WO2023175250A1 - Procédé de maintien d'une plaque intercalaire entre deux plaques périphériques - Google Patents

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WO2023175250A1
WO2023175250A1 PCT/FR2023/050187 FR2023050187W WO2023175250A1 WO 2023175250 A1 WO2023175250 A1 WO 2023175250A1 FR 2023050187 W FR2023050187 W FR 2023050187W WO 2023175250 A1 WO2023175250 A1 WO 2023175250A1
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plate
peripheral
boss
plates
holding method
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Inventor
Octave DOSSI
Florian MAGNAUD
Gabriel Marques
Thomas LETY
Lorraine SIMEANT
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Psa Automobiles Sa
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/08—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of welds or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/006—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing

Definitions

  • the present invention relates to a method of maintaining an intermediate plate between two peripheral plates.
  • the invention relates in particular to such a process used for the manufacture of automobile parts.
  • a door can be made up of a steel frame in order to give sufficient rigidity to the door, and a non-load-bearing aluminum wall so as to lighten the weight of the door.
  • a weld is obtained by implementing a first drilling step, consisting of making a passage through the aluminum wall.
  • a boss in the shape of a hat and of complementary shape to the passage is made on the surface of a first steel sheet.
  • the first steel sheet is juxtaposed to the aluminum wall so that its boss is flush with an opposite face of the aluminum wall.
  • a second steel sheet is positioned opposite the aluminum wall so as to rest against the boss.
  • electric resistance welding is carried out between the first and the second sheet metal. steel, at the free end of the boss, so as to hold these three parts together.
  • the aluminum wall is capable of moving between the steel sheets, when the dimensions of the passage are slightly greater than the dimensions of the boss crossing said passage.
  • the aluminum wall vibrates and generates both hearing discomfort and premature wear of the welding point formed at the end of the boss.
  • document FR 2 698 814 A1 suggests between the aluminum wall and the first steel sheet, the presence of an adhesive material at the level of the boss.
  • the adhesive material blocks the phenomenon of movement of the aluminum wall along the boss.
  • the invention wishes to propose a more effective alternative solution, making it possible to immobilize an intermediate plate present between two peripheral plates held by a welding point.
  • the subject of the invention is a method of maintaining an interlayer plate, between two peripheral plates, implementing the following steps a) interposition of an adhesive material between
  • the adhesive material comprises solid bodies of hardness greater than the intermediate plate and of hardness greater than the first peripheral plate, and in that between steps a) and d) the plate spacer and the first peripheral plate are brought together, so that at least one solid body is inserted into both the spacer plate and the peripheral plate.
  • each solid body inserted both in the intermediate plate and the first peripheral plate forms a mechanical connection between said plates which is not likely to disintegrate over time, unlike a chemical bond obtained using an adhesive material.
  • each solid body creates a mechanical bond complementing the chemical bond formed by the adhesive material.
  • the invention proposes a more resilient holding method compared to the state of the art described above.
  • the solid bodies form several distinct mechanical connections, preventing a pivoting movement between the intermediate plate and the first peripheral plate.
  • the invention also provides a more reliable holding method for immobilizing the plates.
  • the invention also relates to the following alternative embodiments, which may or may not be combined:
  • peripheral plates are metallic in nature
  • peripheral plates are made of steel or aluminum
  • the intermediate plate is made of steel or aluminum
  • the solid bodies are based on glass
  • the volume percentage of solid bodies present in the adhesive material is between 4% and 21%, preferably between 8% and 15%;
  • the smallest distance between the first peripheral plate and the intermediate plate is less than 0.5 mm or less than 0.3 mm, preferably between 0.1 mm and 0, 2mm;
  • the solid bodies are of ellipsoidal shape and/or of spherical shape
  • the largest dimension of the solid bodies is less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm, preferably between 0.3 mm and 0.1 mm;
  • the adhesive material comprises an epoxy-based elastomer.
  • the plates can undergo heat treatment at more than 40°C, preferably greater than 80°C.
  • the invention also relates to a multilayer compound obtained from a holding process described above.
  • the invention relates to a part intended for the manufacture or repair of a motor vehicle, obtained from a holding method according to the invention.
  • the part can be a door, a hood or a tailgate.
  • FIG. 1 represents a schematic view of a first step of implementing a method for holding several plates, according to the invention
  • FIG. 2 represents a schematic view of a second step of implementing a method for holding several plates, according to the invention
  • FIG. 3 represents a schematic view of a third step of implementing a method for holding several plates, according to the invention
  • FIG. 4 represents a schematic view of a fourth step of implementing a method for holding several plates, according to the invention.
