EP4506129A1 - Mèche à bois ou plastique, avec alésoir conique - Google Patents
Mèche à bois ou plastique, avec alésoir conique Download PDFInfo
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- EP4506129A1 EP4506129A1 EP24193501.4A EP24193501A EP4506129A1 EP 4506129 A1 EP4506129 A1 EP 4506129A1 EP 24193501 A EP24193501 A EP 24193501A EP 4506129 A1 EP4506129 A1 EP 4506129A1
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- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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- B27G13/00—Cutter blocks; Other rotary cutting tools
- B27G13/002—Rotary tools without insertable or exchangeable parts, except the chucking part
Definitions
- the present invention is in the field of wood or plastic drill bits. It concerns a wood or plastic drill bit with a conical reamer at the end of drilling.
- Wood drill bits with a conical reamer are used in particular for drilling railway sleepers, to create the hole for inserting lag screws. These lag screws have a cone on the part close to their head, and therefore require that the hole made also has such a cone at the entrance to the hole.
- the document FR1070059 describes such a drill bit with a single drilling spiral, and two cutting edges on the conical reamer, defining a main groove in continuity with the groove of the spiral, and responsible for evacuating the chips resulting from drilling, and a secondary groove, smaller, allowing to contribute to the evacuation of chips resulting from conical machining.
- the document FR2811606 describes a wood drill bit with a conical reamer, with a modified drilling area, to prevent chip jamming.
- An object of the present invention is to provide a wood or plastic drill bit with a conical reamer which makes it possible to avoid at least one of the drawbacks of the state of the art.
- Another object of the present invention is to provide a wood or plastic drill bit with a conical reamer which reduces the risk of breakage, and which allows more intensive use, in particular for railway sleepers.
- the present invention thus provides a wood or plastic drill bit for a railway sleeper comprising a drilling zone configured to create a hole, a cylindrical portion configured to evacuate chips and a conical portion, configured to both form a cone and evacuate chips, characterized in that it comprises at least three helical knives which each extend continuously from the drilling zone, along the portion wrapped in a cylinder, and along the portion wrapped in a cone.
- THE Fig. 1 and 2 present a wood drill bit according to the state of the art. It shows a central threaded tip 1, configured to penetrate first into the wood to be drilled, then to pull the drill bit into the material by the effect of the thread and the rotation of the drill bit, a cylindrical part 2, configured to transport the shavings from the end of the drill bit to a conical part 3, configured to form a cone at the entrance to the drilling.
- drill bits without a central threaded tip 1, which can be replaced for example by a conical end as for drill bits for drilling metal, or by a quadrangular end.
- a knife has a piercing end 4, a cylindrical helix 5, and a truncated cone helix 6.
- a core 7 is arranged at the longitudinal axis of the bit, to ensure sufficient support and strength of the helix.
- the ratio of the thickness of a knife to the space with the adjacent knife is of the order of 1 to 1.5.
- a thinner knife may not have sufficient mechanical strength.
- a drill bit according to the invention with a diameter of 14 mm, we can have a helix pitch of 25 mm, a knife thickness, measured parallel to the longitudinal axis of the drill bit of 10 mm, with a spacing with the following knife, measured parallel to the longitudinal axis of the drill bit of 15 mm.
- FIG. 2 presents a section of the wick in its cylindrical part 2. This section presents a support 8, reaching, to a predefined clearance, the circumference of diameter D, and an evacuation space 9.
- the support is provided with two blades 10 configured to machine the wall of the hole, and enlarge it.
- One of them is in the continuity of the knife of the cylindrical part 2, the other is added in the conical part 3, to contribute to the machining of the cone.
- the inventor carried out numerous tests with different shapes of the wick.
- the invention consists of adding at least one knife to have at least two in total, preferably adding two knives to have three in total.
- the inventor observed this improvement by increasing or decreasing the overall section of the wick.
- the wicks therefore hold better and break less, even if there is a little less evacuation volume, due to the minimal material required to make the additional blades.
- THE fig. 3 to 6 have two wood drill bits according to the invention, with two knives in the Fig. 3 and 4 , with three knives in the Fig. 5 and 6 .
