EP2008355A1 - Agencement pour le montage d'un support d'un moteur electrique lineaire - Google Patents
Agencement pour le montage d'un support d'un moteur electrique lineaireInfo
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- EP2008355A1 EP2008355A1 EP07728165A EP07728165A EP2008355A1 EP 2008355 A1 EP2008355 A1 EP 2008355A1 EP 07728165 A EP07728165 A EP 07728165A EP 07728165 A EP07728165 A EP 07728165A EP 2008355 A1 EP2008355 A1 EP 2008355A1
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
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- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
Definitions
- the present invention relates to an arrangement for mounting a support of a linear electric motor.
- the present invention more particularly relates to an arrangement for mounting a support of a linear electric motor comprising a primer secured to the support and a secondary integral with a structure, of the type in which the support extends vertically and is movably mounted. on the structure in a longitudinal direction of displacement by means of guide means and of the type in which the vertical support comprises a main plate carrying the primary and at least a first, so-called upper, hooking wing comprising part of the means guide means for cooperating with another complementary part that includes the structure.
- connection between the guide elements and the support plate is made by means of compensation elements of a first and a second type which are capable of deforming respectively in at least one determined direction. in order to absorb the thermal expansion to avoid transmitting to the guide means the corresponding efforts that affect the operation thereof.
- the machines such as packaging machines, conventionally comprise a transfer device which, consisting of belts or chains driven by an asynchronous electric motor, is for example intended to convey the packages between different workstations. the machine.
- Linear motors have never been used to make a transfer device, in particular to perform successive and repeated operations at high speeds, because of the technical problems, including the warming of the engine as an unacceptable problem for such applications. .
- the object of the present invention is to propose, in the face of prejudices of the state of the art, a new arrangement for mounting a support of a linear motor which is particularly simple and reliable while being capable of compensating fully the thermal expansion caused by heating of the primary.
- the invention proposes an arrangement for mounting a support of a linear of the type described above, characterized in that the support is suspended relative to the structure via the means, said higher, of guiding so that the support is able to expand freely in a main direction of expansion, that is to say vertically downwards to compensate for the thermal expansion of the support material under the heating effect of the primary and that the upper guide means are not affected.
- the cantilevered mounting of the support which is suspended with respect to the structure makes it possible to simplify the guide means by only implementing a guide rail, which makes it possible to reduce the number of components and, incidentally, the cost .
- the guide means are arranged between the upper fastening flange and the portion of the structure located transversely vis-à-vis so that the support is suspended relative to the structure;
- the guide means are respectively constituted by an upper longitudinal rail which is integral with the structure and by complementary movable means, such as pads, which are integral with the upper attachment flange; the free bottom portion of the main plate of the support constitutes a deformable zone intended to allow, when the primer is heated during operation, the thermal expansion of the support material along the vertical main direction of expansion and in a direction in the opposite direction at the upper hanging wing;
- the support comprises a second flange, said lower, extending vertically downwardly from the main plate and the lower flange is the deformable area of the support;
- the lower flange of the support comprises positioning means which, integral with the second lower flange, are free to move relative to the structure in the vertical direction of expansion when there is thermal expansion of the support; and which are capable of moving longitudinally along a member carried by the structure so as to enhance the mechanical strength of the support and maintain a constant gap in the transverse direction by compensating for the attraction forces exerted between the primary and the secondary;
- the support belongs to a transfer device of a packaging machine comprising means, such as a gripping member of a package, which are secured to the support so as to be driven longitudinally in displacement.
- FIG. 1 is a perspective view which shows schematically, exploded, an arrangement comprising a linear motor and a support according to the invention which is mounted movably on a structure;
- FIG. 2 is a cross-sectional view along a vertical plane of the arrangement of FIG. 1 represented in the assembled position;
- Figure 3 is a cross-sectional view similar to Figure 2 showing an alternative embodiment.
