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Machine pour le moulage par injection de diverses pièces.
Cette invention se rapporte aux machines destinées au moulage par injection de matières plastiques et appartenant au type général comprenant une tuyère d'injection alimentée er. ma- tigre plastifiée et étudiée de manière à injecter cette matière sous pression dans un moule pour la production simultanée d'une ou plusieurs pièces moulées.
D'après la construction la plus consume des machines de moulage par injection de ce type, c'est-à-dire celle du type dit " en ligne", le moule est formé de deux parties conjuguées, par exemple d'une partie mâle et d'une partie femelle qui sont disposées dans l'aligneent axial de la tuyère d'un cylindre d'injection et sont verrouillées l'une par rapport à l'autre et présentées à cette tuyère en vue de l'accomplissement de l'opération d'injec- tion. Les machines de ce genre sont aprelées ci-après "machines du type indiqué".
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Dans une ' constructiony'cl'àssique de machine ou presse à mouler par injection de ce genre, une partie du moule (le plus souvent la partie femelle) est montée sur une plaque ou têtière fixe se dressant au-dessus du bâti de la machine, tandis que l'autre partie du moule par conséquent (le plus souvent une partie mâle) est montée sur une seconde plaque parallèle à la première et mobile pour fermer ou ouvrir, selon le cas, le oule. Le cylindre d'injection est disposé dans l'alignement axial des parties du moule du côté opposé de la tétiere et peut, dans certains cas, être fermé contre cette dernière pour permettre l'injection.
Mais ce système simple présente un certain nombre de limitations. En premier lieu, il faut prévoir des moyens pour ménager un espace suffisant entre les parties du noule pour permettre à ces dernières de s'ouvrir et à la pièce soûlée d'être éjectée ou dégagée hors de cet espace, ce qui, s'il s'agit de gros objets, implique une presse pourvue d'un jeu important et exige un espace considérable, autrement dit implique un encombrement notable.
Ceci implique également une perte de temps entre les courses d'injection et par voie de conséquence une réduction du rendement.
Une autre perte de temps peut s'avérer inévitable lorsqu'on utilise ce système si la pièce moulée doit être refroidie ou si elle doit être marquée, usinée ou autrement traitée avant d'être démoulée. Dans ce dernier cas également, le fait que ces opérations doivent être effectuées dans l'espace libre de la Dresse implique une difficulté supplémentaire et une certaine complica- tion étant donné les exigences contradictoires au point de vue espace.
Le but de l'invention est d'obvier aux difficultés qui viennent d'être rappelées et ce , de façon à la fois simple et efficace sans exiger un équipement supplémentaire compliqué et tout en permettant l'obtention de divers autres avantages.
A cet effet, l'invention prévoit en fait une machine du type indiqué dans laquelle il y a au moins une partie de n'ouïe simple fixe d'un certain genre (par exemple fe..:elle ou mâle) et
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plusieurs parties de moule mobiles de l'autre genre (par exemple :nâle ou femelle) montées sur un support actionnable de manière à amener ces parties de moules mobiles individuelles à tour de rôle vis-à-vis de la partie fixe en vue d'assurer sa coopération avec celle-ci au cours de l'opération d'injection de la matière de moulage.
Ainsi, il y a effectivement un groupe de parties de moule mobiles qui sont amenées individuellement à tour de rôle en coopération avec la partie de moule fixe complémentaire co@une simple et, après chaque course d'injection, les parties du oule tel qu'il se présente alors sont séparées pour permettre à la artie mobile du moule Dortée par le support de dégager le pièce @oulée de la zone de moulage et l'écarter de la partie fixe. Le dégage@ent de la pièce coulée par la partie mobile du roule est rationnellement accompli lorsque cette partie est une partie mâle ou un noyau.
Pour faciliter l'exposé de l'invention tout le reste de la descrip- tion est fondé sur cette supposition.
