WO2017125665A1 - Boîtier pour le raccordement électrique de câbles à haute tension - Google Patents

Boîtier pour le raccordement électrique de câbles à haute tension Download PDF

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WO2017125665A1
WO2017125665A1 PCT/FR2017/050078 FR2017050078W WO2017125665A1 WO 2017125665 A1 WO2017125665 A1 WO 2017125665A1 FR 2017050078 W FR2017050078 W FR 2017050078W WO 2017125665 A1 WO2017125665 A1 WO 2017125665A1
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housing
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electrical
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Inventor
Lionel Blanc
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Renault S.A.S
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/223—Insulating enclosures for terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/12—End pieces terminating in an eye, hook, or fork
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/34—Conductive members located under head of screw

Definitions

  • the present invention relates to a housing for the electrical connection of several high voltage electrical cables in the engine compartment of a motor vehicle. It is recalled that in the technical field considered, namely that of the automobile, the range of the high voltage ranges from 60 to 600 volts.
  • the invention relates in particular to a housing for connecting various components belonging for example to a cooling circuit (for example a compressor and a kettle), and an electronic power unit (PEB) providing power electronics functions and in particular inverter to drive the machine and to convert a DC power source from one voltage level to another.
  • a cooling circuit for example a compressor and a kettle
  • PEB electronic power unit
  • a housing for the electrical connection of at least two high-voltage electrical cables each comprising at least two insulated conductor wires of different electrical phases, the free end of each electrical conductor being provided with a terminal lug.
  • electrical connection to eyelet the housing comprising an electrically insulating support plate which carries parallel threaded rods of electrically conductive material each of which is equipped with an axial clamping means.
  • the support plate of insulating material carries six threaded rods, each of which is provided with an axial clamping nut of an eyelet terminal, it is to say that each free end of an electrical conductor is fixed and electrically connected individually to an associated threaded rod.
  • the housing comprises means for electrical connection of the three associated threaded rods which are for example copper strips, also called “busbars", of sufficient cross section and which each comprise through holes by the threaded rods, the eyelets of the electrical connection lugs being tight in electrical contact with the conductive strip or strips by means of the nuts.
  • the three associated threaded rods which are for example copper strips, also called “busbars”, of sufficient cross section and which each comprise through holes by the threaded rods, the eyelets of the electrical connection lugs being tight in electrical contact with the conductive strip or strips by means of the nuts.
  • the invention proposes a housing of the type mentioned above, characterized in that it comprises a single first threaded rod for the electrical connection of all the conducting wires of the same first phase, and a single second threaded rod for the electrical connection of all the conducting wires of the same second phase.
  • each threaded rod extends axially through the support plate and each of the two sections of a threaded rod is equipped with an axial clamping means;
  • the housing comprises a wall orthogonal to the support plate which has openings for the passage of the cables;
  • said wall is arranged at one end of the support plate, and the threaded rods are arranged in the vicinity of another end of the support plate;
  • the housing comprises means for fixing the cables on the support plate
  • the fixing means are made of conductive material and are electrically connected to the outside of the housing to allow a grounding of the housing;
  • the axial clamping means is a nut
  • the threaded rod belongs to a screw
  • the axial clamping means is the head of the screw
  • the orthogonal wall is produced integrally by plastic molding with the support plate.
  • FIG. 1 is a perspective view of an exemplary embodiment of a connection box according to the invention
  • FIG. 2 is a view from below of the box of FIG.
  • FIG. 3 is a front perspective view of the housing of Figure 1 without its cover;