- FIG. 1 shows an arrangement 10 comprising mainly a support 12 for a linear motor 14 according to a preferred embodiment of assembly according to FIG. the invention and part of a structure 16, such as a frame of a machine (not shown).
- the linear electric motor 14 is a linear motor of the "flat" type which consists respectively of a primary 18 of generally parallelepipedal shape and a secondary 20.
- the primary 18 is secured to the support 12 so as to form a moving element relative to the structure 16 which the secondary 20 is secured to.
- the support 12 carrying the primary 18 is generally parallelepipedal plate-shaped and extends for example here in a vertical plane.
- the secondary 20 is arranged vertically and transversely vis-à-vis the primary 18 at a transverse distance corresponding to a value "e" determined air gap.
- the secondary 20 extends here rectilinearly in the longitudinal direction to form a magnet path determining the path of movement of the support 12 and the primary 18 relative to the structure 16.
- the support 12 is mounted to move on the structure 16 with respect to which it moves horizontally in the longitudinal direction through the guide means 22.
- the support 12 here vertical, comprises a main plate 24 carrying the primary 18 and at least a first attachment wing 26, said upper attachment wing.
- the main guide means 22 are arranged vertically above the primary 18 between the first upper attachment wing 26 of the support 12 and the structure 16.
- the first upper attachment wing 26 comprises a movable portion of the guide means 22 intended to cooperate with another complementary fixed part that the structure comprises.
- the movable portion being here constituted by pads 28 before and rear which are slidable on a longitudinal rail 30, said upper.
- the support 12 is suspended relative to the structure 16 by means of said upper guide means 22 so that the support 12 is able to expand freely in a main direction of expansion , that is to say vertically downwards to compensate for the thermal expansion of the material of the support 12 under the heating effect of the primary 18 and that the upper guide means 22 are not affected.
- the support 12 extends vertically and generally parallel to the structure 16, the support 12 being suspended relative to said structure 16 by means of said upper guide means 22. so that the part of the support 12 extending vertically below the upper attachment flange 26 is free to expand downward under the heating effect of the primary 18 transmitted in particular to the central plate 24 of the support 12. Thanks to this arrangement 10, the support 12 is thus free to expand to completely compensate for the thermal expansion of the support material 12.
- the free bottom portion of the main plate 24 of the support 12 constitutes a deformable zone 32 intended to allow, when the element 18 heats up during operation, the thermal expansion of the material of the support 12 in the vertical main direction of expansion and in a direction opposite to the upper hooking wing 26.
- the primary 18 is heated and a large amount of heat is transmitted by conduction to the main plate 24 and causes the expansion of the material.
- FIG. 3 shows an alternative embodiment in which the support 12 comprises a second wing 34, called the lower attachment wing, extending vertically downwards from the main plate 24.
- the deformable zone 32 of the support 12 is mainly constituted by said second lower wing 34.
- the second lower flange 34 of the support 12 comprises positioning means 36 which cooperate with the structure 16 and which, integral with the second lower flange 34, are free to move in the vertical direction of expansion when there is thermal expansion of the support 12.
- the positioning means 36 comprise a spacer which is capable of moving longitudinally, for example by means of a wheel (not shown), along an element 38 forming a track carried by the structure
- the positioning means 36 make it possible in particular to reinforce the mechanical strength of the support 12 and to maintain an airgap "e" in the transverse direction which is constant and this by compensating for the forces of attraction exerted between the primary 18 and the secondary 20 .
- the support 12 belongs to a transfer device of a packaging machine comprising means 40, such as a gripping member of a package, which are secured to the support so as to be driven. in displacement, here longitudinally.
- a linear motor is capable in such a transfer device of driving the gripping members by obtaining high accelerations, a high speed of movement and a high accuracy in positioning.
- a linear motor is capable in such a transfer device of driving the gripping members by obtaining high accelerations, a high speed of movement and a high accuracy in positioning.
