par le fil fourré 1 lors de son déroulement." La surface que présente l'anneau 16 au fil étant extrêmement lisse et l'anneau pouvant tourner autour de son axe, le fil fourré ne doit vaincre qu'une légère force de frottement et n'est soumis à aucune force transversale en provenance du dispositif 14, ceci quelle que soit la position de la spire en instance de se dérouler. Notons que ce dispositif est particulièrement avantageux pour dérouler du fil fourré de faible diamètre.
  • La figure 2 montre une variante d'exécution d'un dispositif conforme à l'invention, qui présente sensiblement la forme d'une assiette renversée. Le profil du rebord 26 est extrêmement lisse et à une forme adaptée à limiter le frottement du fil fourré, quelle que soit la position de la spire en instance de se dérouler. Ce dispositif, réalisé de préférence en métal, est d'une mise en place rapide, étant donné qu'il reste en position sous l'effet de son propre poids.
  • En figure 3 on distingue un ruban profilé flexible 34 à rebord 36 lisse, fixé par frottement sec sur la joue supérieure 12 de la bobine 10. Les extrémités du ruban sont superposées sur une longueur fonction du diamètre de la joue 13.'A chaque tour, au passage de l'extrémité du ruban, le fil fourré retombe contre celui-ci. Comparée au diamètre de la joue, cette discontinuité dans le dispositif de guidage du fil est faible. Le ruban profilé, qui a une section sensiblement en U, est en matière plastique résistant aux températures élevées. Etant donné la proximité du récipient métallurgique et les risques de projection de matière en fusion, il est préférable de prévoir un écran de protection entre la bobine et le récipient.
  • A côté des variantes représentées sur les figures 1-3, relatives à des bobines à déroulement par l'extérieur, le dispositif selon l'invention peut également être utilisé pour des bobines où des couronnes pour lesquelles on déroule le fil par l'intérieur. La figure 4 montre un exemple de remplissage d'un panier 43, disposé sur une base tournante 44 qui effectue, à côté de son mouvement de rotation également en mouvement oscillatoire vertical (trancannage). Le fil fourré 1 est amené dans le panier par l'intermédiaire d'un système fixe de galets d'avance 41 et de dressage 42.'
  • La figure 5 représente un mode de dévidage de fil fourré 1 par l'intérieur d'une bobine. Le panier 53, qui est posé sur une palette 54, comporte deux anneaux intérieurs 56 ayant une surface extrêmement lisse de sorte que le fil fourré 1 ne doive vaincre, quelle que soit la position de la spire dans la couronne, qu'une très faible force de frottement en sortant du panier.
  • La figure 6 montre une couronne sans support 60, posée simplement sur une palette 64.'Trois bras 61, en forme de potence, soutiennent un anneau 66. Les bras 61 peuvent être fixés sur la palette 64 ou rester en place sous l'effet du poids du dispositif. Au lieu d'utiliser un anneau maintenu près du bord supérieur de la couronne, on peut également employer deux barres 76, fixéés à quatre piliers 71 qui sont eux solidaires de la palette 74 (voir figure 7).'Lorsque les barres 76 et les piliers 71 sont moncés sur la palette 74 à l'usine productrice de fil fourré, ils peuvent aider à maintenir la couronne 70 en place sur la palette 74. La figure 8 montre une coupe selon les lignes VIII-VIII à travers le dispositif représenté sur la figure 7.'
  • Dans les deux cas représentés en figure 6 et en figure 8, l'anneau 66 et les barres 76 jouent à côté de leur rôle de guidage du fil également un rôle de maintien de la couronne sur la palette en fin de dévidage.
  • La figure 9 montre une étoile préassemblée selon l'invention, destinée à être simplement glissée sur une couronne de fil. Cette étoile est constituée par deux anneaux lisses 96, auxquels ont été soudé (sur les côtés extérieurs) trois barres 93 en forme de U ainsi que six barres droites horizontales 98 qui se trouvent en regard deux à deux. Dès que la couronne se trouve à l'intérieure de l'étoile, trois barres verticales 99 sont soudées aux barres horizontales 98 qui se trouvent en regard. L'espace libre entre les deux anneaux détermine dans ce cas la hauteur maximale de la couronne.
  • La figure 10 montre également un panier monté autour de la couronne 100 après la fabrication de celle-ci. Après la mise en place de deux anneaux 106, on glisse six barres 103 en forme de U autour de la couronne 100 et on les fixe aux côtés extérieurs des deux anneaux 106.
  • Bien que le déroulement du fil par l'intérieur des couronnes soit particulièrement simple, le mode de remplissage des paniers par l'intérieur, tel que représenté sur la figure 4, est coûteux. De plus, il est dans ce cas difficile d'avoir accès à la première spire introduite dans le panier 43 qui est fermé vers l'extérieur. Il est par conséquent assez compliqué de solidariser les extrémités de deux couronnes en vue d'assurer la continuité de l'opération d'introduction du fil dans le bain métallique. On peut résoudre ces problèmes en enroulant le fil fourré de l'extérieur sur des bobines en carton qu'on escamote avant l'utilisation du fil; celui-ci est alors dévidé de l'intérieur comme montré par exemple sur la figure 10. Par contre la dernière spire enroulée est facilement accessible et l'extrémité du fil peut être reliée à la couronne suivante.
  • Au cours des essais, il s'est avéré qu'il est particulièrement avan- tageux de munir l'anneau 116 d'une ou de plusieurs discontinuités 117 (Fig. 11). Les discontinuités provoquent à chaque passage du fil fourré, lorsque celui-ci retombe contre l'anneau, un désserre- ment/relâchement des spires restant sur la couronne. Ce relâchement des spires empêche un frottement excessif des spires les unes sur les autres et favorise un déroulement sans problèmes. Alors que la variante décrite en rapport avec la Fig. 3 menait de par sa conception à une unique discontinuité on peut dans le cas d'un anneau choisir le nombre de discontinuités. Le nombre et l'importance des discontinuités sont déterminés en fonction des dimensions de la couronne, des dimensions du fil et des vitesses de déroulement. La variante représentée en Fig. 11 consiste à prendre deux moitiés d'un tore d'un diamètre de quelque 150 cm et à les fixer de façon décalée aux barres 118 de sorte à avoir deux discontinuités 117 de 5 cm chacune.
  • Il est bien évident que l'effet de relâchement/desserrement du fil restant sur la couronne peut également être obtenu par d'autres déformations de l'anneau, par exemple en le munissant de plusieurs ondulations. Pareillement, au lieu de prendre un tore pour guider le fil, on peut également prendre n'importe quel anneau sphérique; l'essentiel est que le fil rencontre en se déroulant uniquement des surfaces lisses et ne s'accroche pas à une quelconque aspérité.

