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" Perfectionnements aux appareils à couler le mé- tal ".
La présente invention concerne les appareils pour la production directe à partir de métal en fusion des billettes, des blooms méplat, des barres et produits analogues sous des formes convenant pour leur utilisation. Elle présente certaines caractéristiques particulièrement utiles quand le métal est un alliage non ferreux. L'invention possède d'autres caractéristiques qui concernent plus spécialement l'acier et
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qui ont pour objectif d'eviter le recuit et le laminage coûtoux des grands lingots rectangulaires quand on désire obtenir des sections déterminées.
Ces appareils, tels qu'ils sont décrits par exemple dans le mémoire du brevet antérieur de l'inventeur, brevet belge 365.005 et brevet luxembourgeois 17.040 comprennent généralemant au moins deux éléments collaborants destinés à former une cavité de moule et dont un au moins est mû longitudinalement de menbière que lorsque le métal versé dans la cavité se solidifie, la billette ainsi formée s'écarte du. point de coulée, ce qai ménage en permanence une cavité de moulage en ce point.
La cavité du moule peut se trouver dans les deux pièces ou dans l'une d'entre elles seulement; elle peut aussi se troaver dans une pièce fixe, dans une pièce mobile ou dans les deux. Une pièce mobile peut être constituée par un élément rigide, par exemple par un élément reotiligne et long qui se déplace suivant une direction déterminée ou par un anneau ciroulaire tournant sur un axe vertical ou. un axe horizontal; oa encore elle peut être articulée et former une chaîne sans fin de segments rigides; ou. bien être une bande de tôle sui- fisamment mince pour passer continuellement sur des cylindres ou des cônes animés d'un mouvement de révolution. Les deux pièces peuvent se mouvoir à la même vitesse ou à des vitesses différentes.
Pour assurer la production de billettes satisfaisantes, il faut que les joints entre les pièces aollaborantes soient étanches à la pénétration d'une lame de métal en fusion; dans certains cas, on a donc appliqué de la pression sur l'une des pièces à l'aide de poids ou de ressorts et fait supporter cette pression par des supports de loutre pièce.
Conformément à ltune des caractéristiques de la présente
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invention, on exerce sur l'une des pièces un effort qui tend à le pousser sur l'autre pièce collaborante et agit en travers de la surface des joints par des organes élastiques qui, d'une part exercent une pression sur l'une des pièces et d' autre part sur une butée ; la réaction sur cette butée est transmise à une ou plusieurs pièces agissant directement sur la pièce aollaborante ou sur un support qui ne possède pas de mouvement par rapport à cette pièce, Cette transmission de la réaction de butée aux pièces du moule peut se faire par une articulation dont les extrémités agissant sur la butée et la pièce, directement ou par l'intermédiaire de leviers, suivant le mode qui convient le mieux.
Dans certains cas, particulièrement quand les deux éléments oollaborants, qui seront appelés ci-après le moule et le couverole, sont montés de manière à se déplacer à la même vitesse, on peut leur permettre d'être en contact étroit l'un avec l'autre; dans d'autres cas, là où il y a un glissement relatif de l'un sur l'autre, on peut diminuer le frottement et l'usure en se servant d'organes destinés à réduire le rapproahement respectif jusqu'à la limite d'un jeu suffisamment étroit pour empêcher l'entrée du métal en fusion.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le moule et le couvercle sont disposés de manière à être maintenus en relation effective l'un avec l'autre par l'application d'un organe à pression fluide agissant sur cette partie d'entre eux où la cavité du moule est fermée par le couvercle.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la cavité du moule est ménagée dans un élément supérieur fixe appelé le moule, et la cavité est fermée par une pièce de fermeture à obturation de durée longue ou continue que l'on fait aheminer devant le moule qui, étant fixe ) peut être commodément pourvu d'une chemise d'eau. Trois cotés refroidis par l'eau
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d'un moule de section rectangulaire peuvent reoevoir ainsi continuellemnt du métal frais en fusion passant sur eux près du point de coulée et la vitesse à laquelle 'ils refroidissent la coulée est, proportionnellement rapide si on la compare à oelle du refroidissement d'un couvercle à chemise d'an seul côté.