  • the invention proposes a solution making it possible to immobilize an intermediate plate, present between two peripheral plates held by a welding point, which is more effective compared to the state of the art.
  • an adhesive material 2 is interposed between a first peripheral plate 4 and an intermediate plate 6.
  • the first peripheral plate 4 is made of steel and its thickness is between 1 mm and 2 mm, preferably of the order of 1.2 mm.
  • the first peripheral plate 4 comprises, at the level of a first face 8, a cone-shaped boss 10 whose top 12 is flattened.
  • the height of the boss, measured between its free end 14 and the surface of the first face 8, is between 0.8 mm and 1.5 mm, preferably of the order of 1 mm.
  • the intermediate plate 6 is made of aluminum and its thickness is between 0.8 mm and 1.2 mm, preferably of the order of 1 mm.
  • the intermediate plate 6 is crossed by a passage 16 of cylindrical or substantially cylindrical shape.
  • the dimensions of the passage 16 are adapted so as to allow the insertion, possibly by force, of the boss 10 into the passage 16.
  • the adhesive material 2 interposed between the first peripheral plate 4 and the intermediate plate 6 is composed of an epoxy-based elastomer.
  • the adhesive material comprises glass balls 18 whose diameter is between 0.1 mm and 0.3 mm.
  • the glass beads 18 are characterized by a hardness greater than the hardness of the first peripheral plate 4 and greater than the intermediate plate 6.
  • the volume percentage of the glass beads 18 in the adhesive material 2 is between 5% and 20%.
  • the adhesive material 2 is applied around the boss 10, present on the first face 8 of the first peripheral plate 4.
  • the boss 10 of the first peripheral plate 4 is inserted, possibly by force, into the passage 16 of the intermediate plate 6.
  • a second peripheral plate 20 is positioned opposite the intermediate plate 6, parallel or substantially parallel to the intermediate plate.
  • the second peripheral plate 20 is identical or substantially identical to the first peripheral plate 4.
  • a force of between 981 N and 1,471.5 N is then exerted on the peripheral plates, so as to bring said plates together.
  • this effort promotes insertion of the glass beads 18 both in the first peripheral plate 4 and in the intermediate plate 6.
  • each glass ball 18 then forms a mechanical connection between said plates, a mechanical connection complementing the chemical bond produced by the adhesive material 2.
  • the glass balls form several distinct mechanical connections, preventing a pivoting movement between the intermediate plate 6 and the first peripheral plate 4.
  • the invention also proposes a more reliable holding method for immobilizing the plates by preventing a pivoting movement between said plates.
  • an electrical welding point 22 is made between the boss 10 of the first peripheral plate 4 and the second peripheral plate 20, so as to join said plates together.
  • the pressure exerted on the plates is released in order to be able to dispose of the part thus formed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de maintien d'une plaque intercalaire entre deux plaques périphériques. Le procédé selon l'invention met en œuvre les épates suivantes : a) interposition d'une matière adhésive (2) entre une première plaque périphérique (4), comprenant un bossage (10), et une plaque intercalaire (6) comportant un passage; b) insertion du bossage (10) dans le passage de la plaque intercalaire (6); c) positionnement d'une seconde plaque périphérique (20) au niveau de l'extrémité libre du bossage (10); d) réalisation d'un point de soudure (22) entre les plaques périphériques, au niveau du bossage (10). L'invention est remarquable en ce que la matière adhésive (2) comprend des corps solides (18) de dureté supérieure à la plaque intercalaire (6) et périphérique (4), et les plaques intercalaire (6) et périphérique (4) sont rapprochées de sorte que les corps solides (18) s'insèrent à dans les plaques (4, 6).

Description

Description
Titre de l’invention : Procédé de maintien d’une plaque intercalaire entre deux plaques périphériques
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française 2202244 déposée le 15 mars 2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[0002] La présente invention concerne un procédé de maintien d’une plaque intercalaire entre deux plaques périphériques. L’invention concerne en particulier un tel procédé mis en œuvre pour la fabrication de pièces automobiles.
Arrière-plan technologique
[0003] De façon connue, la carrosserie d’un véhicule automobile se compose de nombreuses pièces. Certaines de ces pièces sont réalisées par assemblage de matériaux de natures différentes. Par exemple, une portière peut être constituée d’un cadre en acier afin de conférer une rigidité suffisante à la portière, et d’une paroi non porteuse en aluminium de manière à alléger le poids de la portière.
