EP0169753A2 - Dispositif d'entraînement de l'arbre porte-clef d'une machine à tirefonner - Google Patents
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- EP0169753A2 EP0169753A2 EP85401185A EP85401185A EP0169753A2 EP 0169753 A2 EP0169753 A2 EP 0169753A2 EP 85401185 A EP85401185 A EP 85401185A EP 85401185 A EP85401185 A EP 85401185A EP 0169753 A2 EP0169753 A2 EP 0169753A2
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- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B29/00—Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
- E01B29/24—Fixing or removing detachable fastening means or accessories thereof; Pre-assembling track components by detachable fastening means
- E01B29/28—Fixing or removing detachable fastening means or accessories thereof; Pre-assembling track components by detachable fastening means the fastening means being of screw-and-nut type; Apparatus therefor, adapted to additionally drilling holes
Definitions
- the present invention relates to a device for driving the key-holder shaft of a threading machine.
- the coupling of the second motor took place when it was found that the resistive torque generated a pressure whose value exceeded that determined.
- the two motors were mounted as a bypass with respect to the pump and a normally closed valve was inserted in the circuit of the second motor, the opening of which was controlled by the pressure of the hydraulic fluid when the latter reached a predetermined value.
- the valve consisted of a cylinder containing a double-shoulder piston subjected to the action of an opposing spring, the pressure being first applied to the first shoulder to open the valve, then to the second, of larger section. , to keep the valve open.
- the cross-section of the second shoulder was judiciously determined so that the displacement of the piston was proportional to the resisting torque. In this way, it was possible to use the axial displacement of the piston to control the stopping of the screwing.
- this drawback is remedied by producing a valve whose cross section of the second shoulder is such that it remains open even if the pressure in the circuit is lower than that which usually prevails there when the second motor is coupled.
- valve operating in fact by all or nothing, it is then no longer possible to use the displacement of the piston rod to control the stopping of the screwing when the required torque is reached because the displacement of said rod is no longer proportional to it.
- this drawback is remedied by interposing in the circuit a pressure limiter which opens as soon as the resistive torque generates in said circuit a pressure of a predetermined value.
- the key-holder shaft 1 (FIG. 3) is driven from a heat engine 2 driving a pump 3.
- the pump 3 can supply two hydraulic motors 4 and 5 mounted in bypass between the pump output and the tank 6.
- the output shafts of the motors 4 and 5 drive an endless screw 9 either directly for the motor 4 or by means of a freewheel device 10 (analogous to that described in the patent N ° 82 01 630) for engine 5.
- the screw 9 drives a wheel 11 on the shaft 12 from which two toothed wheels 13 and 14 are keyed.
- the toothed wheel 13 meshes directly with a toothed wheel 15 loosely mounted on the key holder shaft 1 while that 14 meshes with a toothed wheel 16 also mounted idly on the key-holder shaft 1 by means of an intermediate pinion 17.
- a pin 18, sliding and keyed on said shaft allows, depending on whether it is engaged with one or the other of the wheels 15 or 16, to fix the direction of rotation of the key-holder shaft 1.
- the valve 19 comprises a body 20 having an inlet orifice 21 and an outlet orifice 22.
- the inlet orifice 21 is normally closed by the end of a piston 23 subjected to the action of a spring 24.
- the piston 23 has at its end a frustoconical shape whose cross section of the large base is determined so that the pressure of the fluid exerts on it upon opening, a force significantly higher than that which '' used the spring to keep the valve closed.
- a pressure relief valve 25 of the kind used is constituted by a valve 26 (with a ball for example), held against its seat 27 by a spring 28 which can be more or less compressed.
- this is achieved by using a second pressure relief valve 30, similar in design to that 25, interposed in the device upstream of the valve I9.
- the same member is used to adjust the two pressure relief valves 25 and 30.
- the sliding fingers 31, capable of compressing the springs 28, are applied respectively against ramps 32 and 33 provided on a slide 34 which can be operated perpendicularly to the axis of the fingers 31 using 'a single screw.
