FR2909428A1 - Elastic hinge for force transmission structure of motor vehicle, has intermediate armature with reliefs for transmitting force to support internal armature on sleeve when displacement of internal armature and sleeve is greater than limit - Google Patents

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Abstract

The hinge has elastic/hydro elastic dampening units e.g. elastomer trim, with a part (5A) interposed between an internal armature (1) and an intermediate armature (2), and another part (5B) interposed between the armature (2) and an external sleeve (4). The units oppose static/dynamic resistance force to any displacement of the armature (1) with respect to the sleeve. The armature (2) has rigid reliefs (3A, 3B) for transmitting force to support the armature (1) on the sleeve when the radial displacement of the armature (1) and the sleeve is greater than an operational limit.

Description

1 ARTICULATION ELASTIQUE DOTEE D'UNE STRUCTURE DE TRANSMISSION DIRECTE1 ELASTIC JOINT WITH DIRECT TRANSMISSION STRUCTURE

D'EFFORT SELECTIVEMENT OPERATIONNELLE.  SELECTIVELY OPERATIONAL EFFORT.

L'invention concerne, de façon générale, les techniques de maîtrise des vibrations, et en particulier une articulation élastique conçue pour assembler deux pièces d'une structure de transmission d'efforts, notamment d'un véhicule à moteur, et pour amortir les vibrations transmises de l'une de ces pièces à l'autre. Plus précisément, l'invention concerne une articulation élastique présentant des première et seconde extrémités axiales espacées l'une de l'autre le long d'un axe longitudinal, et comprenant au moins, à distance radiale croissante de cet axe, une armature interne, une armature intermédiaire et un manchon externe, cette articulation comprenant en outre des moyens d'amortissement élastique et / ou hydro-élastique interposés d'une part entre l'armature interne et l'armature intermédiaire, et d'autre part entre cette armature intermédiaire et le manchon externe, ces moyens d'amortissement étant conçus pour opposer une force résistante statique et / ou dynamique à tout déplacement relatif, perpendiculairement à l'axe longitudinal, de l'armature interne par rapport au manchon externe. Des articulations de ce type sont notamment décrites dans les documents de brevet FR 2 853 379 et FR 2 830 911.  The invention relates, in general, to vibration control techniques, and in particular to an elastic articulation designed to assemble two parts of a force transmission structure, in particular of a motor vehicle, and to dampen the vibrations. transmitted from one of these rooms to another. More specifically, the invention relates to an elastic hinge having first and second axial ends spaced apart from one another along a longitudinal axis, and comprising at least, at increasing radial distance from this axis, an internal reinforcement, an intermediate reinforcement and an outer sleeve, this articulation further comprising elastic and / or hydro-elastic damping means interposed on the one hand between the internal reinforcement and the intermediate reinforcement, and on the other hand between this intermediate reinforcement and the outer sleeve, these damping means being designed to oppose a static and / or dynamic resistance force to any relative displacement, perpendicular to the longitudinal axis, of the inner armature relative to the outer sleeve. Articulations of this type are described in particular in patent documents FR 2 853 379 and FR 2 830 911.

Dans certaines applications, les moyens d'amortissement sont exclusivement constitués d'une garniture de matériau élastomère, dont les déformations engendrent une force de résistance élastique au déplacement relatif radial de l'armature interne par rapport au manchon externe.  In some applications, the damping means consist exclusively of a lining of elastomeric material, the deformations of which generate an elastic resistance force to the radial relative displacement of the inner armature relative to the outer sleeve.