[0004] Pour former la portière, ces matériaux de natures différentes sont maintenus ensemble par l’intermédiaire de soudage par résistance et soudage à l’arc. Une soudure est obtenue en mettant en œuvre une première étape de perçage, consistant à réaliser un passage à travers la paroi en aluminium. Selon une seconde étape, un bossage en forme de chapeau et de forme complémentaire au passage, est réalisé à la surface d’une première tôle en acier. Selon une troisième étape, la première tôle en acier est juxtaposée à la paroi en aluminium de sorte que son bossage affleure au niveau d’une face opposée de la paroi en aluminium. Selon une quatrième étape, une seconde tôle en acier est positionnée en vis-à-vis de la paroi en aluminium de sorte à être prendre appui contre le bossage. Enfin, selon une cinquième et dernière étape, un soudage électrique par résistance est réalisé entre la première et la seconde tôle en acier, au niveau de l’extrémité libre du bossage, de sorte à maintenir ensemble ces trois pièces.
[0005] Néanmoins, il est connu de l’état de la technique que la paroi en aluminium est susceptible de se déplacer entre les tôles en acier, lorsque les dimensions du passage sont légèrement supérieures aux dimensions du bossage traversant ledit passage. En condition de conduite, en se déplaçant le long du bossage, la paroi en aluminium vibre et génère à la fois une gêne auditive ainsi qu’une usure prématurée du point de soudure formé à l’extrémité du bossage.
[0006] Afin de prévenir de ces inconvénients, le document FR 2 698 814 A1 suggère entre la paroi aluminium et la première tôle en acier, la présence d’une matière adhésive au niveau du bossage. Ainsi, de façon avantageuse, la matière adhésive bloque le phénomène de déplacement de la paroi aluminium le long du bossage.
[0007] L’invention souhaite proposer une solution alternative plus efficace, permettant d’immobiliser une plaque intercalaire présente entre deux plaques périphériques maintenues par un point de soudure.
Objet de l’invention
[0008] À cet effet, l’invention a pour objet un procédé de maintien d’une plaque intercalaire, entre deux plaques périphériques, mettant en œuvre les étapes suivantes a) interposition d’une matière adhésive entre
- une première face d’une première plaque périphérique, la première face de la première plaque périphérique comprenant un bossage, et
- une plaque intercalaire, la plaque intercalaire étant traversée par un passage de forme complémentaire au bossage de la première plaque périphérique, b) insertion du bossage de la première plaque périphérique dans le passage de la plaque intercalaire ; c) positionnement d’une seconde plaque périphérique au niveau de l’extrémité libre du bossage de la première plaque périphérique ; d) réalisation d’un point de soudure entre les plaques périphériques, au niveau de l’extrémité libre du bossage de la première plaque périphérique ; [0009] L’invention est remarquable en ce que la matière adhésive comprend des corps solides de dureté supérieure à la plaque intercalaire et de dureté supérieure à la première plaque périphérique, et en ce qu’entre les étapes a) et d) la plaque intercalaire et la première plaque périphérique sont rapprochées, de sorte qu’au moins un corps solide s’insère à la fois dans la plaque intercalaire et dans la plaque périphérique.
[0010] De façon avantageuse, chaque corps solide inséré à la fois dans la plaque intercalaire et la première plaque périphérique forme une liaison mécanique entre lesdites plaques qui n’est pas susceptible de se désagréger au cours du temps, à l’inverse d’une liaison chimique obtenue à l’aide d’une matière adhésive. Selon un autre avantage, chaque corps solide crée une liaison mécanique venant en complément de la liaison chimique formée par la matière adhésive. De ce fait, l’invention propose un procédé de maintien plus résilient par rapport à l’état de la technique décrit ci-dessus.
[0011] Selon un autre avantage, les corps solides forment plusieurs liaisons mécaniques distinctes, empêchant un mouvement de pivotement entre la plaque intercalaire et la première plaque périphérique. Ainsi, l’invention propose également un procédé de maintien plus fiable pour immobiliser les plaques.
