FR3110660A1 - Dispositif de raccordement entre deux conduits présentant deux zones de contact concentriques - Google Patents
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Abstract
Dispositif de raccordement entre deux conduits présentant deux zones de contact concentriques L'invention a pour objet un dispositif de raccordement comportant une partie mâle présentant une forme en saillie (24), une partie femelle (12) présentant une forme en creux (34) configurée pour loger la forme en saillie (24) ainsi qu’un système de bridage pour maintenir les parties mâle et femelle (10, 12) raccordées. Selon l’invention, les formes en saillie ou en creux (24, 34) comprennent une nervure (44) et une rainure (46) configurées de manière à que, lorsque les parties mâle et femelle (10, 12) sont juste en contact, des premier et deuxième flancs (44.1, 44.2) inclinés de la nervure (44) sont en contact respectivement avec des premier et deuxième flancs (46.1, 46.2) inclinés de la rainure (46) au niveau de première et deuxième zones de contact (Z1, Z2) espacées. Cette solution permet d’obtenir un dispositif de raccordement, sans joint rapporté, présentant une étanchéité accrue. Figure 6
Description
La présente demande se rapporte à un dispositif de raccordement entre deux conduits présentant deux zones de contact concentriques.
Selon un mode de réalisation de l’art antérieur, un dispositif de raccordement comprend un premier raccord tubulaire métallique comportant une première face transversale à une de ses extrémités, un deuxième raccord tubulaire métallique comportant une deuxième face transversale à une de ses extrémités ainsi qu’un système de bridage permettant de maintenir les première et deuxième faces transversales rapprochées ainsi que les premier et deuxième raccords tubulaires dans la continuité l’un de l’autre.
Pour assurer l’étanchéité, le dispositif de raccordement comprend un joint d’étanchéité, en matière plastique, rapporté et comprimé entre les première et deuxième faces transversales.
Un tel joint d’étanchéité peut s’altérer au fil du temps et être moins étanche. De plus, sa présence génère un interstice, entre les premier et deuxième raccords tubulaires, dans lequel peut stagner le liquide canalisé et se développer des germes susceptibles de contaminer le liquide canalisé.
Afin de remédier à ces problèmes, le document EP1196703 décrit un dispositif de raccordement, sans joint d’étanchéité rapporté, qui présente un premier raccord tubulaire dit raccord mâle comportant une forme en saillie par rapport à la première face transversale ainsi qu’un deuxième raccord tubulaire dit raccord femelle comportant une forme en creux, au niveau de la deuxième face transversale, configurée pour loger la forme en saillie.
Cette dernière comprend une première face latérale cylindrique ainsi qu’une face frontale. En parallèle, la forme en creux comprend une deuxième face latérale cylindrique ainsi qu’un fond configuré pour coopérer avec la face frontale. La première face latérale présente un diamètre inférieur à celui de la deuxième face latérale pour permettre à la forme saillante d’être insérée dans la forme en creux.
La face frontale de la forme en saillie comprend une première nervure périphérique, espacée du conduit du raccord mâle, et une deuxième nervure périphérique séparée de la première nervure périphérique par une gorge périphérique. Selon une configuration, les première et deuxième nervures ainsi que la gorge ont des sections transversales arrondies formant un double S.
En parallèle, le fond de la forme en creux comprend une lèvre périphérique adjacente au conduit du raccord femelle, une première gorge périphérique configurée pour loger la première nervure, une deuxième gorge périphérique configurée pour loger la deuxième nervure et séparée de la première gorge périphérique par une nervure périphérique. Selon une configuration, les première et deuxième gorges ainsi que la nervure ont des sections transversales arrondies formant un double S.
Lorsque la forme en saillie est insérée dans la forme en creux et que la face frontale est en contact avec le fond, la zone de contact entre la face frontale et le fond forme une unique couronne de faible largeur, inférieure à 1 mm, adjacente au conduit. Ainsi, seule une partie de la première nervure de la face frontale est en contact avec la lèvre et une partie de la première gorge du fond.