- a drilling end 4 comprising, in the example shown, a central threaded tip 1, configured to penetrate first into the wood to be drilled, then to pull the bit into the material by the effect of the thread and the rotation of the bit, a cylindrical part 2 configured to evacuate the shavings produced by the drilling end 4, then a conical part 3, configured in the form of a conical reamer 3 to enlarge the hole, to evacuate the shavings formed by this enlargement, and to evacuate the shavings arriving from the cylindrical part 2.
- threaded tip 1 in the drawing is part of an exemplary embodiment. It is also possible, within the framework of the invention, to have other ends. drilling, especially conical as in metal drills or quadrangular.
- cone or “conical” is used here in a broad sense to include what would be a truncated cone, or a truncated cone portion.
- At least two knives each have a piercing end 4, a cylindrical helix 5, and a truncated cone helix 6.
- the helices interpenetrate, and are connected to a central shaft 7 of the bit.
- the central shaft 7 is defined here as a part close to the longitudinal axis of the bit in which there is continuous material.
- THE fig. 4 and 6 each have a section of the wick at the transition from its cylindrical part 2 to its conical part 3. This section has at least two supports 8, reaching, within a predefined clearance, the circumference of diameter D, and at least two evacuation spaces 9.
- the inventor has observed during his numerous tests that it is preferable not to increase the speed of advance of the bit in the hole too much compared to the speed practiced with a bit of the state of the art. This is how a better prolonged hold of the bits is obtained.
- the at least two supports 8 are provided with blades 10 configured to machine the wall of the hole, and enlarge it.
- the evacuation spaces 9 enlarge as the diameter D enlarges, which makes it possible to evacuate both the chips coming from the drilling end 4, and those produced by the blades 10 to form the cone.
- the ratio of the thickness of a knife to the space with the adjacent knife is less than 1/2.
- a drill bit according to the invention with a diameter of 14 mm and three blades, it is possible to have a helix pitch of 50 mm, a blade thickness, measured on the section of the drill bit, of 5 mm, with a spacing with the following blade, measured on the circumference of the drill bit, parallel to the longitudinal axis of the drill bit, of 12 mm.
- a drill bit according to the invention with a diameter of 14 mm and two knives, it is possible to have a helix pitch of 50 mm, a knife thickness, measured on the circumference of the drill bit, parallel to the longitudinal axis of the drill bit, of 8 mm, with a spacing with the following knife, measured on the circumference of the drill bit, parallel to the longitudinal axis of the drill bit, of 17 mm.
- a drill bit according to the invention with a diameter of 14 mm and three knives, it is possible to have a helix pitch of 120 mm, a knife thickness, measured on the circumference of the drill bit, parallel to the longitudinal axis of the drill bit, of 10 mm, with a spacing with the following knife, measured on the circumference of the drill bit, parallel to the longitudinal axis of the drill bit, of 30 mm.
- the evacuation spaces 9 are continuous at the transition between the cylindrical part 2 and the conical part 3.
- the volume of the evacuation space 9 increases in the conical part 3.
- the machined surface of the bit has a rounding at the intersection between the cylindrical part 2 and the conical part 3, so as to avoid the presence of an angle.
- a part of the bit is hardened, so as to increase its hardness, for example up to 45 HRC, or even 55 HRC, and another part is not hardened, the transition zone between the cylindrical part and the conical part being in the unhardened part.
- half of the cylindrical part on the drilling zone side, at the end of the drill bit is hardened, the other half of the cylindrical part, on the transition zone side with the conical part, is not hardened; then the first half of the conical part, on the cylindrical part side is not hardened, and the second half of the conical part, towards the fixing end of the drill bit is hardened.
- the entire bit is not quenched, but localized quenching is performed on certain areas, allowing other areas, such as the transition area between the cylindrical part and the conical part, not to be quenched; thus increased hardness can be given to certain areas but not to others.
- the inventor observed an optimal life of the bits, in particular of the three-blade bits, according to this embodiment.
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Abstract
Description
- La présente invention se situe dans le domaine des mèches à bois ou plastique. Elle concerne une mèche à bois ou plastique avec un alésoir conique en fin de perçage.