Chaque partie de la pièce de fermeture en mouvement de la cavité n'est en contact que momentanément avec le métal en fusion quand celui-ci pénètre dans la cavité et, lorsque la pièce de fermeture est constituée par une ohaîne de segments, elle peut être refroidie lors de son passage de retour entre l'extrémité sortie du moule et le point de coulée de toute monière appropriée, par exemple par l'air ou. par immersion dans l'eau.
La chemise du.moule peut être subdivisée transversalement en deux sections séparées ou plus dont chacune possède son propre orifice d'entrée et son propre orifice de sortie ; chaque orifice d'entrée peut être disposé, de manière à être alimenté en un agent de circulation d'une température appropriée, par exemple en eau, huile, vapeur ou gaz aurchauffé de anière que la billette paisse lors de sa solidification quand elle traverse le moule, être soumise à un refroidissement confrôlé et que la structure cristalline du métal puisse être ainsi contrôlée et modifiée dans une mesure considérable.
La cavité du moule étant fermée, comme exposé, par un élément de fermeture se déplaçant longitudinalement devant les deux surfaces de portée horizontales sur les bords du moule fixe, il est important que la pièce obturatrice fasse un contact étroit, ou presque, avec les bords intérieurs de ces surfaces de portée et qu'elle ne soit pas mise dans l'imposiibilité de le faire par suite d'un contact antérieur avec les bords extérieurs, ce qui pourrait amener la formation d'une ouverture en forme de coin dans laquelle le métal en fusion
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pourrait pénétrer.
A cette fin, le moule et la pièce obturatrice sont disposés de manière à être poussas l'un sur l'autre par des forces agissant de manière que le moule, la pièce ob- turatrice ou les deux tendent à avoir leur section déformée pltts vers le centre de la cavité que sur les cotes, chacun tendant à présenter à l'autre une surface convexe, avec ce résultat que le contact entre elles commence sur les bords de portée, près de la cavité et du métal en fusion.
par consé- quent lorsque la surface de la pièce obturatrice peut prendre facilement une forme convexe en section, comme o'est le cas .avec un élément d'obturation flexible, ce dernier peut être arrangé de manière à être poussé vers le moule par un ou plusieurs jeux de rouleaux agissant entre les côtés de la cavité du. moule.
Lorsque la pièce obturatrice est constituée par une chaîne de segments rigides, le moule, plus flexible, peut être poussé vers la pièce obturatrice par des forces s'exerçant le long de lignes de la cavité du moule. l'invention est représentée à titre d'exemple par les dessins ci-points dont la figure 1 est une vue en coupe verticale des éléments du moule et des parties de l'appareil sssoaides avec lui, conformément à une réalisation de l'invention; la figure 2 est une coupe verticale du mécanisme représenté par la figure 1. La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 de la partie du mécanisme voisine du point de coulée de l' appareil.
Les figures 4 à 12 inclus montrent une autre variante de l'invention, les figures 4 et 5 étant une vue en élévation de coté et une vue en plan respectivement. La figure 6 est une coupe verticale à échelle agrandie du mécanisme repré- senté. par les figures 4 et 5 ; lafigure 7 est une vue d'une partie de celui-ci en coupe verticale; la figure 8 est une vue en plan dtune partie du mécanisme de la figure 7 et les figures 9 et 10 sont des coupes de certains détails de constru-
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tion. Les figures 11et 12 sont des vues en coupe verticale et en coupe horizontale, respectivement, d'une construction modifiée d'une, partie du mécanisme représenté par les figures 6, 7 et 8.
Dans les figures 1 et 2, on voit que le mécanisme de moulage représente comporte un élément de mode renversé 1 pourvu dtune chemise d'eau flexible 2 et monté sur les bords supérieurs 3 de châssis de sustentation 4. Des pièces de pression 5 entourent lu chemise d'eau 2; elles sont fixés par leurs extrémités inférieures aa moule 1; entre les pièces 5 et un châssis supérieur 6 se trouve un tube flexible 7 dans lequel on peut faire arriver de l'air sous pression.