Même si cette solution permet de supprimer le joint, elle n’est pas pleinement satisfaisante car la lèvre du fond et/ou la première nervure de la face frontale peuvent être endommagées lors de la fabrication, par exemple en cas de choc. Du fait que l’étanchéité résulte d’une zone de contact en forme d’une unique couronne de faible largeur, l’étanchéité est nécessairement altérée en cas d’endommagement de la lèvre du fond et/ou de la première nervure de la face frontale.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de raccordement comportant une partie mâle présentant une première paroi tubulaire intérieure et une forme en saillie, une partie femelle présentant une deuxième paroi tubulaire intérieure et une forme en creux configurée pour loger la forme en saillie ainsi qu’un système de bridage configuré pour maintenir les première et deuxième parois tubulaires intérieures dans le prolongement l’une de l’autre. En complément, la forme en saillie entoure la première paroi tubulaire intérieure et présente une première surface latérale ainsi qu’une surface frontale. En parallèle, la forme en creux entoure la deuxième paroi tubulaire intérieure et présente une deuxième surface latérale ainsi qu’un fond. Pour assurer l’étanchéité, la surface frontale (ou le fond) comprend une nervure circulaire, ayant une section trapézoïdale et délimitée par des premier et deuxième flancs inclinés ainsi que par une face centrale reliant les premier et deuxième flancs. En parallèle, le fond (ou la surface frontale) comprend une rainure, circulaire, ayant une section trapézoïdale, configurée pour coopérer avec la nervure et délimitée par des premier et deuxième flancs inclinés ainsi que par une face centrale reliant les premier et deuxième flancs.
Selon l’invention, la nervure et la rainure sont configurées de sorte que, lorsque les parties mâle et femelle sont juste en contact :
- le premier flanc de la nervure est en contact avec le premier flanc de la rainure au niveau d’une première zone de contact,
- le deuxième flanc de la nervure est en contact avec le deuxième flanc de la rainure au niveau d’une deuxième zone de contact,
- les faces centrales de la nervure et de la rainure sont espacées, et
- les zones de la surface frontale et du fond jouxtant la nervure et la rainure sont également espacées.
Cette solution permet d’obtenir un dispositif de raccordement, sans joint rapporté, qui présente une étanchéité élevée, et ce même à hautes pressions.
Selon une autre caractéristique, les premiers et deuxièmes flancs de la nervure et de la rainure sont configurés de sorte que plus la forme en saillie est insérée dans la forme en creux plus les première et deuxième zones de contact ont des largeurs importantes.
Selon une autre caractéristique, la rainure présente une hauteur supérieure à celle de la nervure.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l’invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels :
Comme illustré sur la figure 1, un dispositif de raccordement comprend une première partie, appelée par la suite partie mâle 10, comportant un premier tube 10T, délimité par une première paroi tubulaire intérieure S10, présentant un axe A10 et un diamètre intérieur D10 ; ainsi qu’une deuxième partie, appelée par la suite partie femelle 12, comportant un deuxième tube 12T, délimité par une deuxième paroi tubulaire intérieure S12, présentant un axe A12 et un diamètre intérieur D12 approximativement identique au diamètre intérieur D10 du premier tube 10T.
Lorsque le dispositif de raccordement est à l’état raccordé, comme illustré sur la figure 1, les premier et deuxième tubes 10T, 12T sont coaxiaux.
Pour la suite de la description, une direction longitudinale est parallèle à l’axe A10 ou A12. Une direction radiale est perpendiculaire à l’axe A10 ou A12. Un plan longitudinal est un plan passant par l’axe A10 ou A12. Un plan transversal est un plan perpendiculaire à l’axe A10 ou A12.
La partie mâle 10 comprend une première extrémité 10.1 orientée vers la partie femelle 12 en fonctionnement et une deuxième extrémité 10.2 prolongée ou reliée à un premier conduit (non représenté). La partie femelle 12 comprend une première extrémité 12.1 orientée vers la partie mâle 10 en fonctionnement et une deuxième extrémité 12.2 prolongée ou reliée à un deuxième conduit (non représenté).
Selon un mode de réalisation, la partie mâle 10 comprend une première face transversale 14, légèrement espacée de la première extrémité 10.1, orientée vers la partie femelle 12 en fonctionnement. En parallèle, la partie femelle 12 comprend une deuxième face transversale 16 orientée vers la partie mâle 10 en fonctionnement.