- Les mèches à bois avec alésoir conique sont utilisées en particulier pour percer les traverses de chemin de fer, pour créer le trou permettant l'insertion de tirefonds. Ces tirefonds présentent un cône sur la partie proche de leur tête, et nécessitent donc que le perçage effectué présente également un tel cône à l'entrée du perçage.
- Le document
décrit une telle mèche avec une spirale unique de perçage, et deux taillants sur l'alésoir conique, définissant une rainure principale en continuité avec la rainure de la spirale, et chargée d'évacuer les copeaux issus du perçage, et une rainure secondaire, plus petite, permettant de contribuer à l'évacuation des copeaux issus de l'usinage conique.FR1070059 - Toutefois une telle mèche présente l'inconvénient de casser fréquemment, notamment à la transition vers le cône, en cas d'usage intensif.
- Le document
décrit une mèche à bois avec alésoir conique, avec une zone de perçage modifiée, permettant d'éviter le bourrage des copeaux.FR2811606 - Ces mèches présentent toutes l'inconvénient d'un point fragile entre la partie cylindrique et la partie conique, ce qui occasionne des ruptures de mèches, notamment en usage intensif.
- Un objet de la présente invention est de proposer une mèche à bois ou plastique avec alésoir conique qui permette d'éviter au moins un des inconvénients de l'état de la technique.
- Un autre objet de la présente invention est de proposer une mèche à bois ou plastique avec alésoir conique qui réduise le risque de rupture, et qui permette un usage plus intensif, en particulier pour des traverses de chemin de fer.
- La présente invention propose ainsi une mèche à bois ou plastique pour traverse de chemin de fer comportant une zone de perçage configurée pour créer un trou, une partie cylindrique configurée pour évacuer les copeaux et une partie conique, configurée pour à la fois former un cône et pour évacuer les copeaux, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins trois couteaux hélicoïdaux qui s'étendent chacun en continu depuis la zone de perçage, le long de la partie enveloppée dans un cylindre, et le long de la partie enveloppée dans un cône.
- Grâce à ces dispositions, le risque de rupture est réduit, ce qui permet un usage plus intensif.
- Selon d'autres caractéristiques :
- le rapport de l'épaisseur des couteaux à l'espacement entre deux couteaux, mesurés à la périphérie de la partie cylindrique et parallèlement à l'axe longitudinal de la partie cylindrique peut être d'au moins 1 à 2, ce qui permet d'obtenir un renforcement significatif des mèches,
- les espaces d'évacuation peuvent être continus à la transition entre la partie cylindrique et la partie conique, ce qui améliore le renforcement,
- la surface usinée de la mèche peut présenter un arrondi à l'intersection entre la partie cylindrique et la partie conique, de sorte à éviter la présence d'un angle, ce qui améliore encore le renforcement des mèches,
- le pas des couteaux hélicoïdaux peut être supérieur à la moitié de la longueur de la partie cylindrique, ce qui donne des durées de vies plus longues,
- le pas des couteaux hélicoïdaux peut être supérieur à la longueur de la partie cylindrique, ce qui donne des durées de vies bien plus longues encore,
- ladite mèche peut comprendre exactement trois couteaux hélicoïdaux, ce qui donne des résultats particulièrement intéressants,
- l'épaisseur des couteaux dans la partie conique peut augmenter moins vite en proportion que le diamètre de la partie conique, ce qui permet également le renforcement des mèches,
- une partie de la mèche peut être trempée, de sorte à augmenter sa dureté, et une autre partie ne pas être trempée, la zone de transition entre la partie cylindrique et la partie conique étant dans la partie non trempée, permettant ainsi une plus grande durée de vie de la mèche.