2909428 2 Dans d'autres applications, et comme le montrent les documents antérieurs précités, les moyens d'amortissement comprennent, en plus d'une garniture élastomère, des chambres remplies d'un liquide, dont la circulation à 5 l'intérieur de l'articulation oppose une force de résistance dynamique au déplacement relatif radial de l'armature interne par rapport au manchon externe. L'invention, qui est indifféremment applicable à l'un et à l'autre de ces deux types d'articulations, a 10 pour but de proposer une articulation utilisable dans des conditions extrêmes avec un risque minimal de détérioration et de dommage irréversible. A cette fin, l'articulation de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne 15 le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que l'armature intermédiaire présente une forme générale cylindrique complétée par une pluralité de reliefs rigides conformés et disposés pour transmettre une force d'appui de l'armature interne sur le manchon 20 externe en cas de déplacement relatif radial, supérieur à une limite fonctionnelle, de cette armature interne et de ce manchon externe. De préférence, les reliefs rigides de l'armature intermédiaire comprennent des reliefs internes 25 sensiblement radiaux, pointant vers l'armature interne. De manière également avantageuse, les reliefs rigides de l'armature intermédiaire comprennent aussi des reliefs externes sensiblement radiaux, pointant vers le manchon externe.In other applications, and as shown in the foregoing prior art documents, the damping means comprise, in addition to an elastomeric lining, chambers filled with a liquid, the circulation of which in the interior of the chamber is complete. articulation opposes a dynamic resistance force to the radial relative displacement of the inner armature relative to the outer sleeve. The invention, which is indifferently applicable to either of these two types of joints, is intended to provide a hinge that can be used under extreme conditions with minimal risk of damage and irreversible damage. To this end, the articulation of the invention, moreover in accordance with the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that the intermediate reinforcement has a generally cylindrical shape supplemented by a plurality of rigid reliefs shaped and arranged to transmit a bearing force of the inner armature on the outer sleeve 20 in case of relative radial displacement, greater than a functional limit, of this inner armature and this outer sleeve. Preferably, the rigid reliefs of the intermediate reinforcement comprise substantially radial internal reliefs 25, pointing towards the internal reinforcement. Also advantageously, the rigid reliefs of the intermediate reinforcement also comprise substantially radial external projections, pointing towards the outer sleeve.

30 Chacun des reliefs rigides de l'armature intermédiaire est par exemple disposé de façon sensiblement symétrique de part et d'autre d'un plan médian transversal, situé à mi-distance entre les première et seconde extrémités axiales de l'articulation.Each of the rigid reliefs of the intermediate reinforcement is for example disposed substantially symmetrically on either side of a transverse median plane located midway between the first and second axial ends of the joint.

2909428 3 Par ailleurs, les reliefs rigides de l'armature intermédiaire sont de préférence régulièrement disposés autour de l'axe longitudinal de l'articulation. Les reliefs rigides de l'armature intermédiaire 5 peuvent par exemple être répartis en deux groupes dont les reliefs respectifs sont diamétralement opposés l'un à l'autre par rapport à l'axe :Longitudinal de l'articulation. Il est également judicieux de prévoir que les 10 reliefs rigides internes et externes de l'armature intermédiaire forment des couples de reliefs radiaux occupant la même position angulaire autour de l'axe longitudinal de l'articulation. Dans le cas où l'armature interne et le manchon 15 externe doivent disposer d'une liberté de pivotement relatif relativement limitée, les reliefs rigides de l'armature intermédiaire peuvent avantageusement s'étendre, le long de l'axe longitudinal, sur une longueur au moins égale à la moitié de la distance 20 séparant les première et seconde extrémités axiales de l'articulation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement 25 limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une articulation conforme à un mode de réalisation possible de l'invention; 30 - la figure 2 est une vue en coupe transversale de l'articulation illustrée à la figure 1, cette coupe étant réalisée suivant le plan repéré par les flèches II-II de la figure 1; et - la figure 3 est une vue en coupe axiale de 35 l'articulation illustrée à la figure 1, cette coupe étant 2909428 4 réalisée suivant le plan repéré par les flèches III-III de la figure 2. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne une articulation élastique présentant des extrémités axiales 5 B et H espacées l'une de l'autre le long d'un axe longitudinal Y et par convention respectivement désignées comme inférieure et supérieure. Comme le montre la figure 1, cette articulation comprend au moins, à distance radiale croissante de cet 10 axe Y, une armature interne 1, une armature intermédiaire 2, et un manchon externe 4. Les dénominations "armature interne", "armature intermédiaire", et "manchon externe" utilisées dans la présente description doivent être interprétées non pas de 15 manière absolue, mais de manière seulement relative, en comprenant que l'armature interne est radialement plus interne que l'armature intermédiaire, cette dernière étant elle-même radialement plus interne que le manchon externe.Furthermore, the rigid reliefs of the intermediate frame are preferably regularly arranged around the longitudinal axis of the hinge. The rigid reliefs of the intermediate frame 5 may for example be divided into two groups whose respective reliefs are diametrically opposed to each other with respect to the axis: Longitudinal of the joint. It is also wise to provide that the rigid inner and outer reliefs of the intermediate frame form pairs of radial reliefs occupying the same angular position about the longitudinal axis of the joint. In the case where the internal reinforcement and the outer sleeve must have a relatively limited relative pivoting freedom, the rigid reliefs of the intermediate reinforcement may advantageously extend, along the longitudinal axis, over a length at least equal to half the distance separating the first and second axial ends of the joint. Other features and advantages of the invention will emerge clearly from the description which is given below, by way of indication and in no way limitative, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is an axial sectional view a hinge according to a possible embodiment of the invention; FIG. 2 is a cross-sectional view of the articulation illustrated in FIG. 1, this section being taken along the plane indicated by the arrows II-II of FIG. 1; and FIG. 3 is a view in axial section of the articulation illustrated in FIG. 1, this section being taken along the plane indicated by the arrows III-III of FIG. 2. As previously announced, the invention relates to an elastic hinge having axial ends B and H spaced from each other along a longitudinal axis Y and by convention respectively designated as lower and upper. As shown in FIG. 1, this articulation comprises at least, at increasing radial distance from this axis Y, an internal reinforcement 1, an intermediate reinforcement 2, and an outer sleeve 4. The names "internal reinforcement", "intermediate reinforcement" , and "outer sleeve" used in the present description should be interpreted not in an absolute manner, but only in a relative manner, understanding that the inner armature is radially more internal than the intermediate armature, the latter being itself radially more internal than the outer sleeve.