- valve I9 is adjusted to trigger under a pressure P1 generated by a resisting torque Cl.
- the limiter 30 must then be adjusted to a pressure exactly equal to Pl and the limiter 25 to a pressure exactly equal to P2 (since both correspond to the torque Cl and this exclusively in this position which is, for this reason ,unique).
- the slope of the ramp 33 and the characteristic of the limiter 30 are such that if the slide 34 is moved downwards from the characteristic operating point in FIG. 2, said limiter will admit a pressure greater than that likely to trigger the limiter 25.
- a throttle device 38 comprising a tube 39 opening out under a piston 40.
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Abstract
Dispositif d'entraînement de l'arbre porte-clef d'une machine à tirefonner dans lequel la source énergétique entraîne une pompe alimentant deux moteurs (4 et 5) hydrauliques montés en dérivation et comportant des moyens pour alimenter l'un des moteurs ou les deux à la fois et une vanne (19), normalement fermée, interposée dans le circuit d'alimentation d'un moteur et dont l'ouverture est commandée par la pression du fluide hydraulique lorsque celle-ci atteint une valeur prédéterminée, ledit fluide repoussant un piston soumis à l'action d'un ressort antagoniste, la section dudit piston (23) étant telle que la vanne reste ouverte même si lors du couplage du second moteur (5) la pression dans le circuit tombe à une valeur inférieure à celle qui devrait régler à cet instant. Un limiteur de pression (25) est interposé dans le circuit et permet de dériver le fluide sous pression vers le réservoir (6) lorsque la pression à l'entrée dudit limiteur atteint une valeur qui correspond au couple de serrage désiré.
Description
- La présente invention est relative à un dispositif d'entraînement de l'arbre porte-clef d'une machine à tirefonner.
- L'état de la technique en la matière est constitué par le dispositif décrit dans le brevet français 82 01630 déposé le 2 Février 1982 au nom de la demanderesse.
- Dans ce brevet, on a décrit un dispositif dans lequel l'arbre porte-clef pouvait être entraîné à l'aide de deux moteurs hydrauliques alimentés par une pompe unique.Selon le couple résistant constaté, un moteur ou les deux étaient mis en action.
- Le couplage du second moteur avait lieu lorsqu'on constatait que le couple résistant engendrait une pression dont la valeur dépassait celle déterminée. A cet effet, les deux moteurs étaient montés en dérivation par rapport à la pompe et on avait intercalé dans le circuit du second moteur une vanne,normalement fermée, dont l'ouverture était commandée par la pression du fluide hydraulique lorsque celle-ci atteignait une valeur prédéterminée.
- La vanne était constituée par un cylindre renfermant un piston à double épaulement soumis à l'action d'un ressort antagoniste, la pression étant tout d'abord appliquée sur le premier épaulement pour ouvrir la vanne puis ensuite sur le second, de plus grande section,pour maintenir la vanne ouverte.
- La section du second épaulement était judicieusement déterminée de façon à ce que le déplacement du piston soit proportionnel au couple résistant. De cette façon, il était possible d'utiliser le déplacement axial du piston pour commander l'arrêt du vissage.
- L'expérience a montré que l'utilisation d'une telle machine à tirefonner présentait des problèmes,notamment,lors du couplage du second moteur. Ce phénomène dit de "mitraillage" et qui disparaissait après un certain temps s'explique par le fait que la section du second épaulement de la vanne était déterminée mathématiquement en tenant compte des conditions idéales (absence de frottements, d'échauffement du fluide,etc.) rarement réalisées en pratique.
- Ainsi, bien que le couplage des deux moteurs soit réalisé par l'entremise d'un dispositif à roue libre,il pouvait arriver que le premier entraîne le second qui alors, fonctionnant en pompe,créait à la sortie de la vanne de couplage une dépression dont la valeur était imprévisible.
- Initialement, ce phénomène n'était pas très sensible car on avait utilisé des moteurs hydrauliques à rotation lente présentant donc une grande inertie. Cependant,ces moteurs étant très coûteux on les a remplacés par des moteurs plus rapides présentant donc moins d'inertie.On a ainsi pu réduire notablement le poids et le prix de la machine mais on a accentué le phénomène de mitraillage.
