FR2471059A1 - Printed circuit board connector - has thermal conducting flange contacting circuit board edge acting as heat sink - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un connecteur électrique du genre de ceux susceptibles d'établir des contacts électriques avec des conducteurs imprimés ou gravés d'une carte qui comporte une âme ou une face en métal ou en céramique. The present invention relates to an electrical connector of the type of those capable of establishing electrical contacts with printed or engraved conductors of a card which has a core or a face made of metal or ceramic.
Il existe des cartes à conducteurs imprimés ou gravés dont le support est réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur comme par exemple une tôle d'acier ou une tôle d'aluminium. Une couche d'émail isolante recouvre en général les deux faces de la tolet et des conducteurs électriques y sont imprimés ou gravés par une technique appropriée de façon à constituer un ou plusieurs réseaux d'interconnexion pour un ou plusieurs circuits électriques. There are cards with printed or engraved conductors, the support of which is made of a material which is a good conductor of heat, for example a sheet of steel or a sheet of aluminum. An insulating enamel layer generally covers the two faces of the tolet and electrical conductors are printed or engraved thereon by an appropriate technique so as to constitute one or more interconnection networks for one or more electrical circuits.
Ce support métallique se comporte comme un conducteur thermique et il contribue efficacement au refroidissement du circuit.This metal support behaves like a thermal conductor and contributes effectively to the cooling of the circuit.
Les connecteurs électriques classiques qui établissent des contacts électriques avec les conducteurs électriques d'une telle carte ne contribuent guère à évacuer de la chaleur car leur corps est pour des motifs d'isolement réalisé en un matériau plastique peu ou pas chargé. Un tel matériau est considéré généralement comme un mauvais conducteur de la chaleur. Conventional electrical connectors which establish electrical contacts with the electrical conductors of such a card do little to dissipate heat because their body is, for reasons of isolation, made of a lightly or not charged plastic material. Such a material is generally considered to be a poor conductor of heat.
Les connecteurs électriques classiques à cops plastique qui sont connectés aux conducteurs d'une tôle émaillée n'établissent des connexions thermiques que par leurs conducteurs électriques
La capacité de transférer de la chaleur par conduction thermique de ces conducteurs est limitée à cause de leur structure fine et allongée et de leurs faibles surfaces de contact réciproques.Conventional electrical connectors with plastic cops which are connected to the conductors of an enamelled sheet establish thermal connections only by their electrical conductors
The capacity to transfer heat by thermal conduction of these conductors is limited because of their fine and elongated structure and their small reciprocal contact surfaces.
L'augmentation de cette capacité est souhaitable car elle permettrait un meilleur refroidissement de la carte et par conséquent du circuit électrique porté par la carte. The increase in this capacity is desirable because it would allow better cooling of the card and therefore of the electrical circuit carried by the card.
Le problème consistant à établir des connexions thermiques au moyen de connecteurs électriques est également soulevé dans les cas d'utilisation de différentes cartes ou plaques isolées servant de support à un circuit électrique et dont les types sont les suivants - carte imprimée comportant un collecteur thermique en couche
interne - carte imprimée comportant un drain thermique fixe sur une face
de la carte - tôle métallique recouverte sur l'une ou sur les deux faces par
un film plastique mince - tôle d'aluminium anodisée sur l'une ou sur les deux faces.The problem of establishing thermal connections by means of electrical connectors is also raised in the case of the use of different insulated cards or plates serving as support for an electrical circuit and the types of which are as follows - printed circuit board comprising a thermal collector in layer
internal - printed board with a fixed heat sink on one side
of the card - metal sheet covered on one or both sides by
a thin plastic film - anodized aluminum sheet on one or both sides.
Le problème de connexion thermique est posé notamment dans des appareils ou équipements électriques comportant un grand nombre de cartes de circuits imprimés que lton désire soit interconnecter à la fois électriquement et thermiquement, soit connecter électriquement entre eux et thermiquement avec une masse métallique à l'intérieur d'un bâti dans le but d'obtenir un meilleur refroidissement des circuits électriques. The problem of thermal connection is posed in particular in electrical apparatus or equipment comprising a large number of printed circuit boards which it is desired to either interconnect both electrically and thermally, or to connect electrically between them and thermally with a metallic mass inside. of a frame in order to obtain better cooling of the electrical circuits.