- La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui fait suite, en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- [
Fig. 1 ] Lafig. 1 est une vue de côté d'une mèche à bois selon l'état de la technique - [
Fig. 2 ] Lafig. 2 est une vue en coupe de la mèche à bois selon l'état de la technique. - [
Fig. 3 ] Lafig. 3 est une vue de côté d'une mèche à bois selon l'invention - [
Fig. 4 ] Lafig. 4 est une vue en coupe de la mèche à bois selon l'invention. - [
Fig. 5 ] Lafig. 5 est une vue de côté d'une mèche à bois selon un deuxième mode de réalisation de l'invention - [
Fig. 6 ] Lafig. 6 est une vue en coupe de la mèche à bois selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. - Les
fig. 1 et 2 présentent une mèche à bois selon l'état de la technique. On y voit une pointe filetée centrale 1, configurée pour pénétrer la première dans le bois à percer, puis à tirer la mèche dans la matière par l'effet du filetage et de la rotation de la mèche, une partie cylindrique 2, configurée pour transporter les copeaux depuis l'extrémité de la mèche jusqu'à une partie conique 3, configurée pour former un cône à l'entrée du perçage. - Dans le cadre de la présente invention, on peut prévoir des mèches sans pointe filetée centrale 1, qu'on peut remplacer par exemple par une extrémité conique comme pour les forêts pour perçage du métal. ou par une extrémité quadrangulaire.
- Un couteau présente une extrémité de perçage 4, une hélice cylindrique 5, et une hélice tronconique 6. Une âme 7 est disposée au niveau de l'axe longitudinal de la mèche, pour assurer un maintien et une résistance suffisante de l'hélice
- Sur la circonférence de la mèche, le rapport de l'épaisseur d'un couteau à l'espace avec le couteau adjacent est de l'ordre de 1 à 1,5. Un couteau plus fin risque de ne pas présenter une résistance mécanique suffisante.
- Par exemple pour une mèche selon l'invention de diamètre 14 mm, on peut avoir un pas d'hélice de 25 mm, une épaisseur de couteau, mesurée parallèlement à l'axe longitudinal de la mèche de 10 mm, avec un espacement avec le couteau suivant, mesurée parallèlement à l'axe longitudinal de la mèche de 15 mm.
- La
fig. 2 présente une section de la mèche dans sa partie cylindrique 2. Cette section présente un appui 8, atteignant, à un jeu prédéfini près, la circonférence de diamètre D, et un espace d'évacuation 9. - Dans la partie conique 3, l'appui est muni de deux lames 10 configurées pour usiner la paroi du trou, et l'agrandir. L'une d'elles est dans la continuité du couteau de la partie cylindrique 2, l'autre est ajoutée dans la partie conique 3, pour contribuer à l'usinage du cône.
- Avec une telle mèche selon l'état de la technique, on observe des ruptures à la transition entre la partie cylindrique 2 et la partie conique 3.
- Que l'on augmente la section du couteau pour augmenter sa résistance, ou qu'on la réduise, les mèches continuent de casse.
- L'inventeur a réalisé de nombreux essais avec différentes formes de la mèche.
- L'invention consiste à ajouter au moins un couteau pour en avoir au moins deux au total, de préférence ajouter deux couteaux pour en avoir trois au total.
- L'inventeur a observé qu'avec deux couteaux, les mèches cassent moins, et avec trois couteaux, le résultat est encore meilleur.
- L'inventeur a observé cette amélioration en augmentant ou en diminuant la section globale de la mèche.
- Les mèches tiennent donc mieux, et cassent moins, même si on a un peu moins de volume d'évacuation, du fait de la matière minimale nécessaire pour réaliser les couteaux supplémentaires.
- Les
fig. 3 à 6 présentent deux mèches à bois selon l'invention, à deux couteaux dans lesfig. 3 et 4 , à trois couteaux dans lesfig. 5 et 6 . On y voit une extrémité de perçage 4, comprenant, dans l'exemple représenté, une pointe filetée centrale 1, configurée pour pénétrer la première dans le bois à percer, puis à tirer la mèche dans la matière par l'effet du filetage et de la rotation de la mèche, une partie cylindrique 2 configurée pour évacuer les copeaux produits par l'extrémité de perçage 4, puis une partie conique 3, configurée sous forme d'alésoir conique 3 pour agrandir le trou, pour évacuer les copeaux formés par cet agrandissement, et pour évacuer les copeaux arrivant de la partie cylindrique 2. - La présence de la pointe filetée 1 sur le dessin fait partie d'un exemple de réalisation. On peut aussi, dans le cadre de l'invention, avoir d'autres extrémités de perçage, notamment coniques comme dans les forêts pour métaux ou quadrangulaires.