- Selon l'invention, on remédie à cet inconvénient en réalisant une vanne dont la section du second épaulement est telle qu'elle se maintient ouverte même si la pression dans le circuit est inférieure à celle qui y règne habituellement lors du couplage du second moteur.
- La détermination de la valeur de cette section ne pose aucun problème et le fonctionnement de la vanne n'est pas influencé par des variations de pression résultant d'une modification des paramètres de la machine et,notamment, des frottements.
- La vanne fonctionnant en fait par tout ou rien, il n'est alors plus possible d'utiliser le déplacement de la tige de piston pour commander l'arrêt du vissage lorsque le couple requis est atteint car le déplacement de ladite tige n'est plus proportionnel à celui-ci.
- Selon l'invention, on remédie à cet inconvénient en interposant dans le circuit un limiteur de pression qui s'ouvre dès que le couple résistant engendre dans ledit circuit une pression d'une valeur prédéterminée.
- Dès que le limiteur de pression s'ouvre, le fluide hydraulique est dérivé vers le réservoir et les moteurs s'arrêtent.
- Le temps de réponse d'un tel système étant très bref, le serrage peut être effectué avec beaucoup de précision.
- En fait, pour des raisons qui apparaîtront plus loin, il est avantageux d'utiliser deux limiteurs de couple.
- D'autres caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés à titre d'exemple indicatif seulement, sur lesquels:
- La figure 1 est une vue montrant schématiquement l'ensemble du dispositif;
- La figure 2 est une vue en coupe montrant,notamment, le réglage des limiteurs de pression;
- La figure 3 est une vue en coupe et à petite échelle montrant l'entraînement mécanique de l'arbre porte-clef;
- La figure 4 est un diagramme montrant l'évolution de la pression en fonction du couple.
- En se reportant aux dessins, on voit que l'arbre porte-clef 1 ( figure 3) est entraîné à partir d'un moteur thermique 2 entraînant une pompe 3.
- La pompe 3 peut alimenter deux moteurs hydrauliques 4 et 5 montés en dérivation entre la sortie de la pompe et le réservoir 6.
- De la façon connue, pour permettre l'arrêt des moteurs sans entraîner celui de la pompe 3, celle-ci est court-circuitée par une canalisation 7 comportant une vanne d'arrêt 8. Lorsque la vanne 8 est fermée les moteurs peuvent être alimentés par le fluide sous pression en provenance de la pompe mais celui-ci est dévié vers le réservoir 6 lorsque la vanne d'arrêt 8 est ouverte.
- Selon une caractéristique de l'invention, les arbres de sortie des moteurs 4 et 5 entraînent une vis sans fin 9 soit directement pour le moteur 4 soit par l'entremise d'un dispositif à roue libre 10 ( analogue à celui décrit dans le brevet français N° 82 01630) pour le moteur 5.
- La vis 9 entraîne une roue 11 sur l'arbre 12 de laquelle sont clavetées deux roues dentées 13 et 14. La roue dentée 13 engrène directement avec une roue dentée 15 montée folle sur l'arbre porte-clef 1 tandis que celle 14 engrène avec une roue dentée 16 montée également folle sur l'arbre porte-clef 1 par l'entremise d'un pignon intermédiaire 17. Un clabot 18, coulissant et claveté sur ledit arbre permet, selon qu'il est en prise avec l'une ou l'autre des roues 15 ou 16, de fixer le sens de rotation de l'arbre porte-clef 1.
- Au début du vissage d'un tirefond, le couple résistant est faible et seul le moteur 4 est alimenté ; lorsque le couple dépasse une valeur prédéterminée il faut alimenter le moteur 5. Ce résultat est obtenu automatiquement par la vanne 19.
- La vanne 19 comporte un corps 20 présentant un orifice d'entrée 21 et un orifice de sortie 22. L'orifice d'entrée 21 est normalement obturé par l'extrémité d'un piston 23 soumis à l'action d'un ressort 24.