Le châssis 6 et les châssis inférieurs 4 sont montés de manière à être accouplés normalement l'un avecl'autre par an certain nombre de jeux de leviers étriers 8 disposés à des écartements aonvenables le long de la longueur du moule 1; les extrémités supérieurs de ces leviers sont montés dans le châssis 6 et leur extrémités inférieures à crochets 9 sont en engagement avec des saillies la fixées aux châssis inférieurs 4. Les bras supérieurs de chaque paire de leviers 8 sont assemblée, comme il est indiqué par la référence 11, avec un piston 12 contrôlé par un ressort.
Chacun des pistons 12 est assemblé avec un câble de manoeuvre 13 et l'on comprend qu'en exerçant une traction sur les câbles 13 après que l'air sons pression a été évacué du tube 7, les leviers 8 reviennent dans la position représentée par les lignes pointillées de la figure 1, position dans laquelle, les saillies 14 des côtés des éléments de pression 5 pénètrent dans des ouvertures 15 des leviers 8. La traction continuant sur les câbles 13 on soulève le moule 1 à distance des châssis 9.
L'extrémité inférieure de la cavité du moule 1 est obturée par une chaîne de segments 16 guidés transversalement en-
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tre les châssis intérieurs 4 et portés par des galets réglables 17 dont les axes de support 18 peuvent être réglés verticalement de manière à amener chaque segment 16 en contact avec les surfaces de portée 19 du moule 1 ou à en être sépares par un jeudésirable. Ce réglage est rendu possible grâce du fait que chacune des broches 18 est munie de tourillons excentri- ques 20 par l'intermédiaire desquels les broches sont montres à rotation dans des plaques 21 fixées aux ohâssis 4 par des boulons 22, l'une des extrémités de la broche 18 étant fixée à une pièce en forme de secteur 23.
Il est clair qu'en desserrant.le boulon 22 et en faisant tourner 1:.. pièce 13, on peut soulever ou abaisser comme on le désire le galet 17 correspondante de manière à déterminer avec exactitude la position de chacun des secteurs par rapport au moule 1 quand il passe sur le galet ou rouleau. Les secteurs 23 sont, après réglage, de nouveau verrouillés en position en serrant les boulons 22 qui, comme représenté par les figures 1 et 2, sont disposés alternativement de part et d'autre de l'appareil. Les axes 18 des rouleaux 17 sont chacun pourvu d'un dispositif graisseur 24.
Les segments 16 ont la section représentée par la figure lice qui assure une grande rigidité et une grande surface réfrigérante et permet aux segments d'être portés sur les rouleaux 17 aussi près que possible du moule 1. La surface supérieure de chaque segment 16 est munie de nervures 25 destinées à guider le segment latéralement par rapport au moule 1 et les extrémités aboutissantes des segments sont disposées de manière à n'entrer en engagement respectif que près de leurs faces supérieures, comme représenté par la figure 2, de façon à assurer un contact intime;
les parties inférieures des extrémités opposées des segments vont en s'écartant l'une de l' autre, ainsi quil est indiqué par la référence 26. une partie de chaque extrémité de chaque segment 16 porte toutefois
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1 -une saillie 27 destinée à prolonger le support du segment lors- que celui-ci passe sur le rouleau 17. La chaîne de segments 16 est montée de manière à cheminer devant le moule à l'aide de tout mécanisme approprié à cette fin.
On remarquera que la pression vers le bas sur le moule 1 donnée par l'air sous pression se trouvant dans le tube 7, s'exerce entre les bords supérieurs 3 des châssis de susten- tation 4 de manière que toute déformation ou distorsion trans- versale du moule 1 due à cette pression tend à amener les bords intérieurs des surfaces de portée 19 da moule en contact intime avec les faces supérieures des segments 16 et ainsi rend la cavité du moule parfaitement étanche.