Pour pouvoir réaliser de véritables interconnexions à la fois électriques et thermiques, il faut disposer d'un connecteur élec- trique à conduction thermique élevée. In order to be able to make real electrical and thermal interconnections, an electrical connector with high thermal conduction is required.
La présente invention a pour objet un connecteur électrique du genre de ceux pour cartes à conducteurs imprimés ou gravés comportant une âme ou une face au moins partiellement métallique ou en céramique, connecteur pourvu au moins d'une rangée de conducteurs de connexion électrique disposés le long d'une paroi isolante, et caractérisé en ce qu'il comprend au moins un conducteur d'énergie thermique qui est isolé électriquement par rapport aux conducteurs de connexion électrique, et destiné à établir par contact mutuel avec un bord de telles cartes une connexion thermique, éventuellement thermique et électrique, ce conducteur thermique consistant en une pièce ou partie de corps métallique du connecteur réalisée en un matériau de conductibilité thermique élevée. The present invention relates to an electrical connector of the kind of those for printed or engraved conductor cards comprising a core or face at least partially metallic or ceramic, connector provided with at least one row of electrical connection conductors arranged along of an insulating wall, and characterized in that it comprises at least one thermal energy conductor which is electrically insulated from the electrical connection conductors, and intended to establish by thermal contact with an edge of such cards a thermal connection , possibly thermal and electrical, this thermal conductor consisting of a part or part of the metal body of the connector made of a material of high thermal conductivity.
De préférence, ce conducteur thermique est constitué par une aile métallique longitudinale du connecteur et celle-ci est formée par la jonction en équerre d'une paroi haute et d'une paroi de base longitudinales. La paroi haute comporte vis-à-vis de la paroi isolante une face qui sert de guidage et d'appui à une telle carte. Preferably, this thermal conductor is constituted by a longitudinal metal wing of the connector and this is formed by the square junction of a high wall and a longitudinal base wall. The upper wall comprises, opposite the insulating wall, a face which serves as a guide and a support for such a card.
De chaque côté longitudinal de la rangée des conducteurs de connexion électrique du connecteur est disposée une glis.##re élastique de profil cintré qui est accrochée à la paroi isolante. On each longitudinal side of the row of electrical connection conductors of the connector is disposed a ## re elastic bend of curved profile which is attached to the insulating wall.
La présente invention concerne également une fiche de connexion enfichable dans le connecteur précédent et destinée à être montée sur un bord d'une telle carte, cette fiche comprenant des conducteurs électriques sous la forme de fils ou lamelles métalliques et un conducteur d'énergie thermique qui est isolé par rapport aux conducteurs électriques que porte la fiche et qui est réalisé en un matériau de conductibilité thermique élevée. The present invention also relates to a connection plug which can be plugged into the previous connector and is intended to be mounted on an edge of such a card, this plug comprising electrical conductors in the form of metal wires or strips and a thermal energy conductor which is insulated from the electrical conductors carried by the plug and which is made of a material with high thermal conductivity.
Les objets et caractéristiques de la présente invention appa paîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels
La figure I représente schématiquement par une coupe transversale une forme de réalisation préférée d'un connecteur selon l'invention destiné à une carte du genre encartable.The objects and characteristics of the present invention will appear more clearly on reading the following description of exemplary embodiments, said description being made in relation to the attached drawings in which
Figure I shows schematically in cross section a preferred embodiment of a connector according to the invention intended for a card of the insertable type.
La figure 2 représente schématiquement une vue en perspective du connecteur précédent. Figure 2 schematically shows a perspective view of the previous connector.
La figure 3 représente schématiquement par une vue en coupe transversale une forme préférée d'une fiche de connexion pour une carte à relier au connecteur précédent. FIG. 3 schematically represents, in a cross-sectional view, a preferred form of a connection plug for a card to be connected to the preceding connector.
La figure 4 représente schématiquement par une coupe transversale un connecteur précédent pourvu d'un système de rotation à came. Figure 4 shows schematically in cross section a previous connector provided with a cam rotation system.