De plus, on n'a parlé jusqu'à présent que de l'emploi d'une partie de .soûle simple "fixe" ::lais il doit être bien entendu que cette expression ne se rapporte qu'à l'inaction relative de cette partie quand la pice moulée est en cours de dégagement par le support et qu'elle n'accompagne pas alors ce support. Il n'est pas prévu d'exclure la possibilité que cette partie "fixe" puisse se déplacer axialement pour assurer ou aider la fermeture axiale ou l'ouverture des parties du moule qui coïncident ou puisse être amenée par un mouvement convenable en position ou !lors de position de moulage d'autres manières ou pour d'autres applica- tions, par exemple pour l'enlevèrent des bavures ou masselottes de coulée après une opération de moulage.
On a parlé ci-avant d'une partie de moule fixe "si@ple", :aais ceci doit être interprété comme englobant non seulement l'élément constitutif d'une partie de ::oule à impression simple ou .:ultiple, ..ais également le cas où il est prévu plus d'une seule
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partie fixe, par exemple deux cavités disposées côte à côte et étudiées de manière à coopérer avec des paires successives de noyaux portés par le support ou à coopérer à tour de rôle avec les parties de moule' mobiles successives portées par ce support.
C'est ainsi que de façon générale quand il est fait allusion ci-après à une "partie de moule fixe siple" cette expression peut englober plus d'un seul élément qui toutefois coopère à tour de rôle avec un plus grand nombre d'éléments complémentaires différents. Cette expression peut également englober un ou plusieurs éléments qui est ou qui ne sont pas fixés dans la machine au sens absolu du ter;ne, nais qui ne peuvent accompagner les éléments complémentaires dans toute l'étendue de leur trajet cyclique vers la zone de roulage et à travers celle-ci.
Suivant une réalisation à adopter de préférence, le support est monté pour pouvoir tourner afin de remplacer les parties de moule mâles à tour de rôle dans la zone de moulage. Non seulement cette disposition est relativement siraple à réaliser par exemple grâce à l'utilisation d'une plaque circulaire ou d'autre forme comme support et grâce à son montage sur une entretoise ou tige de guidage de la machine, mais elle per:net d'employer au maximum l'espace et la capacité disponibles.
Un no bre relativement grand de parties de moules mâles veut ainsi être logé dans une surface relativement petite et peut être amené rapidement à la position de moulage tout en pouvant cependant se déplacer en franchissant des postes ultérieurs à l'écart de la zone de moulage, postes qui sont commodes pour les opérations supplémentaires que doit subir le produit ioulé. Il y a avantage à ce que le plateau de support soit monté pour pouvoir tourner en son centre sur l'entretoise supérieure et centrale de trois entretoises analogues disposées en triangle et fixées e-tre la têtière fixe et la partie arrière fixe de la machine.
Cette disposition symétrique permet d'utiliser une surface de roulage relativement grande et de réaliser en même temps une répartition bien équilibrée des efforts
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de poussée engendrés lors de la course d'injection.
Il doit également être entendu que bie:; (:,;'on ait fait allusion à des presses du type "en ligne" dont l'axe d'injection est généralement horizontal, l'invention est également applicable à des machines de moulage par injection dont l'axe est autrement disposé et s'étend en particulier verticalement.
Les dessins schématiques annexés représentent, à titre d'exemple, une réalisation possible de la machine de roulage par injection établie d'après les principes de l'invention.
La Fig.l est une vue en élévation latérale schématique de cette machine.
La Fig.2 est une vue en coupe transversale verticale de la partie centrale de cette machine et de l'e se@ble des parties du saoule prévues en cet endroit.
La Fig.3 est une vue en coupe transversale horizontale par la ligne III-III en Fig.2.
La Fig.4 est une vue d'extré 'ité d'une partie du @éca- nisme que montre la Fig. 2 en supposant qu'on le regarde par le plan IV-IV dans cette Dernière.
La machine de moulage par injection représentée de façon générale par la Fig.l est du type dit "en ligne". L'injection se produit horizontalement et les @ouve@ents de Fer@eture et d'ouverture du moule effectif s'opèrent de même selon un axe horizontal.