Dans la figure 3, la botte de coulée 28, par laqaelle le métal en fusion est introduit-dans la cavité du moule, est pourvue d'un bec 29 qui peut s'adapter sans jeu dans l'extré- mité conique 30 du moule 1 et être poussé. vers le bas en en- gagement intime avec les segments 16 lors du déplacement de ceux-ci, ce qui est assuré par an mécanisme approprié contrô- lé par ressort ou par un autre mécanisme non représenté.
Lorsque l'on met l'appareil en marche, on ferme tout d' abord l'extrémité de la cavité du moule voisine de la boite d'alimentation 28 à l'aide d'un bouchon 31 à réduit fileté 32 et qui peut coulisser longitudinalement dans le moule 1. Le bouchon 31 est assemblé par son extrémité antérieure aveo une pièce 33 par l'intermédiaire d'un ressort 34 attaché par ses bouts ux pièces 31 Qt 33; cette dernière est assemblée à l' une les extrémités d'une tige 35 dont l'extrémité opposée est attaché à une crosse 36 qui peut entrer en engagement avec les extrémités antérieures des nervures guideuses 25 d'un seg- ment 16 devant l'extrémité bouchon du moule 1, comme représen- té par la partie de droite de la figure 3.
Le métal en fusion est introduit dans la botte d'alimen-
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tation 28 et s'écoule par le bec 29,dans la partie de la cavité de moulage du moule 1 situé devant le bouchon 31; l'air se trouvant dans cette partie de la cavité du moule s'échappe par un ou plusieurs trous 37 ménagés dans le bouchon 31. Le métal en fusion pénètre dans le réduit 32 du bouchon 31 et s' solidifie, oalant ainsi l'extrémité antérieure de la billette continue, formée dans la cavité (la moule / sur le bouchon 31.
La chaî de segments 16 est mise en mouvement de manière à passer devant le moule 1 de gauche à droite comme représenté par les figures 2 et 3/et la billette formée dans la cavité du moule par le métal en fusion fourni en permanence par la botte d'alimentation 28 est entraînée par le mouvement du. bouchon 31 sous Inaction de la crosse 36. La billette se contracte en se refroidissant et cette contraction est rendue possible par le ressort 34.
Le mouvement en avant de la billette coulée réalisé par le bouchon 31 est aidé par l'engagement à friction de la base de la billette avec les segments 16 dont les faces supérieures peuvent, si on le désire, être moletées pour que les segments fassent prise sur la billette. Ainsi que le montre la figure 3, les extrémités supérieures de l'une des extrémités opposées de chaque segment sont légèrement chanfreinées, comme indiqué par la référence 38 à cet effet et l'on constate,dans la pratique que cet arrangement est généralement suffisant pour réaliser un mouvement en avant satisfaisant de la billette.
Dans l'appareil représenté par les figures 4 à 12 inclus, la cavité du moule est formée par un réduit annulaire ou chenal 39 ménagé dans la face supérieure d'un moule annulaire 40 de diamètre relativement grand monté sur une plateforme tournante 41 qui peut tourner dans un plan horizontal sur un pivot vertical à l'intervention d'un mécanisme non représenté. La. plateforme 41 est portée dans le voisinage de sa périphérie par des
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galets 42 montés 3. rotation sur des pivots fixes 43 dont les axes sont légèrement inclinés, de manière à couper le plan de la face inférieure 44 de la plateforme à hauteur de l'axe de son pivot;
de cette manière les déformations de la plateforme provoquées par les changements de température,ne provoquent ni sa montée ni sa descente.
La cavité de moulage 39 est obturée à sa partie supéri- eure par un couvercle 45 non rotatif formé d'un certain nom- forte. bre de sections courbes relativement courtes dont chacune/des brides latérales 46 tournées vers le haut; les sections voisi- nes du couvercle 45 sont en contact sur des joints glissants cylindriques ainsi qu'il est indiqué par la référence 47 de la figure 8. chaque section du couvercle 45 est pourvue dune chemise d'eau enfermée entre les brides 46 et un morceau de tôle ou de tissu 48 qui,à une extrémité de la section du oou- verele, s'étend dans une pièce creuse 49 pourvue de raccords d'admisiion et de sortie 50 pour l'eau réfrigérante.