  • Figure 4 is a rear perspective view of the housing of Figure 3;
  • FIG. 5 is a sectional view of the housing of Figures 3 and 4 passing through a transverse vertical plane.
  • the figures show a box 10 of electrical connection consisting essentially of a body 12 and a cover or cover 14.
  • the housing 10 here allows the simultaneous electrical connection of three electric cables Ci high voltage C1, C2 and C3.
  • Each electrical cable Ci here comprises two electrical conductors of different phases Fi + and Fi-.
  • the first electrical cable C1 comprises two conductors F1 + and F1-
  • the second electrical cable C2 comprises two conductors F2 + and F2-
  • the third electrical cable C3 comprises two conductors F3 + and F3-.
  • Each cable Ci is here of similar design and it comprises an outer sheath Gi in which are housed the two electrical conductors Fi + and Fi-.
  • Each conductor Fi +, Fi- is electrically isolated from the other associated electrical conductor Fi-, Fi + and each has, at its free end arranged inside the housing 10, a connection terminal here in the form of a terminal Bi +, Bi-, respectively, electrical connection connection.
  • Each lug Bi + is electrically connected to the conductive core of the associated electrical conductor Fi +, while each lug Bi- is electrically connected to the conductive core of the associated electrical conductor Fi-.
  • the main body 14 is an electrically insulating plastic molded part and essentially comprises a vertical support plate 18 and a horizontal bottom wall 20.
  • the support plate 18 comprises a front face 22 of vertical and longitudinal orientation, and a parallel and opposite rear face 24.
  • the support plate 18 is of generally rectangular shape delimited by a horizontal upper edge 28 and by two opposite vertical edges 30 and 32.
  • the bottom wall 20 is delimited by a horizontal upper face 34 and by a parallel and opposite lower face 36 which constitutes the bearing and fixing face of the electrical connection box 10.
  • the bottom wall 20 has two opposite longitudinal lugs 38.
  • the support plate 18 is shifted transversely rearward with respect to the median vertical plane of the lower wall
  • the bottom wall has three vertical holes opening Ti each of which is sized to allow the passage of an associated electrical cable Ci
  • the support plate 18 At its connection with the upper face 34 of the lower wall 20, the support plate 18 comprises a lower front block in excess of thickness 40 and a rear lower block in extra thickness 42.
  • the front block 40 comprises a semi-cylindrical concave housing L1 adapted to receive the portion facing the cable C1 and a semi-cylindrical concave housing L2 adapted to receive the portion vis-à-vis the cable C2. Both dwellings L1 and L2 are offset longitudinally and transversely relative to each other.
  • the rear block 42 has a semi-cylindrical concave housing L3 adapted to receive the portion facing the cable C3.
  • the housing L3 is centered longitudinally.
  • the blocking plate 44 may be electrically conductive and provide a grounding function, or mass, of the housing through a metal tongue 50 which passes through a slot 52 of the bottom wall 20.
  • the support plate 18 carries a single electrically conductive threaded rod V +.
  • the support plate 18 carries a single electrically conductive threaded rod V-.
  • the two threaded rods V + and V- are positioned in the vicinity of the upper edge 28 of the support plate 18.
  • the two threaded rods V + and V- are offset longitudinally relative to each other.
  • the threaded rod V + is substantially aligned with the hole T1 while the threaded rod is substantially aligned with the hole T2.
  • Each threaded rod V + extends transversely through the support plate 18 and thus comprises an opposite front section and a rear threaded section, each of which is capable of passing through the eyelets of the connecting terminals Bi +, Bi- of the conductors Fi +, Fi- correspondents and associates.
  • each threaded rod section receives an axial clamping nut ⁇ +, E-.
  • two cables C1 and C2 are arranged in front of the front face 22 with their lugs B1 + and B2 + fixed on the threaded rod V +, and with their lugs B1- and B2- fixed on the threaded rod V-.
  • the third cable C3 is arranged in front of the rear face 24 with its lug B3 + fixed on the threaded rod V +, and with its lug B3- fixed on the threaded rod V-.
  • the threaded rods may each be associated with a pair of nuts as shown, or each belong to a screw which is then associated with a single clamping nut.
  • Each threaded rod can be threaded into a hole of the support plate 18 or be fixed thereto in the form of an insert embedded by overmolding.