20 En revanche, ces dénominations n'excluent nullement le fait que l'articulation concernée puisse comprendre une ou plusieurs autres pièces radialement plus internes que l'armature interne, ou radialement plus externes que le manchon externe.On the other hand, these designations do not exclude the fact that the joint concerned may comprise one or more other parts radially more internal than the internal reinforcement, or radially more external than the outer sleeve.

25 Cette articulation comprend par ailleurs des moyens d'amortissement au moins formés d'une garniture élastomère dont une partie 5A est interposée entre l'armature interne 1 et l'armature intermédiaire 2, et dont une autre partie 5B est interposée entre cette 30 armature intermédiaire 2 et le manchon externe 4. Comme décrit dans les documents d'art antérieur précités, ces moyens d'amortissement peuvent être de nature non pas seulement élastique, mais hydro-élastique, et comprendre au moins deux chambres de fluide 35 hydraulique communiquant l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un canal ou de plusieurs canaux.This articulation also comprises damping means at least formed of an elastomer lining, a part 5A of which is interposed between the internal reinforcement 1 and the intermediate reinforcement 2, and of which another part 5B is interposed between this reinforcement. intermediate 2 and the outer sleeve 4. As described in the aforementioned prior art documents, these damping means may be of a nature not only elastic, but hydro-elastic, and comprise at least two hydraulic fluid chambers communicating with each other. with each other via a channel or multiple channels.

2909428 5 Dans tous les cas, ces moyens d'amortissement sont conçus pour opposer une force résistante statique et / ou dynamique à tout déplacement relatif, perpendiculairement à l'axe longitudinal Y, de l'armature interne 1 par 5 rapport au manchon externe 4. Dans une articulation conforme à l'invention, l'armature intermédiaire 2 présente une forme générale cylindrique, complétée par une pluralité de reliefs rigides tels que 3A et 3B.In all cases, these damping means are designed to oppose a static and / or dynamic resistance force to any relative displacement, perpendicular to the longitudinal axis Y, of the inner armature 1 with respect to the outer sleeve 4. In a hinge according to the invention, the intermediate frame 2 has a generally cylindrical shape, supplemented by a plurality of rigid reliefs such as 3A and 3B.

