FR2687861A1 - Alternator equipped with a rectifier assembly, especially for a motor vehicle, and rectifier assembly intended for such an alternator - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne d'une manière générale un alternateur équipé d'un ensemble redresseur, notamment pour véhicule automobile, ainsi qu'un ensemble redresseur destiné à un tel alternateur. The present invention relates generally to an alternator equipped with a rectifier assembly, in particular for a motor vehicle, as well as a rectifier assembly intended for such an alternator.
Un alternateur de ce type est constitué notamment d'un arbre tournant, d'un ensemble rotorique solidaire de l'arbre tournant et d'un ensemble statorique, ces différents éléments étant incorporés dans un carter présentant des flasques métalliques avant et arrière de manière à constituer une structure extérieure rigide. An alternator of this type consists in particular of a rotating shaft, a rotor assembly integral with the rotating shaft and a stator assembly, these various elements being incorporated in a casing having metal front and rear flanges so as to constitute a rigid external structure.
Un tel agencement est décrit et représenté par exemple dans le document FR-A-2 602 924. Such an arrangement is described and represented for example in document FR-A-2 602 924.
De manière connue en soi, un tel alternateur comprend également au moins un ventilateur solidaire de l'arbre tournant et des ouvertures ménagées au moins sur le flasque arrière, de manière telle, qu'un flux d'air puisse être introduit à l'intérieur du carter et assurer un refroidissement correct des différents éléments constituants de l'alternateur. In a manner known per se, such an alternator also comprises at least one fan secured to the rotating shaft and openings made at least on the rear flange, in such a way that an air flow can be introduced inside. of the crankcase and ensure correct cooling of the various constituent elements of the alternator.
A l'ensemble statorique, sont couplés un ensemble redresseur, dont le rôle est de transformer le courant alternatif en courant continu et permettre ainsi l'alimentation des différents organes du véhicule. A stator assembly is coupled to the stator assembly, the role of which is to transform the alternating current into direct current and thus allow the supply of the various organs of the vehicle.
Cet ensemble redresseur comporte un premier élément redresseur dit positif et un second élément redresseur dit négatif, chacun de ces éléments redresseurs étant réalisé sous forme d'un dissipateur ou radiateur sur lesquels sont implantées les diodes de redressement. This rectifier assembly comprises a first so-called positive rectifier element and a second so-called negative rectifier element, each of these rectifier elements being produced in the form of a dissipator or radiator on which the rectifier diodes are installed.
Ces éléments redresseurs sont la source d'un dégagement de chaleur important et doivent être refroidis le plus efficacement possible, de manière à obtenir un rendement optimum du système de redressement. These rectifier elements are the source of significant heat generation and must be cooled as efficiently as possible, so as to obtain optimum efficiency of the rectifier system.
Habituellement les éléments redresseurs positif et négatif sont disposés sur le flasque arrière de l'alternateur et en regard des ouvertures dudit flasque de manière à être refroidis par convection, c'est-à-dire par le flux d'air pénétrant dans le carter de l'alternateur. Usually the positive and negative rectifying elements are arranged on the rear flange of the alternator and facing the openings of said flange so as to be cooled by convection, that is to say by the air flow entering the casing. the alternator.
Cette disposition présente plusieurs inconvénients. This arrangement has several drawbacks.
En effet pour assurer un refroidissement correct par convection, chacun des ponts doit être constitué d'un radiateur muni d'ailettes de refroidissement pour augmenter la surface d'échange, ce qui complique non seulement leur fabrication et donc leur coût, mais également rend leur assemblage et leur fixation plus délicats à réaliser. Indeed, to ensure correct cooling by convection, each of the bridges must consist of a radiator provided with cooling fins to increase the exchange surface, which not only complicates their manufacture and therefore their cost, but also makes them assembly and fixing more difficult to achieve.