Landscapes

  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)

Abstract

L'invention propose un boîtier (10) pour le raccordement électrique d'au moins deux câbles électriques (C1, C2, C3) à haute tension comportant chacun au moins deux fils conducteurs (F1+, F1-, F2+, F2-, F3+, F3-) isolés de phases électriques différentes (+, -), l'extrémité libre de chaque conducteur électrique étant munie d'une cosse (B1+, B1-, B2+, B2-, B3+, B3-) de raccordement électrique à œillet, le boîtier comportant une plaque support (18) isolante de l'électricité qui porte des tiges filetées (V+,V-)parallèles en matériau conducteur de l'électricité dont chacune est équipée d'un moyen de serrage axial (E+, E-), caractérisé en ce qu'il comporte une seule première tige filetée (V+) pour le raccordement électrique de tous les fils conducteurs (F1+, F2+, F3+) d'une même première phase, et une seule deuxième tige filetée (V-) pour le raccordement électrique de tous les fils conducteurs (F1-, F2-, F3-) d'une même deuxième phase.

Description

"Boîtier pour le raccordement électrique de câbles à haute tension" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un boîtier pour le raccordement électrique de plusieurs câbles électriques à haute tension dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile. On rappelle que dans le domaine technique considéré, à savoir celui de l'automobile, la plage de la haute tension va de 60 à 600 volts.
L'invention concerne notamment un boîtier pour le raccordement de divers composants appartenant par exemple à un circuit de refroidissement (par exemple un compresseur et une bouilloire), et un bloc électronique de puissance (PEB) assurant des fonctions d'électronique de puissance et notamment d'onduleur pour piloter la machine et de conversion d'une source de courant continu d'un niveau de tension à un autre.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connaît différentes conceptions d'un boîtier pour le raccordement électrique d'au moins deux câbles électriques à haute tension comportant chacun au moins deux fils conducteurs isolés de phases électriques différentes, l'extrémité libre de chaque conducteur électrique étant munie d'une cosse de raccordement électrique à œillet, le boîtier comportant une plaque support isolante de l'électricité qui porte des tiges filetées parallèles en matériau conducteur de l'électricité dont chacune est équipée d'un moyen de serrage axial.
Selon ces conceptions, par exemple pour le raccordement électrique de trois câbles comportant chacun deux conducteurs électriques, la plaque support en matériau isolant porte six tiges filetées dont chacune est munie d'un écrou de serrage axial d'une cosse à œillet, c'est à dire que chaque extrémité libre d'un conducteur électrique est fixée et reliée électriquement individuellement à une tige filetée associée.
Pour relier entre eux les trois conducteurs de même phase électrique, le boîtier comporte des moyens de raccordement électrique des trois tiges filetées associées qui sont par exemples des bandes de cuivre, aussi appelées "busbars", de section suffisante et qui comportent chacune des trous traversés par les tiges filetées, les œillets des cosses de raccordement électriques étant serrés en contact électrique avec la ou les bandes conductrices au moyen des écrous.
Une telle conception est complexe, fait appel à un grand nombre de composants à assembler et est de plus très encombrante du fait de la nécessité d'agencer les bandes conductrices en évitant aussi les phénomènes de court-circuits et d'arcs électriques entre les différentes phases.
Cet encombrement est d'autant plus important si l'on souhaite que, pour des facilités d'aménagement dans le compartiment moteur, toutes les "sorties" des câbles hors du boîtier soient regroupées dans une même zone et/ou une même face du boîtier.
BREF RESUME DE L'INVENTION
Dans ce but, l'invention propose un boîtier du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte une seule première tige filetée pour le raccordement électrique de tous les fils conducteurs d'une même première phase, et une seule deuxième tige filetée pour le raccordement électrique de tous les fils conducteurs d'une même deuxième phase.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- chaque tige filetée s'étend axialement à travers la plaque support et chacun des deux tronçons d'une tige filetée est équipé d'un moyen de serrage axial ; - le boîtier comporte une paroi orthogonale à la plaque support qui comporte des orifices de passages des câbles ;
- ladite paroi est agencée à une extrémité de la plaque support, et les tiges filetées sont agencées au voisinage d'une autre extrémité de la plaque support ;
- le boîtier comporte des moyens de fixation des câbles sur la plaque support ;
- les moyens de fixation sont réalisés en matériau conducteur et sont reliés électriquement à l'extérieur du boîtier pour permettre une mise à la terre du boîtier ;