- Le terme « cône » ou « conique » est utilisé ici dans un sens large incluant ce qui serait un tronc de cône, ou une partie tronconique.
- En outre, les expressions « partie cylindrique » et « partie conique » sont utilisés pour exprimer que l'enveloppe géométrique de la mèche est cylindrique dans la « partie cylindrique », et que l'enveloppe géométrique de la mèche est conique ou tronconique dans la « partie conique ». Comme il sera précisé ci-après il y a de la matière et du vide dans cette « partie cylindrique » et cette « partie conique ».
- Au moins deux couteaux présentent chacun une extrémité de perçage 4, une hélice cylindrique 5, et une hélice tronconique 6. Les hélices s'interpénètrent, et sont reliées à un arbre central 7 de la mèche.
- L'arbre central 7 est défini ici comme une partie proche de l'axe longitudinal de la mèche dans laquelle il y a de la matière en continu.
- Les
fig. 4 et 6 présentent chacune une section de la mèche à la transition de sa partie cylindrique 2 vers sa partie conique 3. Cette section présente au moins deux appuis 8, atteignant, à un jeu prédéfini près, la circonférence de diamètre D, et au moins deux espaces d'évacuation 9. - Contre toute attente, il n'est pas nécessaire de garantir un cumul d'espaces d'évacuation 9 de plus grand volume, ni non plus un cumul d'espaces d'évacuation 9 de plus petit volume, pour obtenir une meilleure résistance des mèches. Au contraire, on obtient des résultats tout à fait satisfaisant sans faire varier significativement le volume total des espaces d'évacuation 9.
- L'inventeur a observé lors de ses nombreux essais qu'il est préférable de ne pas trop augmenter la vitesse d'avancée de la mèche dans le trou par rapport à la vitesse pratiquée avec une mèche de l'état de la technique. C'est ainsi qu'on obtient une meilleure tenue prolongée des mèches.
- Dans la partie conique 3, les au moins deux appuis 8 sont munis de lames 10 configurées pour usiner la paroi du trou, et l'agrandir. Les espaces d'évacuation 9 s'agrandissent au fur et à mesure que le diamètre D s'agrandit, ce qui permet d'évacuer à la fois les copeaux venant de l'extrémité de perçage 4, et ceux produits par les lames 10 pour former le cône.
- Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, mesuré sur la circonférence de la mèche, parallèlement à l'axe longitudinal de la mèche, le rapport de l'épaisseur d'un couteau à l'espace avec le couteau adjacent est inférieur à 1/2.
- Par exemple pour une mèche selon l'invention de diamètre 14 mm à trois couteaux, on peut avoir un pas d'hélice de 50 mm, une épaisseur de couteau, mesurée sur la section de la mèche de 5 mm, avec un espacement avec le couteau suivant, mesuré sur la circonférence de la mèche, parallèlement à l'axe longitudinal de la mèche de 12 mm.
- Selon un autre exemple, pour une mèche selon l'invention de diamètre 14 mm à deux couteaux, on peut avoir un pas d'hélice de 50 mm, une épaisseur de couteau, mesurée sur la circonférence de la mèche, parallèlement à l'axe longitudinal de la mèche de 8 mm, avec un espacement avec le couteau suivant, mesuré sur la circonférence de la mèche, parallèlement à l'axe longitudinal de la mèche de 17 mm.
- Selon un autre exemple, pour une mèche selon l'invention de diamètre 14 mm à trois couteaux, on peut avoir un pas d'hélice de 120 mm, une épaisseur de couteau, mesurée sur la circonférence de la mèche, parallèlement à l'axe longitudinal de la mèche de 10 mm, avec un espacement avec le couteau suivant, mesuré sur la circonférence de la mèche, parallèlement à l'axe longitudinal de la mèche de 30 mm.