Au-dessus du couvercle 48 et l'entourant se trouvent deux éléments de pression 51 pour chaque section de couvercle; les bords inférieurs des pièces 51 s'engagent dans des gorges 52 ménagées dans la face supérieure du moule 40, Les pièces de pression 51 sont pourvues de saillies 53 qui stengagent dans les trotzs correspondants ménagés dans des pièces de ser- rage ou clips 54 en forme d'U qui sont portées à réglage par des vis 55 sur une barre transversale 56 portant à chaque ex- trémitê un galet ou curseur rotatif 57.
Les galets 57 sont portés sur la face supérieure du moule 40 et il est évident uten réglant convenablement les vis 55, le jeu entre le cou- vercle 45 et le moule 40 peut être, pendant la rotation du mouls, réglé à volonté et déterminé avec Inexactitude requise.
Au-dessus des pièces de pression 51 et compris entre des chenaux supérieur et inférieur 58 et 59 se trouve un tube
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souple 60 dans lequel on fait arriver par tout procédé appro- prié de l'air sous une pression convenable; des pièces d'écarte- ment sont placées entre le chenal inférieur 59 et le,5 pièces de pression 51.
La pièce du chenal supérieur 58 est fixée de distance en distance dans le sens de sa longueur, à des traverses 62 dont chacune est fixée à chaque bout, comme il sera exposé plus loin, à la partie supérieure d'un cadre triangulaire 63 muni de galets ou curseurs 64 qui roulent sur des r.ils 65 formés dans le moule 40. Les divers cadres 63 sont 1 de chique côté assembliés l'un à l'ahtre à pivotemnt,sinsi que l'indique la référence 66 de la figure 4,et l'extrémité supérieure de chaque cadre 63 est assemblée à pivotement dveo l'extrémié correspondante de la traverse 62, comme indiqué par la réfé- rence 67 de la figure 6.
Une traverse 68 s'engagera chaque bout,avec des saillies ou des bras 69 des cadres 62; cette tra- verse 68 peut être soulevée ou abaissée quand on le désire à l'aide d'un câble 70. On voit que, quand on lâche de l'air com- primé du tube 60 et que l'on exerce une traction sur les câbles 70, on peut faire monter la traverse 68 et que par son engage- ment avec les saillies 69,
elle repousse vers l'extérieur les cadres 63 sur leurs pivots 67 pour les amener dans les positi- ons représentées par les lignes pointillées de la figure 6 après quoi les galets 64 s'écartent des rails 65 du moule 40 et le couvercle 45 et ses parties associées peut être soulevé pour être écarté du moule 40 par l'intermédiaire des câbles 70. pour protéger la plateforme 41 de Inaction de la chaleur dégagée par le moule 40 et pour la maintenir à une température aussi basse et aussi uniforme que possible, on sépare la plate- forme et le moule 40 l'un de l'autre par des pièces d'écarté- ment 71 et l'on se sert également/pour la même find'un écran 72 en asbeste on astre matière convenable.
Le mouvement en sens
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vertical du moule 40 par rapport à la plate forme 41 est rendu, impossible par des boulons-atuds 73 fixés au moule 40 et traversant les pièces d'écartement 71; les extrémités inférieures des boulons 73 traversent avec un jeu considérable des Irons correspondants 74 de la plateforme 41.
La connexion de commande entre la plateforme 41 et le moule 40 est réalisée par une seule paire de broches de oommande se trouvant à des extrémités en regard du diamètre de la plate forme; l'une de ces broches, comme représenté par la référence 75 de la figure 9, s'engage, avec un jeu assez faible dans tous les sens dans un réduit correspondant 76 de la plateforme 41 et dans un réduit 77 ménagé dans un renflement 78 du moule 40.