- Pour ouvrir la vanne, il faut que la pression à l'entrée engendre une force supérieure à celle du ressort 24.
- Selon un mode de réalisation, le piston 23 affecte à son extrémité une forme tronconique dont la section de la grande base est déterminée de façon à ce que la pression du fluide exerce sur elle dès l'ouverture, une force nettement plus élevée que celle qu'exerçait le ressort pour maintenir la vanne fermée.
- On sait, en effet, que dès que le piston est repoussé, la pression dans l'installation chute. La chute de pression peut être déterminée par le calcul. Mais dans la réalité, la valeur exacte de la pression à l'instant qui suit immédiatement l'ouverture de la vanne, est sujette à des variations mathématiquement imprévisibles et se situe à une valeur inférieure à celle calculée, ce qui jusqu'à présent se traduisait par un phénomène de mitraillage. En augmentant la section du piston on est sûr de maintenir la vanne ouverte sans régime transitoire d'instabilité.
- Naturellement, cette augmentation ne doit pas être exagérée, il faut donner à la section du piston une valeur telle que lors du démarrage du moteur 5, la force qui s'exerce sur le ressort ne soit que légèrement supérieure à celle qui est réellement nécessaire pour maintenir la vanne ouverte.
- En prenant cette précaution, il est possible de réaliser l'enclenchement du moteur 5 lors du vissage et son déclenchement lors du dévissage pour des valeurs du couple résistant qui ne sont pas trop éloignées l'une de l'autre.
- Ainsi, l'expérience a montré que si l'augmentation de la surface de la grande base est dans un rapport de 2,3 fois plus grand que ladite surface calculée théoriquement, la vanne s'ouvrait pour un couple de 2 daN.m ( à la clé) plus grand que le couple théorique et se refermait à un couple de 2 daN.m (à la clé) plus petit que ledit couple théorique.
- Cet écart de couple entre l'ouverture et la fermeture est parfaitement acceptable, et peut même être encore diminué.
- Les valeurs ci-dessus ont été déterminées à partir de calculs et de mesures effectués sur un matériel donné et il n'y a pas lieu de s'y attarder car ils sont à la portée de l'homme de l'art.
- Il ressort des explications ci-dessus que le déplacement du piston 23 n'est pas proportionnel à la valeur du couple résis - tant. Dès lors, il se pose un problème pour arrêter la machine lorsque le couple de serrage est atteint.
- Selon l'invention ( figures 1 et 2),on utilise un limiteur de pression 25 du genre de ceux constitués par un clapet 26 ( à bille par exemple), maintenu contre son siège 27 par un ressort 28 pouvant être plus ou moins comprimé.
- Dès lors, on comprend qu'il est facile de régler la force du ressort pour que le clapet 26 soit soulevé dès que la pression à l'entrée 29 dépasse une valeur prédéterminée, cette pression étant celle engendrée dans les canalisations par le couple résistant.
- Comme on le voit sur la figure l,lorsque le limiteur de pression se déclenche, le fluide hydraulique est dévié vers le réservoir 6, le couple moteur devient insuffisant et les moteurs s'arrêtent.
- Si on se reporte au diagramme de la figure 4 du serrage d'un tirefond, sur lequel la pression est portée en ordonnée et le couple en abscisse, on constate que lorsque le moteur 4 fonctionne seul, la pression s'élève jusqu'à une valeur Pl, correspondant à un couple Cl, qui engendre l'ouverture de la vanne et l'enclenchement du moteur 5. A ce moment, la pression chute brutalement puis le couple résistant continuant d'augmenter, croît à nouveau.
- Dès lors, si pour certains usages le couple résistant reste inférieur à CI, la vanne I9 restera fermée et il ne serait pas possible de régler la valeur du couple de serrage.
- Selon l'invention, on parvient à ce résultat en utilisant un second limiteur de pression 30, analogue dans sa conception à celui 25, intercalé dans le dispositif en amont de la vanne I9.