La présence d'ailettes de refroidissement augmente leur encombrement et il est souvent difficile de placer les deux ponts en vis-à-vis des ouvertures de manière à assurer, à l'un et à l'autre, un refroidissement correct. The presence of cooling fins increases their size and it is often difficult to place the two bridges opposite the openings so as to ensure, both, correct cooling.
Le problème s'accentue avec les alternateurs les plus récents qui doivent délivrer une puissance de plus en plus grande dans un encombrement global de plus en plus réduit. The problem is accentuated with the most recent alternators which have to deliver more and more power in a more and more reduced overall dimensions.
Des essais ont par ailleurs montré, que le refroidissement par convection n'était pas homogène et provoquait des distorsions de températures, ce qui entraînait une baisse de rendement du système de redressement. Tests have also shown that the convection cooling is not homogeneous and causes temperature distortions, which leads to a reduction in efficiency of the rectification system.
On peut remédier partiellement à cet inconvénient en modifiant la forme des ailettes de refroidissement et des ouvertures du flasque arrière mais les problèmes d'encombrement et de coût demeurent entiers pour les raisons explicitées plus avant. This drawback can be partially remedied by modifying the shape of the cooling fins and the openings of the rear flange, but the problems of space and cost remain intact for the reasons explained above.
La présente invention résoud ces problèmes et propose à cet effet un alternateur équipé d'au moins un ensemble redresseur, notamment pour véhicule automobile, comportant en particulier un flasque arrière, dans lequel sont ménagées des ouvertures destinées à laisser passer, en fonctionnement, un flux d'air de refroidissement, ledit ensemble redresseur, solidaire du flasque arrière, étant constitué d'un premier élément redresseur recevant un premier jeu de diodes de redressement, d'un second élément redresseur recevant un deuxième jeu de diodes de redressement et d'un connecteur, caractérisé en ce que
- le premier élément redresseur est constitué d'une plaque présentant globalement une forme de secteur circulaire à pans coupés, dont la périphérie interne est en retrait de la périphérie extérieure des ouvertures, ladite plaque étant en contact mécanique et électrique substantiellement sur la totalité de sa superficie avec le flasque arrière, de manière à ce que son refroidissement s'effectue uniquement par conduction
- le second élément redresseur est constitué d'un profilé superposé au premier élément redresseur et décalé par rapport à celui-ci selon une direction perpendiculaire à l'axe d'un arbre de l'alternateur, ledit second élément étant disposé globalement en vis-àvis des ouvertures de manière à ce que son refroidissement s'effectue uniquement par convection
- le connecteur est interposé entre le premier élément redresseur et le second élément redresseur.The present invention solves these problems and proposes for this purpose an alternator equipped with at least one rectifier assembly, in particular for a motor vehicle, comprising in particular a rear flange, in which are formed openings intended to allow a flow to pass in operation. cooling air, said rectifier assembly, integral with the rear flange, consisting of a first rectifier element receiving a first set of rectifier diodes, a second rectifier element receiving a second set of rectifier diodes and a connector, characterized in that
- The first rectifier element consists of a plate generally having the shape of a circular sector with cut sides, the internal periphery of which is set back from the external periphery of the openings, said plate being in mechanical and electrical contact substantially over all of its surface with the rear flange, so that it is cooled only by conduction
the second rectifier element consists of a profile superimposed on the first rectifier element and offset with respect to the latter in a direction perpendicular to the axis of a shaft of the alternator, said second element being disposed generally opposite with openings so that it cools only by convection
- The connector is interposed between the first rectifier element and the second rectifier element.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- le second élément redresseur présente une paroi plane sur laquelle est monté le deuxième jeu de diodes de redressement, ladite paroi étant perpendiculaire au premier élément redresseur et globalement décalée par rapport à sa périphérie interne de façon à ce que le jeu de diodes soit sensiblement en vis-à-vis des ouvertures
- la face opposée à la paroi plane du second élément redresseur est munie d'ailettes de refroidissement perpendiculaires à ladite face et de grandeur croissante à partie de chacune des extrémités du profilé constituant l'élément redresseur.According to other features of the invention
- The second rectifier element has a flat wall on which is mounted the second set of rectifier diodes, said wall being perpendicular to the first rectifier element and generally offset with respect to its internal periphery so that the set of diodes is substantially in vis-à-vis the openings
- The face opposite to the flat wall of the second straightening element is provided with cooling fins perpendicular to said face and of increasing size from each of the ends of the profile constituting the straightening element.