Le dispositif de raccordement comprend un système de bridage 18 permettant de maintenir les première et deuxième faces transversales 14, 16 rapprochées ainsi que les premier et deuxième tubes 10T, 12T dans la continuité l’un de l’autre.
Selon un mode de réalisation, la partie mâle 10 comprend une première collerette 20 dont une face forme la première face transversale 14. En parallèle, la partie femelle 12 comprend une deuxième collerette 22 dont une face forme la deuxième face transversale 16.
Selon une configuration, le système de bridage 18 comprend un collier de serrage enserrant les première et deuxième collerettes 20, 22 et les poussant l’une vers l’autre.
Selon une autre configuration illustrée dans le document EP1196703, le système de bridage comprend un écrou entourant les première et deuxième collerettes 20, 22, présentant une butée en appui contre l’une d’elles et se vissant sur l’autre.
Selon une autre configuration, le système de bridage comprend plusieurs boulons, orientés longitudinalement, traversant les première et deuxième collerettes 20, 22 et répartis sur leurs périphéries.
Les première et deuxième collerettes 20, 22 ainsi que les systèmes de bridage ne sont pas plus décrits car ils sont connus de l’homme du métier.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ces configurations pour le système de bridage 18. D’autres solutions sont envisageables. Quel que soit le mode de réalisation, le système de bridage 18 est configuré pour maintenir les première et deuxième parois tubulaires intérieures S10, S12 dans le prolongement l’une de l’autre et pour générer, sur au moins une des parties mâle et femelle 10, 12, un effort qui comprend une composante longitudinale les plaquant l’une contre l’autre. Ainsi, le système de bridage 18 génère au moins un effort longitudinal tendant à plaquer les parties mâle et femelle 10, 12 l’une contre l’autre, cet ou ces efforts étant réparti(s) de manière homogène sur toute la circonférence des premier et deuxième tubes 10T, 12T et étant sensiblement proportionnel(s) à un effort de serrage du système de bridage 18.
La partie mâle 10 comprend une forme en saillie 24 prévue au niveau de sa première extrémité 10.1, entourant la première paroi tubulaire intérieure S10 du premier tube 10T, présentant une première surface latérale 26 cylindrique et une surface frontale 28. La première surface latérale 26 est cylindrique et coaxiale à l’axe A10. La surface frontale 28 forme une couronne entourant la première paroi tubulaire intérieure S10 du premier tube 10T, positionnée dans un plan transversal. Selon une configuration, la forme en saillie 24 est en saillie par rapport à la première face transversale 14.
Selon un mode de réalisation, la surface frontale 28 et la première surface latérale 26 sont reliées par un arrondi 30 présentant un premier rayon de courbure. La première surface latérale 26 et la première face transversale 14 sont reliées par un congé 32 présentant un rayon de courbure sensiblement égal au premier rayon de courbure.
La partie femelle 12 comprend une forme en creux 34, prévue au niveau de sa première extrémité 12.1, entourant la deuxième paroi tubulaire intérieure S12 du deuxième tube 12T, configurée pour loger la forme en saillie 24, présentant une deuxième surface latérale 36 cylindrique et un fond 38. La deuxième surface latérale 36 est cylindrique et coaxiale à l’axe A12. Le fond 38 forme une couronne entourant la deuxième paroi tubulaire intérieure S12 du deuxième tube 12T, positionnée dans un plan transversal.
Selon un mode de réalisation, le fond 38 et la deuxième surface latérale 36 sont reliés par un congé 40 présentant un deuxième rayon de courbure. La deuxième surface latérale 36 et la deuxième face transversale 16 sont reliées par un arrondi 42 présentant un rayon de courbure sensiblement égal au deuxième rayon de courbure.
Selon une configuration, les premier et deuxième rayons de courbure sont sensiblement identiques. Selon un mode de réalisation, le premier ou deuxième rayon de courbure est égal à environ 1 mm.