[0012] L’invention concerne également les variantes de réalisation suivantes, qui peuvent être combinées ou non :
[0013] - les plaques périphériques sont de nature métallique ;
[0014] - les plaques périphériques sont en acier ou en aluminium ;
[0015] - la plaque intercalaire est en acier ou en aluminium ;
[0016] - les corps solides sont à base de verre ;
[0017] - à l’étape a), le pourcentage volumique des corps solides présents dans la matière adhésive est compris entre 4% et 21 %, de préférence entre 8% et 15% ;
[0018] - à l’étape d), la plus petite distance entre la première plaque périphérique et la plaque intercalaire est inférieure à 0,5 mm ou inférieure à 0,3 mm, de préférence comprise entre 0,1 mm et 0,2 mm ;
[0019] - les corps solides sont de forme ellipsoïdale et/ou de forme sphérique ;
[0020] - la plus grande dimension des corps solides est inférieure à 1 mm, de préférence inférieure à 0,5 mm, de préférence comprise entre 0,3 mm et 0,1 mm ;
[0021] - la matière adhésive comprend un élastomère à base d’époxyde. [0022] Éventuellement, selon une variante de réalisation, après l’étape d), les plaques peuvent subir un traitement thermique à plus de 40°C, de préférence supérieur à 80°C.
[0023] L’invention concerne également un composé multicouche obtenu à partir d’un procédé de maintien décrit ci-dessus. En particulier, l’invention porte sur une pièce destinée à la fabrication ou la réparation d’un véhicule automobile, obtenu à partir d’un procédé de maintien selon l’invention. À titre d’exemple non limitatif, la pièce peut être une portière, un capot ou bien un hayon.
[0024] D’autres avantages et caractéristiques pourront ressortir plus clairement de la description qui va suivre.
Description des figures
[0025] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
[0026] [Fig. 1] représente une vue schématique d’une première étape de mise en œuvre d’un procédé de maintien de plusieurs plaques, selon l’invention ;
[0027] [Fig. 2] représente une vue schématique d’une seconde étape de mise en œuvre d’un procédé de maintien de plusieurs plaques, selon l’invention ;
[0028] [Fig. 3] représente une vue schématique d’une troisième étape de mise en œuvre d’un procédé de maintien de plusieurs plaques, selon l’invention ;
[0029] [Fig. 4] représente une vue schématique d’une quatrième étape de mise en œuvre d’un procédé de maintien de plusieurs plaques, selon l’invention.
[0030] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.
Description détaillée de l’invention
[0031] Pour rappel, l’invention propose une solution permettant d’immobiliser une plaque intercalaire, présente entre deux plaques périphériques maintenues par un point de soudure, qui soit plus efficace par rapport à l’état de la technique.
[0032] Selon une première étape illustrée par la figure 1 , d’un exemple d’un procédé de maintien selon l’invention non limitatif, une matière adhésive 2 est interposée entre une première plaque périphérique 4 et une plaque intercalaire 6. [0033] La première plaque périphérique 4 est en acier et son épaisseur est comprise entre 1 mm et 2 mm, de préférence de l’ordre de 1 ,2 mm. La première plaque périphérique 4 comporte au niveau d’une première face 8, un bossage 10 en forme de cône dont le sommet 12 est aplati. La hauteur du bossage, mesurée entre son extrémité libre 14 et la surface de la première face 8, est comprise entre 0,8 mm et 1 ,5 mm, de préférence de l’ordre de 1 mm.
[0034] La plaque intercalaire 6 est en aluminium et son épaisseur est comprise entre 0,8 mm et 1 ,2 mm, de préférence de l’ordre de 1 mm. La plaque intercalaire 6 est traversée par un passage 16 de forme cylindrique ou sensiblement cylindrique. Les dimensions du passage 16 sont adaptées de manière à permettre l’insertion, éventuellement en force, du bossage 10 dans le passage 16.
[0035] La matière adhésive 2 interposée entre la première plaque périphérique 4 et la plaque intercalaire 6 se compose d’un élastomère à base d’époxyde. De façon remarquable, la matière adhésive comprend des billes en verre 18 dont le diamètre est compris entre 0,1 mm et 0,3 mm. Les billes de verre 18 se caractérisent par une dureté supérieure à la dureté de la première plaque périphérique 4 et supérieure à la plaque intercalaire 6. Le pourcentage volumique des billes de verre 18 dans la matière adhésive 2 est compris entre 5% et 20%.
[0036] La matière adhésive 2 est appliquée autour du bossage 10, présent sur la première face 8 de la première plaque périphérique 4.
[0037] Selon une deuxième étape illustrée par la figure 2, le bossage 10 de la première plaque périphérique 4 est inséré, éventuellement en force, dans le passage 16 de la plaque intercalaire 6.