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Abstract
La présente invention concerne un agencement (10) pour le montage d'un support (12) d'un moteur électrique linéaire (14) comportant un primaire (18) solidaire du support (12) et un secondaire (20) solidaire d'une structure (16), du type dans lequel le support (12) vertical est monté mobile sur la structure (16) selon une direction longitudinale de déplacement par l'intermédiaire de moyens de guidage (22) et comporte une plaque principale (24) portant le primaire (18) et au moins une aile supérieure d'accrochage (26) comportant une partie (28) des moyens de guidage (22) destinée à coopérer avec une autre partie complémentaire (30) que comporte la structure (16), caractérisé en ce que le support (12) est suspendu par rapport à la structure (16) par l'intermédiaire des moyens, dits supérieurs, de guidage (22) de telle sorte que le support (12) est susceptible de se dilater librement selon une direction principale d'expansion, c'est-à-dire verticalement vers le bas pour compenser la dilatation thermique du matériau du support (12) sous l'effet de l'échauffement du primaire (18) et que les moyens supérieurs de guidage (22) ne soient pas affectés.
Description
"Agencement pour le montage d'u n support d'un moteur électrique li néaire"
La présente invention concerne un agencement pour le montage d'un support d'un moteur électrique linéaire. La présente invention concerne plus particulièrement un agencement pour le montage d'un support d'un moteur électrique linéaire comportant un primaire solidaire du support et un secondaire solidaire d'une structure, du type dans lequel le support s'étend verticalement et est monté mobile sur la structure selon une direction longitudinale de déplacement par l'intermédiaire de moyens de guidage et du type dans lequel le support vertical comporte une plaque principale portant le primaire et au moins une première aile, dite supérieure, d'accrochage comportant une partie des moyens de guidage destinée à coopérer avec une autre partie complémentaire que comporte la structure.
On connaît de nombreux agencements pour le montage d'un moteur électrique linéaire, notamment un moteur linéaire du type "à plat". Le document DE 10.2004.036.992 décrit par exemple un agencement du type précité, dans lequel le primaire du moteur linéaire est fixé sur une plaque de support qui est montée mobile par rapport à un support fixe. La plaque de support portant le primaire comporte des éléments de guidage aptes à coopérer avec deux rails parallèles solidaires du support fixe.
Dans ce document, la liaison entre les éléments de guidage et la plaque de support est réalisée par l'intermédiaire d'éléments de compensation d'un premier et d'un second type qui sont susceptibles de se déformer respectivement selon au moins une direction déterminée afin d'absorber la dilatation thermique pour éviter de transmettre aux moyens de guidage les efforts correspondants qui en affecteraient le fonctionnement.
De plus, les machines, telles que les machines d'emballage, comportent conventionnellement un dispositif de transfert qui, constitué par des courroies ou des chaînes entraînées par un moteur électrique asynchrone, est par exemple destiné à convoyer les emballages entre différents postes de travail de la machine.
Les moteurs linéaires n'ont jamais été utilisés pour réaliser un dispositif de transfert, notamment pour effectuer des opérations successives et répétées à des cadences élevées, en raison des problèmes techniques au nombre desquels on citera réchauffement du moteur comme un problème rédhibitoire pour de telles applications.
Les solutions connues de l'état de la technique ne donnent pas entière satisfaction, en particulier pour des applications nécessitant des déplacements répétés à des cadences élevées et s'avèrent le plus souvent complexes et coûteuses à mettre en œuvre.
L'objet de la présente invention est de proposer, à rencontre des préjugés de l'état de la technique, un nouvel agencement pour le montage d'un support d'un moteur linéaire qui soit notamment simple et fiable tout en étant susceptible de compenser intégralement la dilatation thermique provoquée par réchauffement du primaire.
Dans ce but, l'invention propose un agencement pour le montage d'un support d'un linéaire du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le support est suspendu par rapport à la structure par l'intermédiaire des moyens, dits supérieurs, de guidage de telle sorte que le support est susceptible de se dilater librement selon une direction principale d'expansion, c'est-à-dire verticalement vers le bas pour compenser la dilatation thermique du matériau du support sous l'effet de réchauffement du primaire et que les moyens supérieurs de guidage ne soient pas affectés.