La deuxième surface latérale 36 de la forme en creux 34 a un diamètre D36 égal ou très légèrement supérieur au diamètre D26 de la première surface latérale 26 de la forme en saillie 24. Par légèrement supérieur, on entend que la différence entre les diamètres des première et deuxième surfaces latérales 26, 36 est inférieure ou égale à 1 mm et de préférence de l’ordre 0,5 mm.
Cette faible différence entre les diamètres des première et deuxième surfaces latérales 26, 36 permet d’obtenir un centrage de la partie mâle 10 par rapport à la partie femelle 12 lors de l’insertion de la forme en saillie 24 dans la forme en creux 30. La présence d’un premier arrondi 30 reliant la surface frontale 28 et la première surface latérale 26 de la forme en saillie 24 ainsi que d’un deuxième arrondi 42 reliant la deuxième face transversale 16 et la deuxième surface latérale 36 de la forme en creux 34 favorise le centrage des parties mâle et femelle 10, 12.
Selon un mode de réalisation, la première ou deuxième paroi tubulaire intérieure S10, S12 du premier ou du deuxième tube 10T, 12T a un diamètre de l’ordre de 35,4 mm. Dans ce cas, la deuxième surface latérale 36 de la forme en creux 34 a un diamètre de l’ordre de 44 mm. Plus généralement, la deuxième surface latérale 36 de la forme en creux 34 présente un diamètre compris entre 1,2 et 1,4 fois le diamètre intérieur du premier ou deuxième tube 10T, 12T.
La surface frontale 28 comprend une nervure 44, en saillie par rapport à la surface frontale 28, circulaire, ayant une section trapézoïdale. En complément, le fond 38 de la forme en creux 34 comprend une rainure 46, en creux par rapport au fond 38, circulaire, ayant une section trapézoïdale, configurée pour coopérer avec la nervure 44.
La nervure 44 est délimitée par des premier et deuxième flancs 44.1, 44.2 inclinés ainsi que par une face centrale 44.3 reliant les premier et deuxième flancs 44.1, 44.2. La face centrale 44.3 est reliée aux premier et deuxième flancs 44.1, 44.2 par un arrondi présentant un rayon de courbure de l’ordre de 0,4 mm. Les premier et deuxième flancs 44.1, 44.2 forment avec la face centrale 44.3 des angles identiques, compris entre 45 et 60°.
La rainure 46 est délimitée par des premier et deuxième flancs 46.1, 46.2 inclinés ainsi que par une face centrale 46.3 reliant les premier et deuxième flancs 46.1, 46.2. La face centrale 46.3 est reliée aux premier et deuxième flancs 46.1, 46.2 par un arrondi présentant un rayon de courbure de l’ordre de 0,4 mm. Les premier et deuxième flancs 46.1, 46.2 forment avec la face centrale 46.3 des angles identiques, identiques ou très légèrement supérieurs à ceux formés entre les premier et deuxième flancs 44.1, 44.2 et la face centrale 44.3 de la nervure 44.
La nervure 44 et la rainure 46 sont configurées de sorte que, lorsque les parties mâle et femelle 10, 12 sont juste en contact, maintenues par le système de bridage 18, non serré ou partiellement serré, le premier flanc 44.1 de la nervure 44 soit en contact avec le premier flanc 46.1 de la rainure 46, le deuxième flanc 44.2 de la nervure 44 soit en contact avec le deuxième flanc 46.2 de la rainure 46, les faces centrales 44.3, 46.3 de la nervure 44 et de la rainure 46 soient espacées et les zones de la surface frontale 28 et du fond 38 jouxtant la nervure 44 et la rainure 46 soient espacées, comme illustré sur la figure 6. En présence de première et deuxième faces transversales 14, 16, ces dernières sont également espacées.
Ainsi, contrairement à l’art antérieur décrit dans le document EP1196703, lors du serrage, la partie mâle 10 et la partie femelle 12 sont en contact au niveau de deux zones de contact Z1 et Z2, chacune en forme approximativement de couronne, concentriques et espacées entre elles. La première zone de contact Z1 est située au niveau des premiers flancs 44.1, 46.1 de la nervure 44 et de la rainure 46. La deuxième zone Z2 est située au niveau des deuxièmes flancs 44.2, 46.2 de la nervure 44 et de la rainure 46. Le fait de prévoir deux zones de contact Z1, Z2 concentriques permet de garantir une étanchéité même si la partie mâle 10 ou la partie femelle 12 est endommagée au niveau d’une des zones de contact Z1, Z2.