L'invention concerne également un ensemble redresseur destiné à un alternateur, notamment pour véhicule automobile, et comportant un premier élément redresseur recevant un premier jeu de diodes de redressement, un second élément redresseur recevant un deuxième jeu de diodes de redressement et d'un connecteur, caractérisé en ce que
- le premier élément redresseur est constitué d'une plaque, présentant globalement une forme de secteur circulaire à pans coupés, adaptée à être en contact mécanique et électrique, substantiellement sur la totalité de sa superficie, avec un flasque arrière d'un alternateur, dans lequel sont ménagées des ouvertures destinées à laisser passer, en fonctionnement, un flux d'air de refroidissement, de manière à ce que le refroidissement dudit premier élément redresseur s'effectue uniquement par conduction
- le second élément redresseur est constitué d'un profilé superposé au premier élément et décalé par rapport à celui-ci, de manière à ce que ledit second élément redresseur soit disposé globalement en vis-à-vis des ouvertures, son refroidissement s'effectuant uniquement par convection
- un connecteur est interposé entre le premier élément redresseur et le second élément redresseur.The invention also relates to a rectifier assembly intended for an alternator, in particular for a motor vehicle, and comprising a first rectifier element receiving a first set of rectifier diodes, a second rectifier element receiving a second set of rectifier diodes and a connector , characterized in that
- The first rectifier element consists of a plate, generally having the shape of a circular sector with cut sides, adapted to be in mechanical and electrical contact, substantially over its entire surface area, with a rear flange of an alternator, in which are provided openings intended to allow, in operation, a flow of cooling air, so that the cooling of said first rectifier element is carried out only by conduction
- The second rectifier element consists of a profile superimposed on the first element and offset with respect to the latter, so that said second rectifier element is disposed generally opposite the openings, its cooling taking place only by convection
- A connector is interposed between the first rectifier element and the second rectifier element.
La présente invention sera mieux comprise avec la description qui va suivre en regard des dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente une vue de face d'un flasque arrière d'alternateur équipé d'ensembles redresseurs agencés suivant l'invention
- la figure 2 représente un ensemble redresseur suivant l'invention dont le connecteur n'a pas été représenté pour une meilleure compréhension.The present invention will be better understood with the description which follows with reference to the appended drawings in which
- Figure 1 shows a front view of a rear flange of alternator equipped with rectifier assemblies arranged according to the invention
- Figure 2 shows a rectifier assembly according to the invention whose connector has not been shown for better understanding.
On se réfère tout d'abord à la figure 1 sur laquelle on a représenté un flasque ou palier arrière 10 d'un alternateur pour véhicule automobile. First of all, reference is made to FIG. 1 in which a flange or rear bearing 10 of an alternator for a motor vehicle has been shown.
Par alternateur pour véhicule automobile, on entend en fait un type d'alternateur auquel sont associés un ou plusieurs ensembles redresseurs permettant, à partir de la tension alternative délivrée par l'alternateur lui-même, d'engendrer une tension continue susceptible d'alimenter les circuits électriques d'une automobile. By alternator for a motor vehicle is actually meant a type of alternator with which one or more rectifier assemblies are associated, making it possible, from the alternating voltage supplied by the alternator itself, to generate a direct voltage capable of supplying the electrical circuits of an automobile.
Dans l'exemple représenté à la figure 1, l'alternateur considéré est équipé de deux ensembles redresseurs globalement identiques 12,12' et les éléments identiques pour chacun d'eux porteront les mêmes références. In the example shown in FIG. 1, the alternator considered is equipped with two generally identical rectifier assemblies 12, 12 ′ and the elements which are identical for each of them will have the same references.