Les figures 5a et 5b représentent schématiquement par une vue de dessus un connecteur pourvu d'un système de commande à translation. Figures 5a and 5b schematically show a top view of a connector provided with a translation control system.
La figure 6 représente schématiquement un système d'interconnexion électrique et thermique réalisé avec un connecteur selon l'invention. FIG. 6 schematically represents an electrical and thermal interconnection system produced with a connector according to the invention.
La figure I est une vue d'une coupe transversale selon le plan
AB de la figure 2 d'une forme préférée d'un connecteur selon l'invention.Figure I is a view of a cross section along the plane
AB of Figure 2 of a preferred form of a connector according to the invention.
Une première aile 21 longitudinale du connecteur est formée par la jonction en équerre d'une paroi 21a haute et d'une paroi 21b de base longitudinales.Cette aile est moulée en un matériau électri quement isolant. A first longitudinal wing 21 of the connector is formed by the angled junction of a wall 21a high and a wall 21b of longitudinal base. This wing is molded from an electrically insulating material.
Une rangée de conducteurs 24 de connexion électrique traverse l'épaisseur de la paroi 21b ainsi qu'une partie saillante 28 longitudinale sur la face externe de la paroi 21b. A row of electrical connection conductors 24 crosses the thickness of the wall 21b as well as a longitudinal projecting part 28 on the external face of the wall 21b.
Une seconde aile longitudin#ale 22 est formée par l'équerrage d'une paroi haute 22a et d'une paroi 22b de base longitudinales. A second longitudinal wing # ale 22 is formed by squaring a high wall 22a and a longitudinal base wall 22b.
Elle est réalisée en un matériau de conductibilité thermique élevée choisi de préférence parmi le cuivre, l'aluminium et l'acier.It is made of a material of high thermal conductivity preferably chosen from copper, aluminum and steel.
La partie 28 saillante est fixée dans un perçage 27 longitudinal de la paroi 22b. La face inférieure de la paroi 21b et la face supérieure de la paroi 22b sont appliquées l'une sur l'autre et l'extrémité latérale de la paroi 21b est jointive avec la face interne de la paroi 22a. The projecting part 28 is fixed in a longitudinal bore 27 of the wall 22b. The lower face of the wall 21b and the upper face of the wall 22b are applied one on the other and the lateral end of the wall 21b is contiguous with the internal face of the wall 22a.
L'assemblage peut se faire par tous moyens convenables, tels que des vis, des rivets, ou de la colle. Plus simplement, on peut emboîter la partie saillante 28 en la forçant dans le perçage 27 prévu dans l'équerre 22 métallique. The assembly can be done by any suitable means, such as screws, rivets, or glue. More simply, one can fit the projecting part 28 by forcing it in the hole 27 provided in the metal bracket 22.
Les conducteurs 24 de connexion sont du genre fils ou lamelles traditionnellement utilisés dans les connecteurs classiques pour connecter des cartes de circuit imprimé. On sait que ces conducteurs 24 présentent souvent une extrémité supérieure flexible qui s'appuie à l'une ou l'autre des parois longitudinales du connecteur. The connection conductors 24 are of the wire or strip type traditionally used in conventional connectors for connecting printed circuit boards. It is known that these conductors 24 often have a flexible upper end which rests on one or the other of the longitudinal walls of the connector.
Dans le cas présent c'est la partie de la paroi 21a proche de l'ouverture du connecteur prévue pour insérer une carte 30 encartable. In this case it is the part of the wall 21a close to the opening of the connector provided for inserting a card 30 insertable.
L'intervalle transversal entre la face interne de la paroi 22a et les extrémités recourbées des conducteurs 24 est calculé de façon que les conducteurs 24 flexibles soient pressés contre des conducteurs 30b portés par la carte 30 insérée dans le connecteur 20. The transverse interval between the internal face of the wall 22a and the curved ends of the conductors 24 is calculated so that the flexible conductors 24 are pressed against conductors 30b carried by the card 30 inserted in the connector 20.