Claims (10)

1. Dispositif servant à dérouler des produits filiformes, notamment des fils fourrés, enroulés sous forme de couronnes, disposées sur un panier ou non, caractérisé en ce qu'il comporte une surface lisse en regard de chaque point de la couronne, en ce que la surface lisse est disposée dans le volume délimité par les deux plans définis par les côtés supérieur et inférieur de.la.cou-ronne, et en ce que le dispositif comporte des moyens pour maintenir la surface lisse près d'un desdits côtés de la couronne.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface lisse est constituée par un anneau sphérique, de préférence un tore.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que:..la surface lisse est constituée par un anneau sphérique ou un tore déformé en au moins un endroit, de sorte à desserrer, lors du déroulement, les spires restant sur la couronne.
4. Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'anneau (16) est relié à la bobine (10) à l'aide de bras (17,19) et d'un deuxième anneau (15).
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface lisse est constituée par le rebord (26) d'une structure (24) ayant sensiblement la forme d'une assiette.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface lisse est constituée par le rebord (36) d'un ruban profilé (34).
7. Dispositif selon les revendications 1 ou 4, caractérisé en ce que les moyens servant à maintenir la surface lisse près d'un des côtés de la couronne, permettent une rotation de la surface lisse autour d'un axe pratiquement confondu avec l'axe de la couronne.
8. Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir la surface lisse près d'un des côtés de la couronne sont constitués par au moins trois barres (61) recourbées en forme de potence.
9. Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'anneau (96, 106, 116) est directement fixé au panier et en constitue un des éléments structurels essentiels.
10. Dispositif servant à dérouler des produits filiformes, notamment des fils fourrés, enroulés sous forme de couronnes (70), les couronnes étant disposées sur des palettes (74), caractérisé en ce qu'il comporte deux barres (76), ayant des longueurs comparables au diamètre extérieur de la couronne ainsi qu'au moins deux piliers (71) par barre (76) qui maintiennent les barres au dessus du bord supérieur de la couronne, lesdits piliers étant fixés à la palette (74).
EP84114098A 1983-12-01 1984-11-22 Dispositif servant à dérouler des produits filiformes Withdrawn EP0144043A3 (fr)

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