Les parties de cette machine qui sont en principe connues ne sont pas décrites en détail. Une de ces parties est le cylindre d'injection 2 qui comporte intérieure@ent une vis d'a@enée de la matière plastique et de plastification préalable de cette matière (dont seule la partie terminale formant piston plongeur est figurée en 3) alimentée en matière plastique solide @ partir d'une trémie 4 et entraînée en rotation par un oteur électrique 5 par l'intermédiaire d'un ergre@age désigné dans son ensemble par 6.
Un équipage 7 formé d'un piston et d'un cylindre sert à assurer
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le mouvement de va-et-vient du piston plongeur 3 à chaque giclée
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d'injection. Le cylindre 2 se termine par une tuyère d'injeeti 3 qui se loge dans un orifice 9 de la têtière 10. Celle-ci se dresse
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verticalement au-dessus du socle 1.
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A l'extrémité arrière de la -..adiie sc trouve xwe : .¯ ::e verticale 15 qui est fixée sur le socle 1. Cette ¯-1.ax,e f::-1'-:e 7'organe de support du nécar;is.e servant 4. f cr .er et ouvrir les -joules au poste d'injection. La têtière 10 et la plaque 15 sor-t r<1..'niés par de robustes entretoises .6, 17, 18 parrii 11-sqùci-.es l'e-trctoise 16 occupe une position .lédiane centrale par ra,\ort soclc 1. et relie les parties supérieures de le têtière et de l, ;lue 15, tandis que les deux autres entretoises 17 et 18 rw.-2 -:. (.: 5.- )S. es plus bas vers les côtés du socle 1. Ces diverses entretoises sort fixées par des écrous de blocage 19. Ce ¯^ t4e er. trinbJ.e des entretoises constitue une monture très stable qui est cc-pable de supporter de fortes pressions d'injection sans 1 .-:z>ser de dl :':)1"'atlon aux parties de la -machine.
De plus, co'#ze dicrst ci -a= r s, ce choix de la position de l'entretoise supérieure 16 assure .;: -anta-ge avantageux de la plaque de support 15.
Les entretoises 16, 17 et 18 servent 'gale-.-et.t au .c-:t: e du dispositif de fermeture des .oules et de ve1'ro'.:l - a",e de ces derniers sous pression. Dans le présent cas, cE wst¯.f ci rc.--d x:e plaque 20 d'appui du roule feraé (voir c i-a: rs) et -..,ne placée de poussée 21, ces deux plaques 6tar.t Ejour,-'eE et ¯ zôvaxt coulisser sur les entretoises. La plaque de poussée 21 sert au .ontae de l'extrémité antérieure d'une timonerie dCsj5r-ée dans son e= . t? e par 22 et forcée d'élé.2er..ts mobiles selon divers 4=¯;,:.es.
Cette tlionerie periet de serrer et d'immobiliser le ..ouïe sous pression; elle pivote 3 une extrémité sur une plaque qui- est mobile sous l'action de la tige (non représentée) d'un équip&je hydraulique 24 fort-ié d'un piston et d'un cylindre s'étendent vers l'arriére à partir de la plaque ou poupée 15 co-Lie le -o-tre le- F-g.l.
La plaque de poussée 21 est reliée n la plaque n'Gï¯ui
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20 par l'inter-,dia4re d'rne robuste vis 25 afin que, sous l'action appropriée d'un fluide sous pression (en principe de l'huile) dans le cylindre 24, la timonerie d8fcr..ab::E: 22 soit redrE:S5e ou au contraire affaissée de la manière connue peur faire sortir ou rentrer selon le cas la plaque 20. La vis 25 est logée dans un écrou 26 solidaire de la plaque 21 et porte 'Il son extrémité antérieure (Fig.2) une couronne dentée 27 engrenant avec un pignon
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28 logé dans un carter 29 lui----9*2e conté à l'arriére de la plaque d'appui 20.