Le palier arrière 10 comporte en particulier une série d'ouvertures 14 réparties angulairement. Ces ouvertures 14 sont destinées à permettre le passage d'un flux d'air engendré par un ventilateur (non représenté) et destiné au refroidissement des différents constituants de l'alternateur. The rear bearing 10 comprises in particular a series of openings 14 distributed angularly. These openings 14 are intended to allow the passage of an air flow generated by a fan (not shown) and intended for cooling the various components of the alternator.
On se réfère maintenant en particulier à la figure 2, dans laquelle on a représenté, de manière simplifiée, l'un des ensembles redresseurs 12,12' pour mieux en comprendre la constitution. Reference is now made in particular to FIG. 2, in which one of the rectifier assemblies 12, 12 'has been shown in a simplified manner in order to better understand its constitution.
Chaque ensemble redresseur 12,12' est constitué d'un premier élément redresseur 16 et d'un deuxième élément redresseur 18. Each rectifier assembly 12, 12 ′ consists of a first rectifier element 16 and a second rectifier element 18.
Le premier élément redresseur 16 consiste en une plaque métallique, réalisée par exemple en aluminium, présentant deux faces planes parallèles et montées directement en contact électrique et mécanique avec le flasque arrière 10. The first rectifier element 16 consists of a metal plate, made for example of aluminum, having two parallel flat faces and mounted directly in electrical and mechanical contact with the rear flange 10.
Cette plaque présente globalement la forme d'un secteur circulaire à pans coupés dont la périphérie interne 20, de plus petit diamètre est au voisinage immédiat de la périphérie extérieure des ouvertures 14 (voir figure 1). This plate generally has the shape of a circular sector with cut sides whose internal periphery 20, of smaller diameter is in the immediate vicinity of the external periphery of the openings 14 (see FIG. 1).
Ainsi qu'on peut le remarquer, et suivant un premier aspect de l'invention, ce premier élément redresseur 16 n'est pas refroidi par le flux d'air traversant les ouvertures 14, mais uniquement par conduction avec le palier arrière sur lequel il est en quelque sorte plaqué. As can be seen, and according to a first aspect of the invention, this first rectifier element 16 is not cooled by the air flow passing through the openings 14, but only by conduction with the rear bearing on which it is somehow plated.
Le fait que sa face en contact avec le palier arrière est plane permet une évacuation calorifique maximum et homogène sur toute sa superficie. The fact that its face in contact with the rear bearing is flat allows maximum and homogeneous heat evacuation over its entire surface.
On améliore cette évacuation calorifique en interposant, entre l'élément redresseur 16 et le flasque arrière 10, un film de graisse silicone. This heat evacuation is improved by interposing, between the rectifier element 16 and the rear flange 10, a film of silicone grease.
Ce premier élément redresseur 16 comporte un premier jeu de diodes de redressement référencées 22 montées directement sur la paroi supérieure. Ce premier élément redresseur 16 constitue l'élément redresseur dit négatif, l'anode des diodes 22 étant montée directement en contact mécanique et électrique avec ladite paroi supérieure. This first rectifier element 16 comprises a first set of rectifier diodes referenced 22 mounted directly on the upper wall. This first rectifier element 16 constitutes the so-called negative rectifier element, the anode of the diodes 22 being mounted directly in mechanical and electrical contact with said upper wall.
Le premier élément redresseur 16 comporte également, à chacune de ses extrémités, un trou 24,25 destiné au passage de boulons ou vis pour sa fixation sur la palier arrière 10. The first rectifier element 16 also includes, at each of its ends, a hole 24.25 intended for the passage of bolts or screws for its fixing on the rear bearing 10.