L'autre broche, la broche 79, stengage sans jeu, comme indiqué par la référence figure 10, dans un réduit 80 de la plateforme 41; lTextrémité supérieure de cette broche porte uns tête ou un galet 81 qui s'engage dans un rédait 82 d'un renflement 83 formé sur le moule 40; ce réduit 82 sallonge dans la direction de la ligne diamétrale joignant les axes des broches 75 et 79 de manière à permettre la dilatation et la contraction du moule 40 dans une direction radiale.
Quand l'appareil est en marche, le moule avec sa cavité 39, ainsi qu'on s'en rend compte, est forcé de passer devant le couvercle 45 par suite de la rotation de la plateforme 41 ; le couvercle 45 est maintenu en ralation assez intime avec le moule 40 par la pression de lair comprimé du tube 60 et comme la pression ainsi exercée tendant à rapprocher les pièces 40 et 45 l'une de l'autre est transmise par les cadres ou châssis 63, elle est équilibrée de sorte qu'il ne se produit pas de réaction extérieure. En outre, les clips réglables 54 permettent l'existence de tout jeu désirable entre le moule 40 et le couvercle 45 et de le maintenir avec une grande précision tandis que la pleine pression de l'air est disponible pour s'
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opposer à toute augmentation de ce jeu.
Les figures 11 et 12 montrent une autre variante de con- atraction du couvercle comportant des arrangements modifiés pour le refroidissement par l'eau.
Dans cette variante, le couvercle 45 se compose d'une pièce dans laquelle sont ménagés un certain nombre de chenaux ou passages intérieurs 34 qui la traversent transversalement.
A chaque côté de la pièce 45, les passages 84 sont ménagés de manière à communiquer l'un avec l'autre par des cavités 85 formées dans les pièces 86 qui sont fixées sur la pièce 45 par des boulons 87 et des pièces d'écartemetn 88 ; les pièces 86 sont pourvues de raccords de tuyauteries 89 pour l'admission de leau réfrigérante. on voit que l'eau est forcée de circuler suivant une trajeotoire sinueuse dans le couvercle 45, ce qui refroiditeffi- caoement cette pièce pendant le fonctionnement de l'appareil.
Conformément à un autre arrangement, une chemise à eau est arrangée et montée sur le couvercle, de manière que la pression de leau tende à déformer le couvercle vers la cavité du moule, suivant les desiderata.
Conformément à un autre arrangement, les deux surfaces du moule voisines du couvercle ne sont pas dans le même plan; elles sont en pente de manière que, pratiquement, le couvercle et le moule se trouvent en contact sur chaque bord de la cavité du moule et que le couvercle soit maintenu sensiblement à plat sur la face voisine du métal en fusion par l'utilisation d'une chemise à eau rigide fixée dessus de manière que sa section résiste à la déformation.
Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes et arrangements de construction des éléments du moule et des divers dispositifs associés avec eux qui ontété représentés et décrits et que diverses modifications à ce point de
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vde et à d'antres peuvent y être apportées sans que l'on s' écarte pour cela du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1) Appareil à couler le métal en usion du type décrit comprenant des éléments de moule collaborant pour former une cavité de moulage réservée au métal en fusion, dans lequel une force élastique est établie de manière à stexercer sur l'un de ces éléments en vue de le- pousser sur l'autre élément oollabo- rant et agissant en travers de la surface des joints ménagée entre eux, exercent izne pression,d'une part,aur l'élément et, d'autre part 1sur une butée, dont la réaction est transmise à l'élément collaborant, en vue de l'objectif exposé.
2) Appareil à couler le métal du. type décrit comprenant des éléments de moule collaborant pour former une cavité de moulage réservée au métal en fusion dans lequel les éléments sont disposés pour être maintenus en relation effective l'un avec ltautre par des organes de chargement à fluide sous près-* aion.
3) -appareil à couler le métal en fusion du type décrit dans lequel la cavité de moulage est arrangée de manière à être constituée par un élément supérieur fixe qui oollabore ,avec an élément inférieur que l'on fait passer devant ltélé- -ment supérieur.
4) appareil conforme aux revendications 1, 2 ou 3 dans lequel des moyens limitatifs sont prévus pour limiter le rap- proohement respectif des éléments de moule collaborants, en vue de l'objectif exposé.
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