- Selon une autre caractéristique de l'invention le même organe est utilisé pour régler les deux limiteurs de pression 25 et 30.
- Comme cela ressort de la figure 2, les doigts coulissants 31, susceptibles de comprimer les ressorts 28,sont appliqués respectivement contre des rampes 32 et 33 prévues sur un coulisseau 34 pouvant être manoeuvré perpendiculairement à l'axe des doigts 31 à l'aide d'une vis unique.
- Dans l'exemple représenté, on admet que la vanne I9 est réglée pour déclencher sous une pression Pl engendrée par un couple résistant Cl.
- Pour tout couple inférieur à Cl, c'est le limiteur 30 qui devra intervenir afin de provoquer l'arrêt de la machine,et pour tout couple supérieur à Cl,c'est le limiteur 25 qui interviendra.
- Il faut donc qu'existe un point de jonction entre les effets de 30 et de 25: c'est la valeur d'enclenchement de la vanne 19 qui assure ce rôle en constituant ainsi un "point de fonctionnement caractéristique" de la présente invention.
- Le limiteur 30 doit alors être réglé à une pression exactement égale à Pl et le limiteur 25 à une pression exactement égale à P2 (puisque l'une et l'autre correspondent au couple Cl et ceci exclusivement sur cette position qui est, pour cette raison,unique).
- Si on veut arrêter le vissage lorsque le couple résistant atteint la valeur C2, il suffit de déplacer le coulisseau vers le bas ce qui a pour effet de comprimer simultanément les deux ressorts 28 des limiteurs de pression 25 et 30.
- Il y a lieu de noter que la pente de la rampe 33 et la caractéristique du limiteur 30 sont telles que si on déplace le coulisseau 34 vers le bas à partir du point caractéristique de fonctionnement sur la figure 2, ledit limiteur admettra une pression supérieure à celle susceptible de faire déclencher le limiteur 25.
- Il faut noter aussi que, compte tenu du réglage judicieux des deux limiteurs, il est possible d'afficher le couple du serrage à l'aide d'un index 35 porté par le coulisseau 34 se déplaçant en regard d'une graduation 36.
- On a vu que lorsque le limiteur se déclenche, c'est-à-dire lorsque le clapet 26 quitte son siège, les moteurs s'arrêtent mais le fluide hydraulique continue à circuler et dès ce moment il faut ouvrir la vanne 8 pour éviter l'échauffement du fluide hydraulique. Ce résultat peut être obtenu manuellement.Cependant, il est intéressant de le réaliser automatiquement.
- A cet effet, on interpose sur la canalisation de sortie 37 des limiteurs, un dispositif étrangleur 38 comportant un tube 39 débouchant sous un piston 40. Lorsque le fluide hydraulique traverse l'un ou l'autre des limiteurs et en raison de l'étranglement à la sortie, la pression ne chute pas totalement mais se maintient à une certaine valeur, ce qui a pour effet de repousser le piston 40 dont le déplacement peut alors être utilisé pour commander l'ouverture de la vanne 8 et ce, par tous dispositifs connus.
- Bien entendu, la présente invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit et représenté mais s'étend, au contraire, à toutes variantes de formes et dimensions.
Claims (9)
1- Dispositif d'entraînement de l'arbre porte-clef d'une machine à tirefonner dans lequel la source énergétique entraîne une pompe alimentant deux moteurs ( 4 et 5) hydrauliques montés en dérivation et comportant des moyens pour alimenter l'un des moteurs ou les deux à la fois et une vanne (19), normalement fermée, interposée dans le circuit d'alimentation d'un moteur et dont l'ouverture est commandée par la pression du fluide hydraulique lorsque celle-ci atteint une valeur prédéterminée,ledit fluide repoussant un piston soumis à l'action d'un ressort antagoniste, caractérisé en ce que la section du piston (23) est telle que la vanne reste ouverte même si lors du couplage du second moteur (5) le pression dans le circuit tombe à une valeur inférieure à celle qui devrait régner à cet instant.