Ce pignon 28 est pourvu d'une tête 30 qu'on peut attaQuer à l'aide d'un outil afin de faire tourner la vis 25 de fa- çon à faire varier la position de départ de la plaque d'appui 20
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et par conséquent de la partie mobile du sz-st=¯ :e de roulage (voir ci-aprës) relativement à la plaque 15 et à la tttire 10 pour des- servir des moules pouvant avoir différentes profondeurs.
L'ensemble du .soûle désigné par 31 dans la Fig.l et représenté avec plus de détails dans les Figs. 2 à 4 est dispose entre la plaque d'appui 20 et la têtière 10 ; il est établi conformément aux principes de la présente invention et est décrit ciaprès.
Cet ensemble de moulage comprend de façon générale un
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support de ùoule pouvant tourner ei, cadencé et se d{--.lacer axiale- ::ent, ce support portant plusieurs parties de .1Oule meles qui sont ici des noyaux qui coopèrent à tour de rôle et suivant le reprérage de la plaque de support avec une seule partie de .ioule fe- elle fixe.
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En premier lieu sur la plaque 10 for:.¯a.;t teticre est boulonnée, dans la zone d'injection représentée par l'orifice 9,
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une partie de .roule fixe 11. Dans la réalisation particule re oui est représentée, on a supposé que les objets doivent être de for e
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simple et foner des pots ou gobelets co.nre celui qui est re-r' senté à titre typique par 12 dans la Fig.2 des dessins. A cet effet, la partie il du moule est une partie fe: el'. c'est-à-dire qu'elle présente une cavité 13 co. uniq11ant par un canal 14 bzz -,asselotte de coulée avec la sortie de la tuyère d'injection 8
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quand cette dernière se trouve dans sa position de travail ainsi que le montre la fig.2.
Les noyaux qui coopèrent à tour de rôle avec la partie femelle 11 du moule sont désignés par 32 ; sont au nombre de quatre et sont boulonnés dans une couronne entourant une plaque de support circulaire en acier 33 pourvue d'un manchon de portée 34 nonté pour pouvoir tourner sur l'entretoise supérieure 16. Ce manchon 34 traverse un orifice correspondant de la plaque d'appui 20 et est immobilisé pour ne pouvoir exécuter de mouvement axial par rapport à cette dernière par des écrous 35. Un anneau 36 de transfert d'eau est prévu entre la plaque 33 et la plaque d'ap- pui 20 ; il comporte des canaux permettant l'écoulement de l'eau de refroidissement à partir d'un canal d'entrée 37 pratiqué dans la plaque d'appui 20 vers des canaux 38 reliés par des tubes souples (non représentés) aux divers moules.
Des canaux de retour dont celui désigné par 39 dans la Fig.2 est typique assurent l'écoulement en retour de cette eau de refroidissement,
La plaque de support 33 tourne par inter@ittence pour i déplacer les noyaux 32 à travers les postes de travail successifs; elle est pourvue à cet effet d'une denture 40 sur sa périphérie.
La commande lui est imprimée par l'intermédiaire d'un engrenage dé.nultiplicateur comprenant des pignons 41, 42 et 43 à partir d'un moteur rotatif 44 actionné par un fluide dont l'arbre porte le pignon 43.
La mise en marche et l'arrêt du moteur 44 et par consé- quent la rotation saccadée ou le repérage de la plaque de support 33 sont commandés par un mécanisme de commande désigné dans son ensemble par 45 monté en un endroit convenable sur une console latérale 46 formant également la monture du moteur 44 et de l'en- grenage de transmission 41,42,43. Pour chaque position de noyau sur la plaque de support 33 est prévue une came 47 qui coopère avec le mécanisme de commande 45 lorsqu'elle arrive cet en- droit .
