EP0146614B1 - Relai electro-fluidique - Google Patents

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EP0146614B1
EP0146614B1 EP84902452A EP84902452A EP0146614B1 EP 0146614 B1 EP0146614 B1 EP 0146614B1 EP 84902452 A EP84902452 A EP 84902452A EP 84902452 A EP84902452 A EP 84902452A EP 0146614 B1 EP0146614 B1 EP 0146614B1
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EP
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relay
jack
conduit
fluid
plug
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EP84902452A
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EP0146614A1 (fr
Inventor
André Legris
Charles Colomb
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Legris SA
Original Assignee
Legris SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT

Definitions

  • the present invention relates to an improvement to pneumatic pressure relays, sometimes called in the following description "electro-fluidic relays", capable of signaling either the position of a mobile actuator member or the maximum or minimum pressure threshold. of a pressurized fluid circuit.
  • Such a relay which is well known in itself, can be used in circuits for controlling the movable member of a pneumatic cylinder, on fluid circuits of any kind to signal electrically the minimum threshold or the maximum threshold in good time. pressure that could affect the operational safety of these circuits.
  • This relay allows in this case to control fluid or liquid pressures in the tanks, a signal that can be delivered by the appearance or disappearance of the electric current.
  • This relay can also be used with electro-pneumatic automation circuits of machines or equipment in which a pressure of a pneumatic fluid must be transformed into an electrical signal to actuate one or more electrical components during the successive sequences of the process. 'automating.
  • this known relay When this known relay is implemented in a circuit as mentioned above, it is usual to place it either in a cabinet containing other pneumatic components, or on a plate mounted in the vicinity of the jack with which it is associated.
  • This installation method has all the drawbacks that can result from the long length of the piping required in this case, namely the propability of their deterioration, the pressure losses or transmission delays and the accumulation of lubricating oil for the cylinders. obstructing the rapid transmission of control signals by stagnation in the corresponding pipes.
  • the cylinder supply circuit includes a pneumatic speed regulator, since in this case an intermediate base must be used to make the connections between this speed regulator, the pressure relay, the cylinder and the contactor. electric on an associable base in the case of a mixed electro-pneumatic installation.
  • the object of the device according to the invention is to eliminate the aforementioned drawbacks and relates to a mixed electro-pneumatic installation in which the relay consists of a connector fixed directly to an appliance or to a pipe and comprising a body having a control input. tire in communication with said device or said piping, said control input being connected to a space situated on one side of an elastic membrane subjected to the fluid pressure established in the control input, said membrane being connected by a member transmission sliding in the body to a control means of an electrical contactor connected to an electrical supply circuit and to a circuit for transmitting an output signal as a function of the position of said membrane.
  • This arrangement allows a direct connection between the relay and the cylinder, which allows easy and simplified mounting when a speed regulator must be associated with the supply to the cylinder.
  • the electro-fluidic relay represented in FIG. 1 has the form of a connector consisting of a hollow screw 2, the axis YY ′ is arranged vertically and on which is mounted by a bore 12 a body 1 whose axis XX 'is arranged horizontally and perpendicular to the axis YY' of the hollow screw 2.
  • a stepped bore 29 intended to receive a switching device 3 comprising different bodies which will be described later.
  • the screw 2 mounted in the bore 12 of the body 1 with the interposition of a seal 30, has at one of its ends 9 a threaded pipe 10 which is screwed with the interposition of a seal 34 in a tapped hole 4 of a cylinder body 5, thus ensuring direct attachment of the connector to the cylinder.
  • the screw 2 At its end 7 the screw 2 has a polygonal external profile 33 making it possible to tighten the screw by means of an appropriate tool.
  • the screw 2 has a cylindrical shape with a bore forming an axial conduit 6 for the passage of a fluid which emerges on one side by the tube 10 in the cylinder body 5 and on the other side by its end 7 in a fitting. 11, the threaded part of which is engaged in a tapped hole 8 provided in the hollow screw 2.
  • the connector 11 which is connected by a conduit 31 to a distributor and to a source of fluid not shown in the drawing, supplies the actuator 5 with fluid.
  • the switching device 3 comprises a part of revolution 17 immobilized in the bore 29 of the body 1 of axis XX 'by a plug 24 which is fixed in the body 1 by means of a lip 25 provided at one of the ends of the body and set on the cap 24.
  • the electrical contactor 23 includes electrical connection members 26 which are connected to a circuit for supplying electrical current and to a circuit for transmitting an output signal as a function of the position of the membrane 16.
  • the directions of departure or arrival of the conduit 31 and the electrical connection members 26 of the contactor 23 are located along the axis XX 'or in a plane which is parallel to it.
  • This arrangement has the advantage of allowing an ordered pneumatic and electrical connection as well as their appropriate orientation.
  • the baffles created by the orifices 14 and 15 in the annular space formed between the bore 12 and the cylindrical part 13 of the screw make it possible, in combination with an appropriate position of this relay relative to the jack, to prevent in the vicinity of the membrane the stagnation of lubricant coming from the conduit 6 for supplying the fluid under pressure.
  • This electro-fluidic relay commonly used in pairs and mounted on each of the supply ports of a jack uses the evolution of pressures on either side of the piston to send end-of-stroke signals.
  • FIG. 2 there is shown another embodiment of the relay in which the hollow screw 2a has at its lower part a threaded pipe 10a which is screwed into a tapped hole 4 of the jack and the axial duct 6a which opens into the jack 5 at its lower part is closed at its upper part by a head 28 provided with a polygonal outer part 28a.
  • the screw 2a has orifices 14a bringing the conduit 6a of the screw into communication with an annular space 35 provided between the screw 2a and the connector body 1a, said space 35 being in communication by a conduit 27 provided in the body 1a and by a conduit 31a with a source of fluid supply via a distributor.
  • the annular space 35 opens the channel 15a for controlling the switching device.
  • This embodiment has the advantage of greater compactness of the connection, relay and jack supply assembly.
  • the embodiment of FIG. 1 makes it possible to install a speed regulator on the jack when this is necessary.
  • FIG. 3 Another embodiment of the relay has been shown in FIG. 3 in which the end 9b of the hollow screw 2b has a conical male thread 10b which can be mounted in the threaded orifice 4b of the jack whose profile of the thread presents the same characteristics as that of the relay thread. This arrangement can be used when looking for a seal in the threads.
  • a conical spring 36 is used which bears on one side against the plug 24 and on the other side against the transmission member 18, said spring acting on member 18 and the membrane 16 against the pressure of the fluid present in the conduit 6.
  • the purpose of this spring 36 is to assist the internal elastic member of the electrical switch 23 and which acts on the control member 22.
  • a stop member 37 can be provided on the transmission member 18.
  • the electrical contactor 23 can be provided either to deliver an electrical current at rest, or to cut off an electrical current at rest.
  • an electrical contactor 23 which delivers an electrical signal to a first circuit at rest and in the working position an electrical signal to a second circuit.