2-Dispositif selon la revendication l,caractérisé en ce que la vanne(19) présente à une extrémité un orifice d'entrée (21) normalement obturé par l'extrémité tronconique du piston (23).
3-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un limiteur de pression (25) est interposé dans le circuit et permet de dériver le fluide sous pression vers le réservoir (6) lorsque la pression à l'entrée dudit limiteur atteint une valeur qui correspond au couple de serrage désiré.
4-Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un moyen est prévu à la sortie du limiteur de pression pour détecter le passage du fluide hydraulique.
5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' un dispositif étrangleur (38) est interposé entre la sortie du limiteur de couple et le réservoir, de façon à maintenir une légère pression qui appliquée à un piston (40) provoque le déplacement de ce dernier, ce déplacement étant utilisé pour commander l'ouverture de la vanne d'arrêt (8) de l'ensemble.
6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5,caractérisé en ce qu'on utilise un second limiteur de pression (30) disposé en amont de la vanne (19) de commande du second moteur.
7-Dispositif selon la revendication 6,caractérisé en ce qu'un organe unique est utilisé pour régler les deux limiteurs de pression.
8-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 6 du genre de ceux dont le limiteur est constitué par un clapet (26) appliqué contre son siège (27) par un ressort (28), caractérisé en ce que la force du ressort est déterminée par la position d'un doigt coulissant (31) prenant appui par une de ses extrémités contre celle correspondante dudit ressort et par l'autre contre une rampe mobile.
9-Dispositif selon la revendication 8,caractérisé en ce qu'on utilise un coulisseau (34) mobile présentant deux rampes (32-33) contre chacune desquelles est appliqué le doigt correspondant de chaque limiteur de pression (25-30).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8411948A FR2568158B1 (fr) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | Dispositif d'entrainement de l'arbre porte-clef d'une machine a tirefonner |
| FR8411948 | 1984-07-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0169753A2 true EP0169753A2 (fr) | 1986-01-29 |
| EP0169753A3 EP0169753A3 (fr) | 1986-06-11 |
Family
ID=9306561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP85401185A Withdrawn EP0169753A3 (fr) | 1984-07-27 | 1985-06-14 | Dispositif d'entraínement de l'arbre porte-clef d'une machine à tirefonner |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0169753A3 (fr) |
| FR (1) | FR2568158B1 (fr) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0761881A1 (fr) * | 1995-09-06 | 1997-03-12 | GEORG ROBEL GmbH & Co. | Machine visseuse |
| FR2745216A1 (fr) * | 1996-02-23 | 1997-08-29 | Turripinoise De Mecanique Sa S | Machine de vissage et de devissage de boulons ou de tire-fonds |
| EP1201826A1 (fr) | 2000-10-26 | 2002-05-02 | Societe Turripinoise De Mecanique Sa | Machine de vissage ou de dévissage de boulons ou de tire-fond pour attaches vissées de voies ferrées |
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| CH368202A (de) * | 1956-09-27 | 1963-03-31 | Plasser Bahnbaumasch Franz | Maschine zum Ein- und Ausdrehen von Schienenbefestigungsschrauben des Eisenbahnoberbaues |
| FR1533959A (fr) * | 1967-06-12 | 1968-07-26 | Ind De La Varenne | Machine pour le vissage et le dévissage des tirefonds de voies ferrées |
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1984
- 1984-07-27 FR FR8411948A patent/FR2568158B1/fr not_active Expired
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1985
- 1985-06-14 EP EP85401185A patent/EP0169753A3/fr not_active Withdrawn
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| FR2815974A1 (fr) | 2000-10-26 | 2002-05-03 | Turripinoise De Mecanique Sa S | Machine de vissage ou de devissage de boulons ou de tire-fond pour attaches vissees de voies ferrees |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0169753A3 (fr) | 1986-06-11 |
| FR2568158A1 (fr) | 1986-01-31 |
| FR2568158B1 (fr) | 1986-12-19 |
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Inventor name: HUBOUD-PERON, MAURICE |