Avantageusement, le montage en porte à faux du support qui est suspendu par rapport à la structure permet de simplifier les moyens de guidage en mettant uniquement en oeuvre un rail de guidage, ce qui permet d'en réduire le nombre de composants et incidemment le coût.
Grâce à l'agencement selon l'invention, il n'est plus nécessaire de recourir à la mise en œuvre de moyens de compensation complexes et coûteux, qui sont de surcroît uniquement susceptibles d'absorber les efforts de dilatation thermique de manière limitée.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- les moyens de guidage sont agencés entre l'aile supérieure d'accrochage et la partie de la structure située transversalement en vis-à-vis de telle sorte que le support soit suspendu par rapport à la structure ;
- les moyens de guidage sont respectivement constitués par un rail longitudinal supérieur qui est solidaire de la structure et par des moyens mobiles complémentaires, tels que des patins, qui sont solidaires de l'aile supérieure d'accrochage ; - la partie inférieure libre de la plaque principale du support constitue une zone déformable destinée à permettre, lorsque le primaire s'échauffe en fonctionnement, la dilatation thermique du matériau du support suivant la direction principale verticale d'expansion et selon une orientation de sens opposé à l'aile supérieure d'accrochage ;
- le support comporte une deuxième aile, dite inférieure, s'étendant verticalement vers le bas à partir de la plaque principale et l'aile inférieure constitue la zone déformable du support ; - l'aile inférieure du support comporte des moyens de positionnement qui, solidaires de la deuxième aile inférieure, sont libres de se déplacer par rapport à la structure selon la direction verticale d'expansion lorsqu'il y a dilatation thermique du support
et qui sont susceptibles de se déplacer longitudinalement le long d'un élément porté par la structure de manière à renforcer la tenue mécanique du support et à maintenir un entrefer constant selon la direction transversale en compensant les forces d'attraction s'exerçant entre le primaire et le secondaire ;
- le support appartient à un dispositif de transfert d'une machine d'emballage comportant des moyens, tels qu'un organe de préhension d'un emballage, qui sont solidaires du support de manière à être entraîné longitudinalement en déplacement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective qui représente schématiquement, en éclaté, un agencement comportant un moteur linéaire et un support selon l'invention qui est monté mobile sur une structure ;
- la figure 2 est une vue en coupe transversale selon un plan vertical de l'agencement de la figure 1 représenté en position assemblée ;
- la figure 3 est une vue en coupe transversale analogue à la figure 2 représentant une variante de réalisation .
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif et pour en faciliter la compréhension les directions longitudinale, verticale et transversale selon le repère (L, V, T) indiqué aux figures et dans lesquelles la direction verticale ne fait pas nécessairement référence à la pesanteur terrestre.
On a représenté à la figure 1 , un agencement 10 comportant principalement un support 12 pour un moteur linéaire 14 selon un exemple de réalisation préféré de montage selon
l'invention et une partie d'une structure 16, telle qu'un bâti d'une machine (non représentée).
Le moteur électrique linéaire 14 est un moteur linéaire du type "à plat" qui est respectivement constitué d'un primaire 18 de forme globalement parallélépipédique et d'un secondaire 20.
De préférence, le primaire 18 est solidaire du support 12 de manière à former un équipage mobile par rapport à la structure 16 dont est solidaire le secondaire 20.
Selon le repère (L, V, T) représenté aux figures, le support 12 portant le primaire 18 est globalement en forme de plaque parallélépipédique et s'étend par exemple ici dans un plan vertical .
Le secondaire 20 est agencé verticalement et transversalement en vis-à-vis du primaire 18 à une distance transversale correspondant à une valeur "e" déterminée d'entrefer.