- le moyen de serrage axial est un écrou ;
- la tige filetée appartient à une vis ;
- le moyen de serrage axial est la tête de la vis ;
- la paroi orthogonale est réalisée venue de matière par moulage en matière plastique avec la plaque support.
BREF RESUME DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un boîtier de raccordement selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de dessous du boîtier de la figure
1, sans les câbles électriques à haute tension ;
- la figure 3 est une vue en perspective avant du boîtier de la figure 1 sans son capot ;
- la figure 4 est une vue en perspective arrière du boîtier de la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue en section du boîtier des figures 3 et 4 passant par un plan vertical transversal. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES
Dans la description et les revendications qui suivent, on utilisera à titre non limitatif les expressions telles que orientations « axiale », « transversale » et « verticale » en référence au dièdre (L, T, V) représenté aux figures et aux définitions données dans la description, et sans référence à la gravité terrestre.
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
On a représenté aux figures un boîtier 10 de raccordement électrique constitué pour l'essentiel par un corps 12 et un capot ou couvercle 14.
Le boîtier 10 permet ici le raccordement électrique simultané de trois câbles électriques Ci à haute tension C1, C2 et C3.
Chaque câble électrique Ci comporte ici deux conducteurs électriques de phases différentes Fi+ et Fi-.
Ainsi, le premier câble électrique C1 comporte deux conducteurs F1+ et F1-, le deuxième câble électrique C2 comporte deux conducteurs F2+ et F2-, et le troisième câble électrique C3 comporte deux conducteurs F3+ et F3-.
Chaque câble Ci est ici de conception analogue et il comporte une gaine externe Gi dans laquelle sont logés les deux conducteurs électriques Fi+ et Fi-.
Chaque conducteur Fi + , Fi- est isolé électriquement de l'autre conducteur électrique associé Fi-, Fi+ et chacun comporte, à son extrémité libre agencée à l'intérieur du boîtier 10, une borne de raccordement ici sous la forme d'une cosse de raccordement électrique à œillet Bi + , Bi- respectivement.
Chaque cosse Bi+ est reliée électriquement à l'âme conductrice du conducteur électrique associé Fi + , tandis que chaque cosse Bi- est reliée électriquement à l'âme conductrice du conducteur électrique associé Fi-.
Le corps principal 14 est une pièce moulée en matière plastique isolante de l'électricité et elle comporte essentiellement une plaque verticale de support 18, et une paroi inférieure horizontale 20.
La plaque support 18 comporte une face avant 22 d'orientation verticale et longitudinale, et une face arrière parallèle et opposée 24.
La plaque support 18 est de forme générale rectangulaire délimitée par un bord supérieur horizontal 28 et par deux bords verticaux opposés 30 et 32.
La paroi inférieure 20 est délimitée par une face supérieure horizontale 34 et par une face inférieure parallèle et opposée 36 qui constitue la face d'appui et de fixation du boîtier de raccordement électrique 10.
Pour cette fixation, par exemple sur élément de caisse de véhicule automobile, la paroi inférieure 20 comporte deux oreilles longitudinales opposées 38.
La plaque support 18 est décalée transversalement vers l'arrière par rapport au plan vertical médian de la paroi inférieure
20.
La paroi inférieure comporte trois trous verticaux débouchant Ti dont chacun est dimensionné pour permettre le passage d'un câble électrique associé Ci
Au niveau de son raccordement avec la face supérieure 34 de la paroi inférieure 20, la plaque de support 18 comporte un bloc inférieur avant en surépaisseur 40 et un bloc inférieur arrière en surépaisseur 42.
Le bloc avant 40 comporte un logement concave semi- cylindrique L1 apte à recevoir la portion en vis-à-vis du câble C1 et un logement concave semi-cylindrique L2 apte à recevoir la portion en vis-à-vis du câble C2. Les deux logements L1 et L2 sont décalés longitudinalement et transversalement l'un par rapport à l'autre.
Le bloc arrière 42 comporte un logement concave semi- cylindrique L3 apte à recevoir la portion en vis-à-vis du câble C3. Le logement L3 est centré longitudinalement.
Comme on peut le voir à titre d'exemple à la figure 3, il est possible de prévoir une plaque 44 de blocage et de fixation des câbles C1 et C2 au moyen de vis 46, pour éviter toute traction nuisible sur les cosses de raccordement Bi+ et Bi-. Un agencement analogue, non représenté, peut être prévu sur le bloc arrière 42. La plaque de blocage 44 peut être conductrice de l'électricité et assurer une fonction de mise à la terre, ou masse, du boîtier par l'intermédiaire d'une languette métallique 50 qui passe à travers une fente 52 de la paroi inférieure 20.