[0038] Lors d’une troisième étape illustrée par la figure 3, une seconde plaque périphérique 20 est positionnée en vis-à-vis de la plaque intercalaire 6, parallèlement ou sensiblement parallèlement à la plaque intercalaire. La seconde plaque périphérique 20 est identique ou sensiblement identique à la première plaque périphérique 4. Un effort compris entre 981 N et 1 471 ,5 N est alors exercé sur les plaques périphériques, de manière à rapprocher lesdites plaques.
[0039] De façon avantageuse, cet effort favorise une insertion des billes de verre 18 à la fois dans la première plaque périphérique 4 et dans la plaque intercalaire 6. Ainsi, chaque bille en verre 18 forme alors une liaison mécanique entre lesdites plaques, liaison mécanique venant en complément de la liaison chimique réalisée par la matière adhésive 2. Selon un autre avantage, les billes de verre forment plusieurs liaisons mécaniques distinctes, empêchant un mouvement de pivotement entre la plaque intercalaire 6 et la première plaque périphérique 4. Ainsi, l’invention propose également un procédé de maintien plus fiable pour immobiliser les plaques en prévenant d’un mouvement de pivotement entre lesdites plaques.
[0040] Lors d’une quatrième étape illustrée par la figure 4, un point de soudage 22 électrique est réalisé entre le bossage 10 de la première plaque périphérique 4 et la seconde plaque périphérique 20, de sorte à solidariser lesdites plaques.
[0041 ] Selon une cinquième étape non illustrée, la pression exercée sur les plaques est relâchée afin de pouvoir disposer de la pièce ainsi formée.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Procédé de maintien d’une plaque intercalaire (6) entre deux plaques périphériques (4, 20), mettant en œuvre les étapes suivantes : a) interposition d’une matière adhésive (2) entre :
- une première face (8) d’une première plaque périphérique (4), la première face (8) de la première plaque périphérique (4) comprenant un bossage (10), et
- une plaque intercalaire (6), la plaque intercalaire (6) étant traversée par un passage (16) de forme complémentaire au bossage (10) de la première plaque périphérique (4), b) insertion du bossage (10) de la première plaque périphérique (4) dans le passage (16) de la plaque intercalaire (6) ; c) positionnement d’une seconde plaque périphérique (20) au niveau de l’extrémité libre du bossage (10) de la première plaque périphérique (4) ; d) réalisation d’un point de soudure (22) entre les plaques périphériques, au niveau de l’extrémité libre du bossage (10) de la première plaque périphérique (4) ; caractérisé en ce que la matière adhésive (2) comprend des corps solides (18) de dureté supérieure à la plaque intercalaire (6) et de dureté supérieure à la première plaque périphérique (4), et en ce qu’entre les étapes a) et d) la plaque intercalaire (6) et la première plaque périphérique (4) sont rapprochées, de sorte qu’au moins un corps solide (18) s’insère à la fois dans la plaque intercalaire (6) et dans la première plaque périphérique (4).
[Revendication 2] Procédé de maintien selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les plaques périphériques (4, 20) sont de nature métallique.
[Revendication 3] Procédé de maintien selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les plaques périphériques (4, 20) sont en acier ou en aluminium.
[Revendication 4] Procédé de maintien selon l’une des revendications 1 à
3, caractérisé en ce que la plaque intercalaire (6) est en acier ou en aluminium.
[Revendication 5] Procédé de maintien selon l’une des revendications 1 à
4, caractérisé en ce que les corps solides (18) sont à base de verre.
[Revendication 6] Procédé de maintien selon l’une des revendications 1 à
5, caractérisé en ce qu’à l’étape a), le pourcentage volumique des corps solides (18) présents dans la matière adhésive (2) est compris entre 4% et 21 %.
[Revendication 7] Procédé de maintien selon l’une des revendications 1 à
6, caractérisé en ce qu’à l’étape d), la plus petite distance entre la première plaque périphérique (4) et la plaque intercalaire (6) est inférieure à 0,5 mm.
[Revendication 8] Procédé de maintien selon l’une des revendications 1 à
7, caractérisé en ce que les corps solides (18) sont de forme ellipsoïdale et/ou de forme sphérique.
[Revendication 9] Procédé de maintien selon la revendication 8, caractérisé en ce que la plus grande dimension des corps solides (18) est inférieure à 1 mm.
[Revendication 10] Procédé de maintien selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la matière adhésive (2) comprend un élastomère à base d’époxyde.
PCT/FR2023/050187 2022-03-15 2023-02-13 Procédé de maintien d'une plaque intercalaire entre deux plaques périphériques WO2023175250A1 (fr)

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