Selon une configuration, la nervure 44 et la rainure 46 ont des largeurs (dimensions prises selon la direction radiale au niveau de leurs grandes bases) sensiblement identiques. En parallèle, la face centrale 44.3 de la nervure 44 présente une largeur (dimension selon la direction radiale) supérieure à la largeur de la face centrale 46.3 de la rainure 46. Ainsi, plus la nervure 44 est insérée dans la rainure 46 plus les zones de contact Z1 et Z2 ont une largeur importante. Pour donner un ordre de grandeur, la nervure 44 et la rainure 46 ont une largeur L44, L46 de l’ordre de 2,359 mm, la face centrale 44.3 de la nervure 44 a une largeur L44.3 de l’ordre de 1,734 mm et la face centrale 46.3 de la rainure 46 a une largeur L46.3 de l’ordre de 1,334 mm.
En variante, les largeurs des faces centrales 44.3, 46.3 de la nervure 44 et de la rainure 46 sont identiques. En complément, la nervure 44 présente une largeur supérieure à celle de la rainure 46.
Quelle que soit la variante, les premiers et deuxièmes flancs 44.1, 44.2, 46.1, 46.2 de la nervure 44 et de la rainure 46 sont configurés de sorte que plus la forme en saillie 44 est insérée dans la forme en creux 46 plus les zones de contact Z1 et Z2 ont des largeurs importantes.
Le fait que les faces centrales 44.3, 46.3 de la nervure 44 et de la rainure 46 soient espacées et que les zones de la surface frontale 28 et du fond 38 jouxtant la nervure 44 et la rainure 46 soient également espacées permet de moduler l’effort de serrage du système de bridage 18 et de faire pénétrer plus ou moins la nervure 44 dans la rainure 46. Ainsi, plus l’effort de serrage du système de bridage 18 est important plus la largeur des zones de contact Z1, Z2 est importante et plus l’étanchéité est renforcée.
Selon une configuration, la hauteur de la rainure 46 (dimension prise selon la direction longitudinale) est supérieure à la hauteur de la nervure 44. Pour donner un ordre de grandeur, la rainure 46 présente une hauteur H46 de l’ordre de 0,6 mm et la nervure 44 une hauteur H44 de l’ordre de 0,5 mm.
Lorsque la nervure 44 vient juste au contact de la rainure 46, en l’absence de serrage, la distance séparant les faces centrales 44.3, 46.3 de la nervure 44 et de la rainure 46 est de l’ordre de 0,2 mm. La distance entre les zones de la surface frontale 28 et du fond 38 jouxtant la nervure 44 et la rainure 46 est de l’ordre de 0,2 mm.
Selon une configuration privilégiée, l’un des flancs de la nervure 44 est directement relié à la première paroi tubulaire intérieure S10 du premier tube 10T et l’un des flancs de la rainure 46 est directement relié à la deuxième paroi tubulaire intérieure S12 du deuxième tube 12T. Cette configuration permet d’éviter la formation d’un interstice entre les parties mâle et femelle 10, 12 débouchant dans les premier et deuxième tubes 10T, 12T ainsi que la stagnation de liquide.
L’invention n’est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit. Ainsi, la nervure 44 pourrait être positionnée au niveau du fond 38 et la rainure 46 au niveau de la surface frontale 28.
Selon un mode de réalisation, les parties mâle et femelle 10, 12 sont réalisées en acier inoxydable, de type 316L par exemple. Les formes en saillie et en creux 24, 34 présentent un état de surface avec une faible rugosité Ra inférieure ou égale à 0,8 ; de préférence égal à 0,4.