- L'inventeur a observé lors de ses nombreux essais qu'un pas long est avantageux pour améliorer la tenue des mèches. On obtient des résultats améliorés avec un pas d'au moins la moitié de la longueur de la partie cylindrique 2.
- L'inventeur a observé qu'on obtient une tenue des mèches encore meilleure avec un pas supérieur à la longueur de la partie cylindrique 2.
- Selon l'invention, les espaces d'évacuation 9 sont continus à la transition entre la partie cylindrique 2 et la partie conique 3.
- Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le volume de l'espace d'évacuation 9 augmente dans la partie conique 3.
- Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la surface usinée de la mèche présente un arrondi à l'intersection entre la partie cylindrique 2 et la partie conique 3, de sorte à éviter la présence d'un angle.
- Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, une partie de la mèche est trempée, de sorte à augmenter sa dureté, par exemple jusqu'à 45 HRC, ou même 55HRC, et une autre partie n'est pas trempée, la zone de transition entre la partie cylindrique et la partie conique étant dans la partie non trempée.
- Par exemple la moitié de la partie cylindrique du côté de la zone de perçage, à l'extrémité de la mèche est trempée, l'autre moitié de la partie cylindrique, du côté de la zone de transition avec la partie conique, n'est pas trempée ; ensuite la première moitié de la partie conique, du côté de la partie cylindrique n'est pas trempée, et la deuxième moitié de la partie conique, vers l'extrémité de fixation de la mèche est trempé.
- Selon ce mode de réalisation, on n'effectue pas un trempage de l'ensemble de la mèche, mais un trempage localisé sur certaines zones, permettant à d'autres zones, comme par exemple la zone de transition entre la partie cylindrique et la partie conique, de ne pas être trempées ; ainsi on peut donner une dureté augmentée à certaines zones mais pas à d'autres.
- L'inventeur a observé une durée de vie optimale des mèches, notamment des mèches à trois couteaux, selon ce mode de réalisation.
- Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de réalisation particuliers, elle n'est nullement limitative de la portée de l'invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par substitution d'équivalents techniques ou par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques développées ci-dessus.
Claims (9)
- Mèche à bois ou plastique, en particulier pour traverse de chemin de fer, comportant une zone de perçage configurée pour créer un trou, une partie cylindrique (2) configurée pour évacuer les copeaux et une partie conique (3), configurée pour à la fois former un cône et pour évacuer les copeaux, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins trois couteaux hélicoïdaux qui s'étendent chacun en continu depuis la zone de perçage, le long de la partie cylindrique (2), et le long de la partie conique (3).
- Mèche selon la revendication précédente dans laquelle le rapport de l'épaisseur des couteaux à l'espacement entre deux couteaux, mesurés à la périphérie de la partie cylindrique (2) et parallèlement à l'axe longitudinal de la partie cylindrique (2) est d'au moins 1 à 2.
- Mèche selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les espaces d'évacuation (9) sont continus à la transition entre la partie cylindrique (2) et la partie conique (3).
- Mèche selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la surface usinée de la mèche présente un arrondi à l'intersection entre la partie cylindrique (2) et la partie conique (3), de sorte à éviter la présence d'un angle.
- Mèche selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le pas des couteaux hélicoïdaux est supérieur à la moitié de la longueur de la partie cylindrique (2).
- Mèche selon l'une des revendications précédentes, comprenant exactement trois couteaux hélicoïdaux.
- Mèche selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le pas des couteaux hélicoïdaux est supérieur à la longueur de la partie cylindrique (2).
- Mèche selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'épaisseur des couteaux dans la partie conique (3) augmente moins vite en proportion que le diamètre de la partie conique (3).
- Mèche selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle une partie de la mèche est trempée, de sorte à augmenter sa dureté, et une autre partie n'est pas trempée, la zone de transition entre la partie cylindrique et la partie conique étant dans la partie non trempée.
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| EP24193501.4A Pending EP4506129A1 (fr) | 2023-08-10 | 2024-08-08 | Mèche à bois ou plastique, avec alésoir conique |
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2024
- 2024-08-08 EP EP24193501.4A patent/EP4506129A1/fr active Pending
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