Ce mode d'actionnement n'est utilisé que pour arrêter le
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fonctionnement du moteur 44 qui fait tourner la plaque de support 33 Bais, comme il est indiqué ci-après, il sert également à amorcer d'autres fonctions dans la machine de moulage y compris l'ouverture et la fermeture d'un moule grâce au fonctionnement de la timonerie 22, l'application de la giclée d'injection à partir du cylindre d'injection 2 et divers autres phénomènes qui intéressent le façonnage de l'objet ioulé- La réalisation mécanique de ces diverses commandes est d'ailleurs bien connue dans cette technique et n'est donc pas décrite ici.
Cornue on le conçoit, il est nécessaire d'assurer un arrêt précis de la plaque de support 33 à chaque occasion. C'est la raison pour laquelle l'extrémité conique d'un pêne de repérage 48 coopère avec des gâches 49 de la plaque pour assurer les positions d'arrêt correctes. Ce pêne 48 est commandé par un équipage 50 à piston et cylindre auquel l'arrivée du fluide est commandée par un distributeur (non représenté) sous l'action du mécanisme de com ande 45.
Comme indiqué dans ce qui précède, dans la disposition particulière qui est représentée par les dessins,la plaque de support 33 est équipée de quatre noyaux de roulage 32.Elle est donc prévue pour s'arrêter à quatre endroits qui sont désignés par A, B, C et D sur la Fig.4.Le poste A est le poste d'injection. L'injection de la pièce moulée se produit au poste D. Les postes intermédiaires B et C peuvent être utilisés pour divers buts. A titre typique, on peut supposer que le poste C est utilisé pour l'enlève:lent dès nasselottes de coulée ou bavures qui souillent chaque pièce coulée 12 comme décrit ci-après. Le poste B auquel peuvent être assignées diverses missions est ici prévu Simpleemnt pour le refroidissement de la pièce moulée.
La succession des opérations par rapport à chaque noyau ; de :noulage particulier 32 se déroule de la -manière suivante :
Lorsque le noyau arrive et s'arrête au poste d'injection ' A, la timonerie 22 est redressée pour déplacer la partie mobile de l'ensemble 31 horizontalement sur les entretoises 16,17 et 18
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avec cet effet notamment d'introduire le noyau 32 en question dans la cavité 13 de la partie de soûle femelle commune 11, après quoi le cylindre d'injection 2 est amené automatiquement en fonctionnement pour envoyer une giclée de matière plastique dans l'espace for.nant intervalle de roulage - séparant ces deux parties du moule.
Pour supporter les pièces dans la zone d'injection et leur permettre de subir victorieusement la pression qui est appliquée à ce codent, il convient de noter aucune plaque de pression 51 est disposée dans cette zone entre la plaque d'appui 20 et la plaque de support 33. Cette plaque de pression 51 supporte une griffe fixe 52 en forme de segment qui pénètre dans une rainure correspondante 53 de la plaque de support afin de contrecarrer toute tendance à la torsion ou à la déformation de la plaque de support sous l'effort qui se manifeste à ce moment. Ce montage a également l'avantage de supporter convenablement la claque de support 33 quand les coules sont ouverts.
Après une pause et tandis que le cylindre d'injection 2 est ramené en arrière, la timonerie 22 est affaissée, ce qui ramène en arrière par traction la plaque d'appui 20 et avec elle la partie mobile de l'ensemble 31. La pièce coulée 12 ayant à ce moment déjà subi un certain retrait sur le noyau 32, elle revient en arrière avec celui-ci, ce qui laisse la cavité 13 ménagée dans la partie femelle du moule dégagée pour l'introduction du noyau 32 qui arrive vis-à-vis d'elle après la phase de repérage suivante.
Il convient de noter qu'une faible fraction seulement du déplacement axial correspondant à un peu plus de la profondeur de la pièce coulée même est nécessaire pour dégager celle-ci et le noyau 32 qui la supporte complètement à partir de la pilce femelle 11 du mouyle et par conséquent pour permettreà la plaque de support j3 de continuer à tourner sans obstruction.