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Abstract

Perfectionnement aux relais électro-fluides susceptibles de signaler soit le seuil maximal ou minimal de pression d'un circuit de fluide, soit la position d'un organe mobile d'un vérin. Le relais est constitué d'un raccord (1, 2) fixé directement sur un appareil (5) ou sur une tuyauterie et comportant un corps présentant une entrée de commande pneumatique (6) en communication avec ledit appareil ou ladite tuyauterie, ladite entrée (6) de commande étant reliée à un espace situé d'un côté d'une membrane élastique (16) soumise à la pression du fluide établie dans l'entrée (6) de commande, ladite membrane (16) étant reliée par un organe de transmission (18) coulissant dans le corps à un moyen de commande (22) d'un contacteur électrique (23). L'invention est utilisée pour la commande d'un vérin.

Description

  • La présente invention a pour objet un perfectionnement aux relais pneumatiques de pression, parfois appelés dans la suite de la description «relais électro-fluidiques», susceptibles de signaler soit la position d'un organe mobile de vérin soit le seuil maximal ou minimal de pression d'un circuit de fluide sous pression.
  • On connaît, notamment par le Krausskopf-Taschenbuch 4, un dispositif comportant une combinaison de moyens telle que, quand la pression s'élève, une membrane presse sur une tige contre un ressort hélicoïdal et un levier transmet le mouvement sur la broche de commande d'un micro- rupteur.
  • Un tel relais qui es bien connu en soit, peut être employé dans des circuits de contrôle de l'organe mobile d'un vérin pneumatique, sur des circuits de fluide de toute nature pour signaler électriquement en temps opportun le seuil minimal ou le seuil maximal de pression pouvant nuire à la sécurité de fonctionnement de ces circuits. Ce relais permet dans ce cas de contrôler des pressions de fluide ou de liquides dans les réservoirs, un signal pouvant être délivré par l'apparition ou la disparition du courant électrique. Ce relais peut également être employé avec des circuits d'automatisation électro-pneumatiques de machines ou d'appareillages dans lesquels une pression d'un fluide pneumatique doit être transformée en signal électrique pour actionner un ou plusieurs composants électriques lors des séquences successives du processus d'automatisation.
  • Lorsque ce relais connu est mis en œuvre dans un circuit tel que mentionné ci-dessus, il est habituel de le disposer soit dans une armoire contenant d'autres composants pneumatiques, soit sur une platine montée en voisinage du vérin auquel il est associé. Ce mode d'installation présente tous les inconvénients qui peuvent résulter de la longueur importante des tuyauteries nécessaires dans ce cas, à savoir la propabilité de leur détérioration, les pertes de charge ou délais de transmission et l'accumulation d'huile de lubrification des vérins faisant obstacle à la transmission rapide des signaux de commande par stagnation dans les tuyauteries correspondantes.
  • Dans le cas d'une recherche de l'obtention d'un signal électrique en vue d'indiquer le passage du piston d'un vérin en un point extrême de fin de course en liaison avec un relais à chute de pression monté sur une embase associable, cette réalisation présente les inconvénients majeurs décrits ci-dessus.
  • Ces inconvénients sont encore aggravés si le circuit d'alimentation du vérin comporte un régleur de vitesse pneumatique, car il faut dans ce cas utiliser une embase intermédiaire pour effectuer les liaisons entre ce régleur de vitesse, le relais de pression, le vérin et le contacteur électrique sur embase associable dans le cas d'une installation mixte électro-pneumatique.
  • Ces inconvénients ont été supprimés dans le cas d'une installation fonctionnant entièrement avec des moyens pneumatiques comme dans le EP-A-0 041 007, dans lequel une pression de commande est transmise à une membrane qui provoque une transformation de cette dernière et contrôle ainsi le fonctionnement d'un dispositif de distribution pneumatique lié à une entrée d'alimentation en pression. Une telle installation nécessite une alimentation en pression auxiliaire.