Si l'insertion de la carte 30 dans le connecteur 20 doit se faire perpendiculairement au grand axe du connecteur (sens de la flèche F, fig. 2) il est prévu que celle-ci soit facilitée par des glissières élastiques 25, par exemple de profil cintré, disposées le long d'une partie de la paroi 21a longitudinale en matière isolante, de part et d'autre de la rangée des conducteurs de connexion électriques et aux deux extrémités du connecteur 20. If the insertion of the card 30 into the connector 20 must be made perpendicular to the major axis of the connector (direction of the arrow F, fig. 2) it is intended that this is facilitated by elastic slides 25, for example of curved profile, arranged along a part of the longitudinal wall 21a of insulating material, on either side of the row of electrical connection conductors and at the two ends of the connector 20.
Ces glissières 25 sont élastiques dans un sens transversal au couloir 23 longitudinal d'insertion. Elles sont réalisées de préférence lors du moulage de l'aile 21 en matière plastique ; elles pourraient être aussi constituées par une tôle mince qui serait accrochée à la paroi 21a par des vis ou des rivets. These slides 25 are elastic in a direction transverse to the longitudinal corridor 23 for insertion. They are preferably made during the molding of the wing 21 of plastic material; they could also be constituted by a thin sheet which would be hung on the wall 21a by screws or rivets.
Ce connecteur peut recevoir une carte "encartable'; par exemple du type de celle fabriquée sur une tôle d'aciertqui est recouverte au moins sur une face par une couche d'émail sur laquelle sont imprimes les conducteurs 30b électriques. Lors de son insertion dans le connecteur, le dos 30a de la carte 30 sera appliqué, sous la pression des conducteurs 24 flexibles et par les glissières 25 élastiques contre la face interne de la paroi 22a métallique. Le dos 30a de la carte comportant une surface métallique, l'énergie thermique du circuit électrique monté sur la carte sera dissipée partiellement par la tôle et partiellement transmise de la tle dans ltaile métallique 22 du connecteur. This connector can receive a "plug-in" card, for example of the type made on a sheet of steel which is covered at least on one side by a layer of enamel on which the electrical conductors 30b are printed. When inserted into the connector, the back 30a of the card 30 will be applied, under the pressure of the flexible conductors 24 and by the elastic slides 25 against the internal face of the metal wall 22a. The back 30a of the card having a metallic surface, energy the thermal circuit of the electrical circuit mounted on the card will be partially dissipated by the sheet and partially transmitted from the sheet into the metal ltaile 22 of the connector.
De cette aile 22 de l'énergie thermique peut etre véhiculée plus loin, par exemple en fixant la face externe des parois 22a et 22b contre un élément d'un bati métallique servant de collecteur thermique. De cette façon, le refroidissement de la carte et de son circuit électrique est fortement amélioré. From this wing 22 thermal energy can be conveyed further, for example by fixing the external face of the walls 22a and 22b against an element of a metal frame serving as a thermal collector. In this way, the cooling of the card and its electrical circuit is greatly improved.
La figure 3 montre que le connecteur selon lvinvention est également applicable à des cartes de type "enfichable" lorsque celles-ci sont munies d'une fiche de connexion 40 assortie au connecteur mixte précédent. FIG. 3 shows that the connector according to the invention is also applicable to cards of the "plug-in" type when these are provided with a connection plug 40 matched to the preceding mixed connector.
La fiche 40 de connexion est alors fixée de la manière repré sentée, au bord d'une carte 41 à paroi 41a métallique. Une paroi 42 isolante de la fiche 40 est appliquée sur le bord de la face portant les conducteurs 43 de la carte 41. The connection plug 40 is then fixed in the manner shown, to the edge of a card 41 with a metal wall 41a. An insulating wall 42 of the plug 40 is applied to the edge of the face carrying the conductors 43 of the card 41.