Le moteur 44 est ensuite mis en marche pour entraîner en rotation la plaque de support dans la phase de travail suivante par un commutateur (non représenté maisbien connu dans
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cette technique) lui-même commande par suite du retour en arrière de la plaque de poussée 21. Ce Moteur 44 est ensuite arrêté à nouveau par la came appropriée 47 qui atteint le écanise de commande 45. Ceci amorce le redressement de la timonerie 22 et le début d'une nouvelle opération de moulage.Entretemps, la première pièce soûlée 12 considérée ici a atteint le poste B et est au repos à ce poste.- c'est-à-dire qu'il peut subir le refroidisse- ment pendant que se déroule le processus suivant d'ouverture et de fermeture du moule.
Le repérage suivant de la plaque de support 33 amène la première pièce moulée 12 au poste C. A cet endroit elle subit l'action d'un couteau rotatif 54 monté sur la têtière 10 et commandée par un équipage 55 formé d'un piston et d'un cylindre sous la con-lande du mécanisme de co:=mande 45 pour pénétrer et retirer les bavures 56 de la pièce coulée. Suivant une variante de réalisation possible, un piston plongeur chauffé peut remplacer le couteau 54 et éliminer les bavures par fusion.
Après la répétition du mouvement de va-et-vient axial de la plaque de support 33 et la rotation de cette dernière ?en- dant la phase opératoire suivant', la pièce ..Ioulée originelle 12 est amenée au poste d'éjection D. On remarquera qu'à ce poste, le noyau intéressé 32 se place vis-à-vis d'une section 57 à évidement latéral de la têtière 10. De même, dans cette position, ce même noyau 32 est en ligne avec un organe d'éjection hydraulique 58 monté sur la plaque d'appui 20. Le piston plongeur 59 de cet organe 58 comporte une tête décolletée 60 qui est ainsi amenée dans l'alignement d'un éjecteur à tête 61 prévu dans la partie mâle 32 du moule comme dans toutes les autres.
Le fonctionnement du mécanisme de commande 45 lors de chaque arrêt de la plaque de support 33 est étudié, en outre, de manière à faire fonctionner l'organe 58,de telle sorte que la pièce .coulée 12 soit poussée à l'écart de son noyau associé 32 (voir la Fig.3)et jusque dans la section à évidement 57. Un anneau éjecteur (non
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représenté) peut également être prévu sur les noyaux eux-mêmes pour faciliter ce travail et d'autres organes (non représentés non plus) peuvent de pleine être prévus pour recueillir les pièces .foulées 12 après éjection.
Comme on le conçoit, la machine décrite est complètement automatique dans son fonctionnement ; elle accomplit les cycles de fermeture et d'immobilisation du moule, de fermeture de la tuyè@ re d'injection 8 sur le moule, de production de l'injection,de dégagement de la tuyère, d'ouverture du moule et de repérage de la plaque de support pour mettre en place une nouvelle partie mâle du moule dans l'ordre indiqué suivi par les répétitions du cycle opératoire.
Comme représenté à titre d'exemple par le dispositif d'ébarbage 54, 55 la machine peut être équipée en divers endroits répartis autour de la plaque de support d'appareils capables d'imposer diverses opérations auxiliaires à la pice -.ou- lée selon une certaine relation dans le temps par rapport à la fermeture du moule et à l'injection dont il a été parlé, par exemple un ébarbage général, un perçage, un découpa;e, un matricage, un enlève lent et un remplacement de pièces intérieures, un usinage et un dévissage des pièces -ioulées, ainsi qu'un refroidis- sement pendant le temps nécessaire. Le nombre des endroits disponibles pour ces divers travaux peut bien entendu varier selon les besoins.
De façon générale, une machine telle que la prévoit l'invention est applicable à la production de pièces coulées pouvant avoir les formes les plus différentes, parmi lesquelles on peut citer notamment des pots ou gobelets à parois minces pouvant avoir diverses forces et dimensions. D'autres exemples de pièces qu'on peut produire à l'aide de cette machine sont les capsules filetées et divers autres genres de pièces coulées à garnitures internes liées par roulage.
Les détails de réalisation de cette machine meuvent être odifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domine des équi-
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valences .léc2.nic;.ues.