10 Ces reliefs ont pour fonction de transmettre une force d'appui de l'armature interne 1 sur le manchon externe 4, lorsque cette armature 1 et ce manchon 4 subissent, suivant une direction radiale par rapport à l'axe Y, un déplacement relatif d'une amplitude 15 supérieure à une limite fonctionnelle déterminée. Les reliefs rigides de l'armature intermédiaire 2, qui sont conformés et disposés pour remplir cette fonction, comprennent par exemple (figure 2) des reliefs internes 3A, qui sont sensiblement radiaux et qui 20 pointent vers l'armature interne 1, et des reliefs externes 3B, qui sont eux-mêmes sensiblement radiaux mais qui pointent vers le manchon externe 4. Comme le montre la figure 1, chacun des reliefs rigides 3A et 3B est disposé de façon sensiblement 25 symétrique de part et d'autre du plan transversal médian P de l'articulation, c'est-à-dire du plan. qui coupe transversalement l'axe longitudinal Y à mi-distance entre les extrémités axiales B et H de cette articulation. Les reliefs internes 3A forment un premier groupe de 30 reliefs régulièrement disposés autour de l'axe longitudinal Y de l'articulation, ce groupe comprenant par exemple deux reliefs diamétralement opposés l'un à l'autre par rapport à cet axe Y. De même, les reliefs externes 3B forment un deuxième 35 groupe de reliefs régulièrement disposés autour de l'axe longitudinal Y de l'articulation, ce groupe comprenant 2909428 6 par exemple deux reliefs diamétralement opposés l'un à l'autre par rapport à cet axe Y. De plus (figure 2), chaque relief interne 3A forme avantageusement, avec un relief externe 3B correspondant, 5 un couple de reliefs radiaux occupant la même position angulaire autour de l'axe longitudinal Y de l'articulation. En d'autres termes, il peut être préférable de faire en sorte que les reliefs 3A et 3B se correspondent, au 10 lieu d'être décalés angulairement les ur.Ls par rapport aux autres. Les mouvements relatifs de l'armature interne 1 et du manchon externe 4 peuvent inclure un pivotement relatif autour de l'axe X de la figure 2, cet axe étant 15 perpendiculaire à l'axe longitudinal Y et appartenant au plan médian P de l'articulation. Néanmoins, il peut être souhaitable de réduire ou au contraire d'augmenter la valeur de l'amplitude autorisée de ce mouvement de pivotement.These reliefs have the function of transmitting a bearing force of the inner armature 1 on the outer sleeve 4, when this armature 1 and this sleeve 4 undergo, in a radial direction relative to the Y axis, a relative displacement. of an amplitude greater than a determined functional limit. The rigid reliefs of the intermediate reinforcement 2, which are shaped and arranged to fulfill this function, comprise for example (FIG. 2) internal reliefs 3A, which are substantially radial and which point towards the internal reinforcement 1, and reliefs 3B, which are themselves substantially radial but which point to the outer sleeve 4. As shown in Figure 1, each of the rigid reliefs 3A and 3B is disposed substantially symmetrically on either side of the median transverse plane P of the articulation, that is to say of the plane. which crosses the longitudinal axis Y halfway between the axial ends B and H of this articulation. The internal reliefs 3A form a first group of 30 reliefs regularly arranged around the longitudinal axis Y of the articulation, this group comprising for example two reliefs diametrically opposite to each other with respect to this axis Y. Similarly the external reliefs 3B form a second group of reliefs regularly arranged around the longitudinal axis Y of the articulation, this group comprising, for example, two reliefs diametrically opposite each other with respect to this axis Y In addition (FIG. 2), each internal relief 3A advantageously forms, with an associated external relief 3B, a pair of radial reliefs occupying the same angular position around the longitudinal axis Y of the articulation. In other words, it may be preferable to make the reliefs 3A and 3B correspond, instead of angularly shifting the urs relative to each other. The relative movements of the inner armature 1 and the outer sleeve 4 may include a relative pivot about the X axis of FIG. 2, this axis being perpendicular to the longitudinal axis Y and belonging to the median plane P of the joint. Nevertheless, it may be desirable to reduce or on the contrary increase the value of the authorized amplitude of this pivoting movement.