Le secondaire 20 s'étend ici de manière rectiligne selon la direction longitudinale pour constituer une voie d'aimants déterminant la voie de déplacement du support 12 et du primaire 18 par rapport à la structure 16. Le support 12 est monté mobile sur la structure 16 par rapport à laquelle il se déplace horizontalement selon la direction longitudinale par l'intermédiaire des moyens de guidage 22.
Le support 12, ici vertical, comporte une plaque principale 24 portant le primaire 18 et au moins une première aile d'accrochage 26, dite aile supérieure d'accrochage.
Les moyens principaux de guidage 22 sont agencés verticalement au dessus du primaire 18 entre la première aile supérieure d'accrochage 26 du support 12 et la structure 16.
La première aile supérieure d'accrochage 26 comporte une partie mobile des moyens de guidage 22 destinée à coopérer avec une autre partie fixe complémentaire que comporte la structure
16, la partie mobile étant ici constituée par des patins 28 avant et
arrière qui sont susceptibles de coulisser sur un rail longitudinal 30, dit supérieur.
Conformément à l'invention, le support 12 est suspendu par rapport à la structure 16 par l'intermédiaire des moyens, dits supérieurs, de guidage 22 de telle sorte que le support 12 est susceptible de se dilater librement selon une direction principale d'expansion , c'est-à-dire verticalement vers le bas pour compenser la dilatation thermique du matériau du support 12 sous l'effet de réchauffement du primaire 18 et que les moyens supérieurs de guidage 22 ne soient pas affectés.
Selon l'invention et tel qu'illustré sur les figures, le support 12 s'étend verticalement et globalement parallèlement à la structure 16, le support 12 étant suspendu par rapport à ladite structure 16 par l'intermédiaire desdits moyens supérieurs de guidage 22 de manière que la partie du support 12 s'étendant verticalement en dessous de l'aile supérieure d'accrochage 26 soit libre de se dilater vers le bas sous l'effet de réchauffement du primaire 18 transmis notamment à la plaque centrale 24 du support 12. Grâce à cet agencement 10, le support 12 est ainsi libre de se dilater pour compenser intégralement la dilatation thermique du matériau du support 12.
Comme on peut mieux le voir sur la figure 2, la partie inférieure libre de la plaque principale 24 du support 12 constitue une zone déformable 32 destinée à permettre, lorsque le primaire 18 s'échauffe en fonctionnement, la dilatation thermique du matériau du support 12 suivant la direction principale verticale d'expansion et selon une orientation de sens opposé à l'aile supérieure d'accrochage 26. Lorsque, en fonctionnement, le primaire 18 s'échauffe et une quantité importante de chaleur est transmise par conduction à la plaque principale 24 et provoque la dilatation du matériau .
La figure 3 représente une variante de réalisation dans laquelle le support 12 comporte une deuxième aile 34, dite aile inférieure d'accrochage, s'étendant verticalement vers le bas à partir de la plaque principale 24. Selon cette variante, la zone déformable 32 du support 12 est principalement constituée par ladite deuxième aile inférieure 34.
Avantageusement, la deuxième aile inférieure 34 du support 12 comporte des moyens de positionnement 36 qui coopèrent avec la structure 16 et qui, solidaires de la deuxième aile inférieure 34, sont libres de se déplacer selon la direction verticale d'expansion lorsqu'il y a dilatation thermique du support 12.
Les moyens de positionnement 36 comportent une entretoise qui est susceptible de se déplacer longitudinalement, par exemple par l'intermédiaire d'une roulette (non représentée), le long d'une élément 38 formant une piste portée par la structure
1 6.
Les moyens de positionnement 36 permettent notamment de renforcer la tenue mécanique du support 12 et de maintenir un entrefer « e » selon la direction transversale qui soit constant et cela en compensant les forces d'attraction s'exerçant entre le primaire 18 et le secondaire 20.
Selon un exemple d'application, le support 12 appartient à un dispositif de transfert d'une machine d'emballage comportant des moyens 40, tels qu'un organe de préhension d'un emballage, qui sont solidaires du support de manière à être entraînés en déplacement, ici longitudinalement.