Le second élément redresseur 18 est, d'une part, superposé au premier élément redresseur 16 et, d'autre part, décalé par rapport audit premier élément redresseur 16 suivant une direction perpendiculaire à l'axe X de l'arbre de l'alternateur. The second rectifier element 18 is, on the one hand, superimposed on the first rectifier element 16 and, on the other hand, offset with respect to said first rectifier element 16 in a direction perpendicular to the axis X of the alternator shaft .
Le second élément redresseur 18 est isolé électriquement du premier élément redresseur 16 par un connecteur 30 (voir figure 1), qui n'a pas été représenté sur la figure 2 pour une simplification des dessins. The second rectifier element 18 is electrically isolated from the first rectifier element 16 by a connector 30 (see FIG. 1), which has not been shown in FIG. 2 for simplification of the drawings.
Ce second élément redresseur 18 est formé par un profilé extrudé en aluminium et est globalement situé en face des ouvertures 14 (voir figure 1). N'ayant aucun contact mécanique ou électrique avec le flasque arrière 10, et suivant un autre aspect de l'invention, son refroidissement est assuré uniquement par convection ctest-à-dire par le flux d'air traversant les ouvertures 14. This second rectifier element 18 is formed by an extruded aluminum profile and is generally located opposite the openings 14 (see FIG. 1). Having no mechanical or electrical contact with the rear flange 10, and according to another aspect of the invention, its cooling is ensured only by convection, that is to say by the air flow passing through the openings 14.
Le second élément redresseur 18 présente une paroi plane 32, perpendiculaire au premier élément redresseur 16, située à la périphérie extérieure des ouvertures 14 et globalement décalée par rapport à la périphérie interne 20 du premier élément redresseur 16. The second rectifier element 18 has a flat wall 32, perpendicular to the first rectifier element 16, located at the outer periphery of the openings 14 and generally offset with respect to the internal periphery 20 of the first rectifier element 16.
Sur cette paroi plane 32 est monté un deuxième jeu de diodes de redressement référencées 34, dont la cathode est en contact direct mécanique et électrique avec ladite paroi 32 de manière à ce que le second élément redresseur 18 constitue l'élément redresseur dit positif. On this flat wall 32 is mounted a second set of rectifier diodes referenced 34, the cathode of which is in direct mechanical and electrical contact with said wall 32 so that the second rectifier element 18 constitutes the so-called positive rectifier element.
On appréciera que lesdites diodes 34 sont au moins partiellement en regard des ouvertures 14 de manière à leur assurer un refroidissement direct par convection. It will be appreciated that said diodes 34 are at least partially opposite the openings 14 so as to provide them with direct cooling by convection.
Ce second élément redresseur 18 présente à chacune de ses extrémités des moyens de fixation avec le premier élément redresseur 16. Ces moyens sont constitués de proéminences 36,37, en forme d'oreilles ouvertes, et dont les positions coïncident avec celles des trous 24,25 du premier élément redresseur 16. This second rectifier element 18 has at each of its ends fixing means with the first rectifier element 16. These means consist of protrusions 36, 37, in the form of open ears, and the positions of which coincide with those of the holes 24, 25 of the first rectifier element 16.
Les éléments redresseurs 16 et 18 et le connecteur 30 sont reliés entre eux et au flasque arrière 10 par des boulons ou vis 38,39, qui traversent les oreilles ouvertes 36,37 et les trous 24,25. The rectifier elements 16 and 18 and the connector 30 are connected to each other and to the rear flange 10 by bolts or screws 38,39, which pass through the open ears 36,37 and the holes 24,25.
Afin d'améliorer le refroidissement du second élément redresseur 18, la face opposée à la paroi plane 32 supportant les diodes 34 est munie d'ailettes de refroidissement 40 globalement perpendiculaires par rapport à la paroi plane 32 de manière à ce qu'elles soient en vis-à-vis des ouvertures 14 et soient ainsi soumises au maximum au flux d'air rentrant dans l'alternateur ctest-à-dire plus précisément qu'elles soient soumises à un refroidissement par convection. In order to improve the cooling of the second rectifier element 18, the face opposite to the planar wall 32 supporting the diodes 34 is provided with cooling fins 40 generally perpendicular to the planar wall 32 so that they are in vis-à-vis the openings 14 and are thus subjected to the maximum of the air flow entering the alternator ctest to say more precisely that they are subjected to cooling by convection.