20 Dans le cas où une valeur faible de débattement angulaire de l'armature interne 1 et du manchon externe 4 est souhaitée, il est possible de prévoir que les reliefs rigides 3A et 3B s'étendent, le long de l'axe longitudinal Y, sur une longueur égale ou supérieure à la 25 moitié de la distance qui sépare les extrémités axiales B et H de l'articulation (figure 1), cette distance étant prise sur le plus court des éléments que constituent l'armature interne 1 et le manchon externe 4. En revanche, dans le cas où une valeur importante de 30 débattement angulaire de l'armature interne 1 et du manchon externe 4 est souhaitée, il est possible de prévoir que les reliefs rigides 3A et 3B s'étendent, le long de l'axe longitudinal Y, sur une longueur égale ou inférieure à la moitié de la distance qui sépare les 35 extrémités axiales B et H de l'articulation (non représenté).In the case where a low value of angular displacement of the inner reinforcement 1 and the outer sleeve 4 is desired, it is possible to provide that the rigid reliefs 3A and 3B extend along the longitudinal axis Y, over a length equal to or greater than half the distance separating the axial ends B and H of the joint (FIG. 1), this distance being taken on the shortest of the elements constituted by the internal reinforcement 1 and the sleeve On the other hand, in the case where a large angular displacement value of the internal reinforcement 1 and the outer sleeve 4 is desired, it is possible to provide that the rigid reliefs 3A and 3B extend along the the longitudinal axis Y, over a length equal to or less than half the distance between the axial ends B and H of the hinge (not shown).

2909428 7 Dans un mode de réalisation optimisé au plan industriel, les reliefs 3A et 3B peuvent être formés d'une seule pièce avec l'armature interméd=_aire 2, par exemple par moulage d'un matériau polymère, d'un alliage, 5 ou d'un métal tel que l'aluminium.In an industrially optimized embodiment, the reliefs 3A and 3B may be integrally formed with the intermediate reinforcement 2, for example by molding a polymeric material, an alloy, or the like. or a metal such as aluminum.

Claims (10)