Avantageusement, un moteur linéaire est susceptible dans un tel dispositif de transfert d'entraîner les organes de préhension en obtenant de fortes accélérations, une vitesse élevée de déplacement ainsi qu'une grande précision dans le positionnement.
Bien entendu, le mode de réalisation de l'invention décrit et représenté est donné uniquement à titre d'exemple non limitatif.
Ainsi, sans sortir du cadre de l'invention, il est possible de procéder à une inversion de structure de manière que le support
12 formant la partie montée mobile par rapport à la structure 16 porte le secondaire 20 et que le primaire 18 soit solidaire de la structure 16.
Avantageusement, il n'est alors pas nécessaire de prévoir de moyens supplémentaires, du type porte câbles, pour les câbles d'alimentation du primaire 18 puisqu'il est fixé à la structure 16.
Claims
1 . Agencement (10) pour le montage d'un support (12) d'un moteur électrique linéaire (14) comportant un primaire (18) solidaire du support (12) et un secondaire (20) solidaire d'une structure (16), du type dans lequel le support (12) s'étend verticalement et est monté mobile sur la structure (16) selon une direction longitudinale de déplacement par l'intermédiaire de moyens de guidage (22) et du type dans lequel le support (12) comporte une plaque principale (24) portant le primaire (18) et au moins une première aile, dite supérieure, d'accrochage (26) comportant une partie (28) des moyens de guidage (22) destinée à coopérer avec une autre partie complémentaire (30) que comporte la structure (16), caractérisé en ce que le support (12) est suspendu par rapport à la structure (16) par l'intermédiaire des moyens, dits supérieurs, de guidage (22) de telle sorte que le support (12) est susceptible de se dilater librement selon une direction principale d'expansion, c'est-à-dire verticalement vers le bas pour compenser la dilatation thermique du matériau du support (12) sous l'effet de réchauffement du primaire (18) et que les moyens supérieurs de guidage (22) ne soient pas affectés.
2. Agencement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de guidage (22) sont agencés entre l'aile supérieure d'accrochage (26) et la partie de la structure (16) située transversalement en vis-à-vis de telle sorte que le support (12) soit monté suspendu par rapport à la structure (16).
3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage (22) sont respectivement constitués par un rail longitudinal supérieur (30) qui est solidaire de la structure (16) et par des moyens mobiles (28) complémentaires, tels que des patins, qui sont solidaires de l'aile supérieure d'accrochage (26).
4. Agencement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie inférieure libre de la plaque principale (24) du support (12) constitue une zone déformable (32) destinée à permettre, lorsque le primaire (18) s'échauffe en fonctionnement, la dilatation thermique du matériau du support (12) suivant la direction principale verticale d'expansion et selon une orientation de sens opposé à l'aile supérieure d'accrochage (26).
5. Agencement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support (12) comporte une deuxième aile, dite inférieure, (34) s'étendant verticalement vers le bas à partir de la plaque principale (24) et en ce que l'aile inférieure (34) constitue la zone déformable (32) du support (12).
6. Agencement selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'aile inférieure (34) du support (12) comporte des moyens de positionnement (36) qui, solidaires de la deuxième aile inférieure (34), sont libres de se déplacer par rapport à la structure (16) selon la direction verticale d'expansion lorsqu'il y a dilatation thermique du support (12) et qui sont susceptibles de se déplacer longitudinalement le long d'un élément (38) porté par la structure (16) de manière à renforcer la tenue mécanique du support (12) et à maintenir un entrefer (e) constant selon la direction transversale en compensant les forces d'attraction s'exerçant entre le primaire (18) et le secondaire (20).
7. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (12) appartient à un dispositif de transfert d'une machine d'emballage comportant des moyens (40), tels qu'un organe de préhension d'un emballage, qui sont solidaires du support de manière à être entraîné longitudinalement en déplacement.
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