Dans des logements (non figurés) sont maintenus des conducteurs 44 de connexion électrique de la fiche 40 réalisés sous forme de tronçons de fils ou de lamelles à flexibilité contrôlée de genre connu. Des extrémités 44a de ceux-ci sont en contact, par exemple par soudage, avec les conducteurs 43 imprimés ou gravés de la carte 41. Des extrémités 44b opposées sont dirigées le long d'une face externe de la paroi 42 isolante et ancrées à celle-ci. Ainsi, ils pourront prendre contact respectivement avec les conducteurs 47 d'un connecteur 46 à paroi 48 thermique métallique du type décrit précédemment. In housings (not shown) are maintained conductors 44 for electrical connection of the plug 40 made in the form of sections of son or lamellae with controlled flexibility of known type. The ends 44a of these are in contact, for example by welding, with the printed or engraved conductors 43 of the card 41. Opposite ends 44b are directed along an external face of the insulating wall 42 and anchored to that -this. Thus, they can make contact respectively with the conductors 47 of a connector 46 with a metallic thermal wall 48 of the type described above.
La fiche -40 présente en outre une paroi 45 métallique destinée à être appliquée contre la face interne de la paroi 48 thermique du connecteur 46 lors de son insertion. La paroi 45 peut être munie de parties 45a saillantes qui sont noyées par surmoulage dans la paroi 42 isolante. Elle est fixée au dos de la paroi 41a métallique de la carte 41 par des moyens convenables tels que vis, rivets ou colle. The plug -40 also has a metal wall 45 intended to be applied against the internal face of the thermal wall 48 of the connector 46 during its insertion. The wall 45 may be provided with projecting parts 45a which are embedded by overmolding in the insulating wall 42. It is fixed to the back of the metal wall 41a of the card 41 by suitable means such as screws, rivets or glue.
Après insertion de la fiche 40 dans le connecteur 46, un contact mutuel est établi entre la paroi 45 de la fiche et la paroi 48 du connecteur 46. After inserting the plug 40 into the connector 46, mutual contact is established between the wall 45 of the plug and the wall 48 of the connector 46.
La chaleur provenant d'un fonctionnement du circuit monté sur les conducteurs 43 de la carte 41 sera ainsi transmise par la paroi 41a métallique à la paroi 45 métallique de la fiche 40, puis à la paroi 48 thermique du connecteur 46. The heat coming from an operation of the circuit mounted on the conductors 43 of the card 41 will thus be transmitted by the metallic wall 41a to the metallic wall 45 of the plug 40, then to the thermal wall 48 of the connector 46.
Le connecteur mixte décrit ci-dessus peut être équipé d'un système connu de mise en appui des conducteurs de connexion du connecteur sur les conducteurs de la carte, système analogue à ceux représentés schématiquement par les figures 4, Sa et 5b, de manière à constituer des types de connecteurs mixtes à force d'insertion nulle. The mixed connector described above can be equipped with a known system for supporting the connector connection conductors on the card conductors, a system similar to those shown diagrammatically in FIGS. 4, Sa and 5b, so as to constitute types of mixed connectors with zero insertion force.
Par exemple, on peut leur adapter un système de rotation à came 61 de genre connu (fig. 4) qui presse des extrémités flexibles supérieures de conducteurs 62 de connexion sur des conducteurs 67 imprimés ou gravés d'une carte 65 engagée dans un connecteur 60. For example, they can be adapted to a cam rotation system 61 of known type (FIG. 4) which presses flexible upper ends of connection conductors 62 onto conductors 67 printed or engraved with a card 65 engaged in a connector 60 .
La pression s'exerce alors transversalement à une paroi 63 métallique, et une face 66 métallique de la carte 65 sera donc appliquée sur une face 63a interne de la paroi 63.The pressure is then exerted transversely to a metal wall 63, and a metal face 66 of the card 65 will therefore be applied to an internal face 63a of the wall 63.
On peut aboutir au même résultat avec un système de commande à translation à rampe en dents de scie comme celui qui est représente au repos et au travail respectivement par les figures Sa et 5b. Des conducteurs 71 de connexion électrique du connecteur 70 sont poussés en direction d'une paroi 72 métallique au moyen d'une rampe 73 en dents de scie déplacée parallèlement à la paroi 72 et le long par exemple d'une paroi 74 isolante du connecteur 70. The same result can be achieved with a sawtooth ramp translation control system such as that which is shown at rest and at work respectively in FIGS. Sa and 5b. Conductors 71 for the electrical connection of the connector 70 are pushed towards a metal wall 72 by means of a sawtooth ramp 73 displaced parallel to the wall 72 and along, for example, an insulating wall 74 of the connector 70 .