Claims (9)
- Dispositif de raccordement comportant une partie mâle présentant une première paroi tubulaire intérieure (S10) et une forme en saillie (24), une partie femelle (12) présentant une deuxième paroi tubulaire intérieure (S12) et une forme en creux (34) configurée pour loger la forme en saillie (24) ainsi qu’un système de bridage (18) configuré pour maintenir les première et deuxième parois tubulaires intérieures (S10, S12) dans le prolongement l’une de l’autre, la forme en saillie (24) entourant la première paroi tubulaire intérieure (S10), présentant une première surface latérale (26) et une surface frontale (28) positionnée dans un plan transversal, la forme en creux (34) entourant la deuxième paroi tubulaire intérieure (S12), présentant une deuxième surface latérale (36) et un fond (38) positionné dans un plan transversal, la surface frontale (28) ou le fond (38) comprenant une nervure (44), en saillie par rapport à la surface frontale (28) ou au fond (38), circulaire, ayant une section trapézoïdale, le fond (38) ou la surface frontale (28) comprenant une rainure (46), en creux par rapport au fond (38) ou à la surface frontale (38), circulaire, ayant une section trapézoïdale, configurée pour coopérer avec la nervure (44), la nervure (44) étant délimitée par des premier et deuxième flancs (44.1, 44.2) inclinés ainsi que par une face centrale (44.3) reliant les premier et deuxième flancs (44.1, 44.2), la rainure (46) étant délimitée par des premier et deuxième flancs (46.1, 46.2) inclinés ainsi que par une face centrale (46.3) reliant les premier et deuxième flancs (46.1, 46.2), caractérisé en ce que la nervure (44) et la rainure (46) sont configurées de sorte que, lorsque les parties mâle et femelle (10, 12) sont juste en contact, le premier flanc (44.1) de la nervure (44) est en contact avec le premier flanc (46.1) de la rainure (46) au niveau d’une première zone de contact (Z1), le deuxième flanc (44.2) de la nervure (44) est en contact avec le deuxième flanc (46.2) de la rainure (46) au niveau d’une deuxième zone de contact (Z2), les faces centrales (44.3, 46.3) de la nervure (44) et de la rainure (46) sont espacées et des zones de la surface frontale (28) et du fond (38) jouxtant la nervure (44) et la rainure (46) sont espacées.
- Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers et deuxièmes flancs (44.1, 44.2, 46.1, 46.2) de la nervure (44) et de la rainure (46) sont configurés de sorte que plus la forme en saillie (44) est insérée dans la forme en creux (46) plus les première et deuxième zones de contact (Z1, Z2) ont des largeurs importantes.
- Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la nervure (44) et la rainure (46) ont des largeurs sensiblement identiques et en ce que la face centrale (44.3) de la nervure (44) présente une largeur supérieure à la largeur de la face centrale (46.3) de la rainure (46).
- Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la nervure (44) et la rainure (46) ont une largeur (L44, L46) de l’ordre de 2,359 mm, en ce que la face centrale (44.3) de la nervure (44) a une largeur (L44.3) de l’ordre de 1,734 mm et en ce que la face centrale (46.3) de la rainure (46) a une largeur (L46.3) de l’ordre de 1,334 mm.
- Dispositif de raccordement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les faces centrales (44.3, 46.3) de la nervure (44) et de la rainure (46) ont des largeurs identiques et en ce que la nervure (44) présente une largeur supérieure à celle de la rainure (46).
- Dispositif de raccordement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rainure (46) présente une hauteur supérieure à celle de la nervure (44).
- Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lorsque la nervure (44) vient juste au contact de la rainure (46), la distance séparant les faces centrales (44.3, 46.3) de la nervure (44) et de la rainure (46) est de l’ordre de 0,2 mm et en ce que la distance séparant les zones de la surface frontale (28) et du fond (38) jouxtant la nervure (44) et la rainure (46) est de l’ordre de 0,2 mm.
- Dispositif de raccordement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’un des flancs de la nervure (44) est directement relié à la première paroi tubulaire intérieure (S10) et en ce que l’un des flancs de la rainure (46) est directement relié à la deuxième paroi tubulaire intérieure (S12).
- Dispositif de raccordement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la nervure (44) est positionnée au niveau de la face frontale (28) de la forme en saillie (24) et en ce que la rainure (46) est positionnée au niveau du fond (38) de la forme en creux (34).
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2020
- 2020-05-19 FR FR2004982A patent/FR3110660B1/fr active Active
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