REVENDICATIONS . 1. Articulation élastique présentant des première et seconde extrémités axiales (B, H) espacées l'une de l'autre le long d'un axe longitudinal (Y), et comprenant au moins, à distance radiale croissante de cet axe, une armature interne (1), une armature intermédiaire (2) et un manchon externe (4), cette articulation comprenant en outre des moyens d'amortissement élastique et. / ou hydroélastique (5A, 5B) interposés d'une part entre l'armature interne (1) et l'armature intermédiaire (2), et d'autre part entre cette armature intermédiaire (2) et le manchon externe (4), ces moyens d'amortissement étant. conçus pour opposer une force résistante statique et / ou dynamique à tout déplacement relatif, perpendiculairement à l'axe longitudinal, de l'armature interne (1) par rapport au manchon externe, caractérisée en ce que l'armature intermédiaire (2) présente une forme générale cylindrique complétée par une pluralité de reliefs rigides (3A, 3B) conformés et disposés pour transmettre une force d'appui de l'armature interne (1) sur le manchon externe (4) en cas de déplacement relatif radial, supérieur à une limite fonctionnelle, de cette armature interne (1) et de ce manchon externe (4).  . 1. Elastic articulation having first and second axial ends (B, H) spaced apart from one another along a longitudinal axis (Y), and comprising at least, at increasing radial distance from this axis, an armature internal (1), an intermediate frame (2) and an outer sleeve (4), this hinge further comprising elastic damping means and. or hydroelastic (5A, 5B) interposed on the one hand between the internal reinforcement (1) and the intermediate reinforcement (2), and on the other hand between this intermediate reinforcement (2) and the outer sleeve (4), these damping means being. designed to oppose a static and / or dynamic resistance force to any relative displacement, perpendicular to the longitudinal axis, of the inner armature (1) with respect to the outer sleeve, characterized in that the intermediate armature (2) has a cylindrical general shape completed by a plurality of rigid reliefs (3A, 3B) shaped and arranged to transmit a bearing force of the inner armature (1) on the outer sleeve (4) in case of radial relative displacement, greater than one functional limit, of this inner armature (1) and of this outer sleeve (4). 2. Articulation élastique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les reliefs rigides de l'armature intermédiaire (2) comprennent des reliefs internes sensiblement radiaux (3A), pointant vers l'armature interne (1).  2. Elastic joint according to claim 1, characterized in that the rigid reliefs of the intermediate frame (2) comprise substantially radial internal reliefs (3A), pointing to the inner frame (1). 3. Articulation élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les reliefs rigides de l'armature intermédiaire (2) comprennent des reliefs externes sensiblement radiaux (3B), pointant vers le manchon externe (4). 2909428 9  3. Elastic joint according to any one of the preceding claims, characterized in that the rigid reliefs of the intermediate frame (2) comprise substantially radial external reliefs (3B), pointing to the outer sleeve (4). 2909428 9 4. Articulation élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacun des reliefs rigides (3A, 3B) de l'armature intermédiaire (2) est disposé de façon sensiblement 5 symétrique de part et d'autre d'un plan médian transversal, situé à mi-distance entre les première et seconde extrémités axiales (B, H) de l'articulation.  4. Elastic joint according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the rigid reliefs (3A, 3B) of the intermediate reinforcement (2) is arranged substantially symmetrically on either side of a median transverse plane, located midway between the first and second axial ends (B, H) of the joint. 5. Articulation élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que 10 les reliefs rigides (3A, 3B) de l'armature intermédiaire (2) sont régulièrement disposés autour de l'axe longitudinal (Y) de l'articulation.  5. Elastic joint according to any one of the preceding claims, characterized in that the rigid reliefs (3A, 3B) of the intermediate frame (2) are regularly arranged around the longitudinal axis (Y) of the joint . 6. Articulation élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que 15 les reliefs rigides (3A, 3B) de l'armature intermédiaire (2) sont répartis en deux groupes dont les reliefs respectifs sont diamétralement opposés l'un à l'autre par rapport à l'axe longitudinal (Y) de l'articulation.  6. Elastic joint according to any one of the preceding claims, characterized in that the rigid reliefs (3A, 3B) of the intermediate reinforcement (2) are divided into two groups whose respective reliefs are diametrically opposed to each other. the other relative to the longitudinal axis (Y) of the joint. 7. Articulation élastique suivant l'une quelconque 20 des revendications précédentes combinée aux revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les reliefs rigides internes et externes (3A, 3B) de l'armature intermédiaire (2) forment des couples de reliefs radiaux occupant la même position angulaire autour de l'axe 25 longitudinal (Y) de l'articulation.  7. Elastic joint according to any one of the preceding claims combined with claims 2 and 3, characterized in that the internal and external rigid reliefs (3A, 3B) of the intermediate reinforcement (2) form pairs of radial reliefs occupying the same angular position about the longitudinal axis (Y) of the joint. 8. Articulation élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les reliefs rigides (3A, 3B) de l'armature intermédiaire (2) s'étendent, le long de l'axe longitudinal (Y), sur 30 une longueur au moins égale à la moitié de la distance séparant les première et seconde extrémités axiales (B, H) de l'articulation.  8. Elastic joint according to any one of the preceding claims, characterized in that the rigid reliefs (3A, 3B) of the intermediate reinforcement (2) extend, along the longitudinal axis (Y), over 30 a length at least equal to half the distance separating the first and second axial ends (B, H) of the joint. 9. Articulation élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que 35 les reliefs rigides (3A, 3B) et l'armature intermédiaire (2) forment une seule pièce. 2909428 10  9. Elastic joint according to any one of the preceding claims, characterized in that the rigid reliefs (3A, 3B) and the intermediate reinforcement (2) form a single piece. 2909428 10 10. Articulation élastique suivant. la revendication 9, caractérisée en ce que les reliefs rigides (3A, 3B) et l'armature intermédiaire (2) sont réalisés par moulage. 5  10. Elastic joint following. claim 9, characterized in that the rigid reliefs (3A, 3B) and the intermediate reinforcement (2) are made by molding. 5
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