  • Le dispositif suivant l'invention a pour objet de supprimer les inconvénients précités et concerne une installation mixte électro-pneumatique dans laquelle le relais est constitué d'un raccord fixé directement sur un appareil ou sur une tuyauterie et comportant lun corps présentant une entrée de commande pneumatique en communication avec ledit appareil ou ladite tuyauterie, ladite entrée de commande étant reliée à un espace situé d'un côté d'une membrane élastique soumise à la pression du fluide établie dans l'entrée de commande, ladite membrane étant reliée par un organe de transmission coulissant dans le corps à un moyen de commande d'un contacteur électrique relié à un circuit d'alimentation électrique et à un circuit d'émission d'un signal de sortie en fonction de la position de ladite membrane.
  • Cette disposition permet une liaison directe entre le relais et le vérin, ce qui permet un montage aisé et simplifié lorsqu'un régleur de vitesse doit être associé à l'alimentation du vérin.
  • L'application de ce dispositif particulièrement simple est réalisée dans l'industrie pneumatique et les cycles modernes électriques et électroniques d'automatisation des machines de toutes sortes telles que l'industrie mécanique, l'emballage, l'embouteillage, l'industrie de la chaussure, les pompes, la distribution des liquides et des gaz sous pression, la détection des niveaux de liquide, la sécurité de détection des pressions modérées de fluide.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:
    • - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un relais électro-fluidique suivant l'invention;
    • - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'un relais dans lequel le canal d'alimentation du conduit vers le vérin est intégré dans le corps du relais;
    • - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un relais dont la vis creuse présente un filetage mâle conique;
    • - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un relais dont le rappel de l'organe de transmission est assuré par un ressort.
  • Le relais électro-fluidique représenté à la figure 1 présente la forme d'un raccord constitué d'une vis creuse 2 sont l'axe YY' est disposé verticalement et sur laquelle est monté par un alésage 12 un corps 1 dont l'axe XX' est disposé horizontalement et perpendiculairement à l'axe YY' de la vis creuse 2.
  • Dans le corps 1, il est prévu un alésage étagé 29 destiné à recevoir un dispositif de commutation 3 comprenant différents organes qui seront décrits ultérieurement. La vis 2 montée dans l'alésage 12 du corps 1 avec interposition d'un joint d'étanchéité 30, présente à l'une de ses extrémités 9 une tubulure filetée 10 qui est vissée avec interposition d'un joint 34 dans un trou taraudé 4 d'un corps de vérin 5, assurant ainsi une fixation directe du raccord sur le vérin.
  • A son extrémité 7 la vis 2 présente un profil extérieur polygonal 33 permettant d'assurer le serrage de la vis au moyen d'un outil approprié.
  • La vis 2 présente une forme cylindrique avec un alésage formant un conduit axial 6 de passage d'un fluide qui débouche d'un côté par la tubulure 10 dans le corps du vérin 5 et de l'autre côté par son extrémité 7 dans un raccord 11 dont la partie filetée est engagée dans un trou taraudé 8 prévu dans la vis creuse 2. Le raccord 11 qui est relié par un conduit 31 à un distributeur et à une source de fluide non représentés au dessin, alimente le vérin 5 en fluide.
  • Dans l'espace annulaire ménagé entre l'alésage 12 du corps 1 et la partie cylindrique 13 de la vis 2 débouche au moins un orifice 14 de la vis 2 permettant au fluide du conduit 6 de passer par le canal 15 dans le corps 1 pour actionner le dispositif de commutation 3.
  • Le dispositif de commutation 3 comprend une pièce de révolution 17 immobilisée dans l'alésage 29 du corps 1 d'axe XX' par un bouchon 24 qui est fixé dans le corps 1 au moyen d'une lèvre 25 prévue à l'une des extrémités du corps et sertie sur le bouchon 24.
  • Entre le fond de l'alésage 29 et la pièce 17 est maintenu serré de façon étanche le bord périphérique d'une membrane 16 qui est en contact d'un côté avec le fluide en provenance du conduit 6 et de l'autre côté avec l'une des extrémités 19 d'un organe de transmission 18 monté coulissant dans un alésage 32 de la pièce 17. L'autre extrémité 20 de l'organe de transmission 18 est en contact avec un organe de commande ou bouton poussoir 22 d'un contacteur électrique 23 vissé dans le bouchon 24. Le contacteur électrique 23 comporte des organes de raccordement électriques 26 qui sont reliés à un circuit d'alimentation en courant électrique et à un circuit d'émission d'un signal de sortie en fonction de la position de la membrane 16.