Par leurs caractères à la fois électrique et thermique, les connecteurs et les fiches de connexion décrits ci-dessus sont capables de transporter simultanément de l'énergie électrique et de l'énergie thermique et d'être utilisés dans un système d'interconnexion électrique et thermique. By their electrical and thermal characteristics, the connectors and connection plugs described above are capable of simultaneously transporting electrical energy and thermal energy and of being used in an electrical interconnection system and thermal.
La figure 6 représente à titre d'exemple non limitatif un système d'interconnexion électrique et thermique dans lequel une carte "fille" 80 de surface rectangulaire, à face 81 métallique, est montée d'une part par ses bords longitudinaux dans des guide-cartes 82 et d'autre part, est fixée par un bord latéral à une fiche 83 d'un genre décrit ci-dessus. Cette fiche 83 est engagée dans un connecteur 84 mixte dont une paroi de base est appliquée sur une carte maîtresse 85 d'un type analogue à celles mentionnées page 1. Cette carte maîtresse 85 peut porter un circuit électrique sur cette même face isolée par un émail ou sur l'autre face.Les conducteurs 86 de connexion électrique du connecteur 84 traversent alors des trous dans la carte maîtresse 85 qui sont revêtus d'une couche isolante et ils sont réunis au circuit électrique directement ou par l'intermédiaire des conducteurs imprimés ou gravés sur la carte. FIG. 6 represents by way of nonlimiting example an electrical and thermal interconnection system in which a "daughter" card 80 of rectangular surface, with metal face 81, is mounted on the one hand by its longitudinal edges in guides cards 82 and on the other hand, is fixed by a lateral edge to a plug 83 of a kind described above. This plug 83 is engaged in a mixed connector 84, a base wall of which is applied to a master card 85 of a type similar to those mentioned on page 1. This master card 85 can carry an electrical circuit on this same side isolated by an enamel or on the other face. The electrical connection conductors 86 of the connector 84 then pass through holes in the master card 85 which are coated with an insulating layer and they are connected to the electrical circuit directly or via the printed conductors or engraved on the card.
Un ou plusieurs éléments métalliques tels que des pièces d'un châssis 87, 88 peuvent en outre être connectés, comme cela est représenté, à la carte maîtresse 85. One or more metallic elements such as parts of a chassis 87, 88 can also be connected, as shown, to the master card 85.
il est préférable d'employer du métal comme matériau constituant la paroi thermique du connecteur ou de la fiche assortie au connecteur. Toutefois, une paroi en un autre matériau de bonne conduction thermique tel que la céramique par exemple pourrait être également employée. it is preferable to use metal as the material constituting the thermal wall of the connector or of the plug matching the connector. However, a wall made of another material with good thermal conduction such as ceramic for example could also be used.
L'invention s'applique aisément à tous les connecteurs pour cartes de circuit imprimé du genre mentionné à la page 1, comportant notamment une surface de paroi ou une âme métallique, même si celles-ci sont protégées ou enrobées d'un film plastique ou revêtues d'une couche d'oxyde métallique électriquement isolante. The invention is easily applicable to all connectors for printed circuit boards of the kind mentioned on page 1, comprising in particular a wall surface or a metallic core, even if these are protected or coated with a plastic film or coated with an electrically insulating metal oxide layer.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7929346A FR2471059A1 (en) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | Printed circuit board connector - has thermal conducting flange contacting circuit board edge acting as heat sink |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7929346A FR2471059A1 (en) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | Printed circuit board connector - has thermal conducting flange contacting circuit board edge acting as heat sink |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2471059A1 true FR2471059A1 (en) | 1981-06-12 |
| FR2471059B1 FR2471059B1 (en) | 1983-03-11 |
Family
ID=9232207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR7929346A Granted FR2471059A1 (en) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | Printed circuit board connector - has thermal conducting flange contacting circuit board edge acting as heat sink |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2471059A1 (en) |
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Also Published As
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| FR2471059B1 (en) | 1983-03-11 |
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