Conformément aux enseignements de l'invention, pour le raccordement électrique de tous les conducteurs Fi + , la plaque support 18 porte une seule tige filetée conductrice de l'électricité V+.
Conformément aux enseignements de l'invention, pour le raccordement électrique de tous les conducteurs Fi-, la plaque support 18 porte une seule tige filetée conductrice de l'électricité V-.
Les deux tiges filetées V+ et V- sont positionnées au voisinage du bord supérieur 28 de la plaque support 18.
Les deux tiges filetées V+ et V- sont décalées longitudinalement l'une par rapport à l'autre. La tige filetée V+ est sensiblement alignée avec le trou T1 tandis que la tige filetée est sensiblement alignée avec le trou T2.
Chaque tige filetée V+, s'étend transversalement à travers la plaque support 18 et elle comporte ainsi un tronçon avant et un tronçon arrière filetés opposés dont chacun est apte à traverser les œillets des cosses de raccordement Bi + , Bi- des conducteurs Fi + , Fi- correspondants et associés. Pour garantir les contacts électriques fiables et les fixations, chaque tronçon de tige filetée reçoit un écrou de serrage axial Ε+, E-.
Selon la conception compacte et peu encombrante illustrée aux figures, deux câbles C1 et C2 sont agencés devant la face avant 22 avec leurs cosses B1+ et B2+ fixées sur la tige filetée V+, et avec leurs cosses B1- et B2- fixées sur la tige filetée V-.
Le troisième câble C3 est agencé devant la face arrière 24 avec sa cosse B3+ fixée sur la tige filetée V+, et avec sa cosse B3- fixée sur la tige filetée V-.
Ainsi, tous les raccordements des trois câbles C1, C2 et C3 sont assurés au moyen de deux tiges filetées seulement, et ici au moyen de quatre écrous de serrage seulement.
Toujours avec seulement deux tiges filetées V+ et V- et quatre écrous de serrage, avec de très légères modifications du bloc 12 (non représentées), mais dans le même encombrement, il est aisément possible de raccorder ici quatre câbles, deux sur la face avant 22 et deux sur la face arrière 24.
Les tiges filetées peuvent être associées chacune à une paire d'écrous comme représenté, ou bien appartenir chacune à une vis qui est alors associée à un seul écrou de serrage.
Chaque tige filetée peut être enfilée dans un trou de la plaque support 18 ou bien être fixée à celle-ci sous la forme d'un insert noyé par surmoulage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Boîtier (10) pour le raccordement électrique d'au moins deux câbles électriques (C1, C2, C3) à haute tension comportant chacun au moins deux fils conducteurs (F1+, F1-, F2 + , F2-, F3+, F3-) isolés de phases électriques différentes (+, -), l'extrémité libre de chaque conducteur électrique étant munie d'une cosse (B1+, B1-, B2 + , B2-, B3+, B3-) de raccordement électrique à œillet, le boîtier comportant une plaque support (18) isolante de l'électricité qui porte des tiges filetées (V+,V-) parallèles en matériau conducteur de l'électricité dont chacune est équipée d'un moyen de serrage axial (Ε+, E-),
caractérisé en ce qu'il comporte une seule première tige filetée (V+) pour le raccordement électrique de tous les fils conducteurs (F1+, F2 + , F3+) d'une même première phase, et une seule deuxième tige filetée (V-) pour le raccordement électrique de tous les fils conducteurs (F1-, F2-, F3-) d'une même deuxième phase.
2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce chaque tige filetée (V+, V-) s'étend axialement à travers la plaque support (18), et en ce que chacun des deux tronçons d'une tige filetée (V+, V-) est équipé d'un moyen de serrage axial (Ε + , E-).
3. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une paroi (20), orthogonale à la plaque support(18), qui comporte des orifices de passages des câbles (C1, C2, C3).
4. Boîtier selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite paroi (20) est agencée à une extrémité de la plaque support
(18), et en ce que les tiges filetées (V+, V-) sont agencées au voisinage d'une autre extrémité de la plaque support (18).
5. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation (44) des câbles sur la plaque support (18).
6. Boîtier selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de fixation (44) sont réalisés en matériau conducteur et sont reliés électriquement à l'extérieur du boîtier (10) pour permettre une mise à la terre du boîtier.
7. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de serrage axial est un écrou (Ε + , E-).
8. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige filetée (V+, V-) appartient à une vis.
9. Boîtier selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de serrage axial est la tête de la vis.
10. Boîtier selon la revendication 3, caractérisé en ce la paroi orthogonale (20) est réalisée venue de matière par moulage en matière plastique avec la plaque support (18).
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