  • Les directions de départ ou d'arrivée du conduit 31 et les organes de raccordement électriques 26 du contacteur 23 sont situés suivant l'axe XX' ou dans un plan qui lui est parallèle. Cette disposition a pour intérêt de permettre un branchement pneumatique et électrique ordonnés ainsi que leur orientation appropriée. Les chicanes créées par les orifices 14 et 15 dans l'espace annulaire formé entre l'alésage 12 et la partie cylindrique 13 de la vis permettent en combinaison avec une position appropriée de ce relais par rapport au vérin, d'empêcher au voisinage de la membrane la stagnation de lubrifiant provenant du conduit 6 d'alimentation du fluide sous pression. Ce relais électro-fluidique couramment utilisé par paire et monté sur chacun des orifices d'alimentation d'un vérin utilise l'évolution des pressions de part et d'autre du piston pour émettre des signaux de fin de course.
  • Une pression d'échappement de fluide du vérin étant présente dans le conduit 6 du relais, elle agit sur la membrane élastique 16 qui par sa déformation provoque le déplacement vers la droite de l'organe de transmission 18 déclenchant la coupure du signal électrique.
  • Cette pression d'échappement du fluide en provenance du vérin décroît progressivement, le volume d'air à l'intérieur du cylindre sur lequel le relais est fixé diminuant avec la course du piston. Dès que le piston du vérin a atteint sa valeur minimale et, que la pression dans l'orifice 15 atteint un certain seuil minimal déterminé, celle-ci n'est plus suffisante pour maintenir par la déformation de la membrane un effort nécessaire exercé sur l'organe de transmission 18 qui de ce fait est repoussé par le ressort du poussoir du contacteur électrique 23. Le contacteur électrique délivre alors un signal électrique S de fin de course, par exemple à l'électrovanne d'un distributeur de fluide à commande électrique.
  • A la figure 2 on a représenté un autre mode de réalisation du relais dans lequel la vis creuse 2a présente à sa partie inférieure une tubulure filetée 10a qui est vissée dans un trou taraudé 4 du vérin et le conduit axial 6a qui débouche dans le vérin 5 à sa partie inférieure est fermé à sa partie supérieure par une tête 28 munie d'une partie extérieure polygonale 28a. La vis 2a présente des orifices 14a mettant en communication le conduit 6a de la vis avec un espace annulaire 35 prévu entre la vis 2a et le corps de raccord 1a, ledit espace 35 étant en communication par un conduit 27 prévu dans le corps 1a et par un conduit 31a avec une source d'alimentation en fluide par l'intermédiaire d'un distributeur. Dans l'espace annulaire 35 débouche le canal 15a de commande de pilotage du dispositif de commutation.
  • Ce mode de réalisation présente l'avantage d'une plus grande compacité de l'ensemble raccord, relais et alimentation du vérin. Toutefois, le mode de réalisation de la figure 1 rend possible l'implantation d'un régleur de vitesse sur le vérin lorsque ceci est nécessaire.
  • Un autre mode de réalisation du relais a été représenté à la figure 3 dans lequel l'extrémité 9b de la vis creuse 2b comporte un filetage mâle conique 10b qui peut être monté dans l'orifice taraudé 4b du vérin dont le profil du filet présente les mêmes caractéristiques que celui du filetage du relais. Cette disposition peut être utilisée lorsqu'on recherche une étanchéité dans les filets.
  • Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4 on utilise un ressort conique 36 en appui d'un côté contre le bouchon 24 et de l'autre côté contre l'organe de transmission 18, ledit ressort agissant sur l'organe 18 et la membrane 16 à l'encontre de la pression du fluide présente dans le conduit 6. Ce ressort 36 a pour but d'assister l'organe élastique intérieur du commutateur électrique 23 et qui agit sur l'organe de commande 22. Dans ce cas un organe de butée 37 peut être prévu sur l'organe de transmission 18.
  • Le contacteur électrique 23 peut être prévu soit pour délivrer un courant électrique au repos, soit pour couper au repos un courant électrique.
  • Il est également possible d'utiliser un contacteur électrique 23 qui délivre au repos un signal électrique à un premier circuit et en position de travail un signal électrique à un second circuit.

Claims (5)

1. Relais pneumatique de pression se présentant sous la forme d'un raccord comportant:
- un premier corps (1) d'axe xx' destiné à recevoir un dispositif de commutation (3);
- un second corps (2) solidaire du premier, d'axe yy' perpendiculaire à l'axe (xx') du premier corps (1) et comportant un conduit axial (6) de passage d'un fluide débouchant d'un côté dans le corps d'un vérin (5) et étant relié de l'autre, à une canalisation (31);
- une membrane (16) séparant les deux corps (1) et (2) et étant en liaison d'une part avec le conduit axial (6) via un canal (15) et un orifice (14), d'autre part avec l'organe de commutation (3); ce dernier comprenant d'une part une pièce de révolution (17) immobilisée dans un alésage à étages (29) du premier corps (1), par un bouchon (24) fixé dans ce corps (1); d'autre part, un organe de transmission (18) monté coulissant dans un alésage (32) de la pièce (17) l'une des extrémités (19) de cet organe (18) est en contact avec la membrane (16); relais caractérisé en ce que le bouchon (24) est fixé dans le corps (1) au moyen d'une lèvre (25) prévue à l'extrémité du corps et sertie sur le bouchon (24); et en ce que l'autre extrémité (20) de cet organe (18) est en contact avec un bouton poussoir (22) d'un contacteur électrique (23) vissé dans le bouchon (24) de telle sorte que, lorsque la pression d'échappement du fluide en provenance du vérin décroit, le volume d'air à l'intérieur du conduit (6) diminue jusqu'à un seuil tel que la pression dans l'orifice (15) devient insuffisante pour maintenir une déformation de la membrane (16) capable d'agir sur l'organe de transmission (18) qui, de ce fait, est repoussé par le ressort du poussoir du contacteur électrique (23), ce contacteur délivrant alors un signal de fin de course à l'électrovanne d'un distributeur de fluide.
2. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second corps (2) comporte un profil extérieur polygonal (33) pour la serrage du relais sur le vérin.
3. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second corps (2a) présente des orifices (14a) mettant en communication le conduit (6a) avec un espace annulaire (35) prévu entre le second corps (2a) et le premier corps (1a), ledit espace (35) étant en communication par un conduit (27) et la canalisation (31a) avec une source d'alimentation en fluide, et par le canal (15a) avec l'organe de commutation (3).
4. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second corps (2b) comporte un filetage mâle conique (10b) monté dans un orifice taraudé (4b) du vérin.
5. Relais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ressort conique (36) est positionné en appui d'un côté, contre le bouchon (24) et de l'autre, contre l'organe de transmission (18).
EP84902452A 1983-06-20 1984-06-19 Relai electro-fluidique Expired EP0146614B1 (fr)

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FR8310163A FR2548287B1 (fr) 1983-06-20 1983-06-20 Perfectionnement aux relais electro-fluidiques
FR8310163 1983-06-20

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Publication Number Publication Date
EP0146614A1 EP0146614A1 (fr) 1985-07-03
EP0146614B1 true EP0146614B1 (fr) 1988-08-24

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP84902452A Expired EP0146614B1 (fr) 1983-06-20 1984-06-19 Relai electro-fluidique

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US (1) US4742194A (fr)
EP (1) EP0146614B1 (fr)
JP (1) JPS60501911A (fr)
DE (1) DE3473629D1 (fr)
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