Pour des raisons qui seront explicitées plus loin, on remarquera que les ailettes de refroidissement 40 sont de grandeur croissante à partir de chacune des extrémités du profilé. For reasons which will be explained below, it will be noted that the cooling fins 40 are of increasing size from each of the ends of the profile.
L'élément redresseur 18 présente à l'une de ses extrémités un organe de réception de la borne B+ de sortie de l'ensemble de redressement constitué d'un appendice 42 en forme d'oreille ouverte. The rectifier element 18 has at one of its ends a member for receiving the terminal B + output of the rectifier assembly consisting of an appendage 42 in the form of an open ear.
On remarquera que les ouvertures des oreilles 36,37 et 42 sont orientées suivant une même direction. It will be noted that the openings of the ears 36, 37 and 42 are oriented in the same direction.
Cette disposition permet en particulier de faciliter le traitement de surface dont est l'objet l'ensemble du profilé 18.This arrangement makes it possible in particular to facilitate the surface treatment of which the whole of the profile 18 is the subject.
De manière connue en soi, le connecteur 30 assure non seulement l'isolation entre les éléments redresseurs 16 et 18 mais réalise également toutes les connexions électriques nécessaires pour le redressement et les liaisons extérieures. In a manner known per se, the connector 30 not only provides insulation between the rectifier elements 16 and 18 but also makes all the electrical connections necessary for the rectification and the external connections.
On réalise ainsi un ensemble redresseur compact et parfaitement fiable tant sur la tenue mécanique que sur la tenue électrique. This produces a compact and perfectly reliable rectifier assembly both in terms of mechanical strength and electrical strength.
Dans l'exemple de la figure 1, l'alternateur considéré est équipé de deux ensembles redresseurs 12,12'. In the example of FIG. 1, the alternator considered is equipped with two rectifier assemblies 12, 12 ′.
L'ensemble redresseur 12 est équipé de deux jeux de quatre diodes redresseuses 22,34 correspondant à un redressement triphasé avec sortie du point neutre, tandis que l'ensemble redresseur 12' comporte deux jeux de trois diodes redresseuses également référencées 22,34 pour un redressement triphasé classique. The rectifier assembly 12 is equipped with two sets of four rectifier diodes 22,34 corresponding to a three-phase rectification with output from the neutral point, while the rectifier assembly 12 'comprises two sets of three rectifier diodes also referenced 22,34 for a classic three-phase rectification.
Un alternateur équipé de cette manière permet d'élaborer soit un réseau bi-tension soit de fournir une puissance double pour un réseau mono-tension. An alternator equipped in this way makes it possible to develop either a dual-voltage network or to supply double power for a single-voltage network.
La conception des ensembles 12,12' permet de les positionner côte à côte et symétriquement sur le flasque arrière 10 tout en assurant pour chacun d'eux un refroidissement particulièrement efficace. The design of the assemblies 12, 12 'makes it possible to position them side by side and symmetrically on the rear flange 10 while ensuring for each of them a particularly efficient cooling.
On appréciera, en particulier, que les éléments redresseurs positif 18 sont réalisés à partir d'un même profilé. It will be appreciated, in particular, that the positive rectifier elements 18 are produced from the same profile.
Ainsi, dans le cas d'un réseau mono-tension, la borne B+ logée dans les proéminences 42 peut se situer indifféremment à gauche ou à droite suivant le type de véhicule auquel est destiné l'alternateur et ce, sans changer l'agencement général du flasque arrière 10. Thus, in the case of a single-voltage network, the terminal B + housed in the prominences 42 can be located either on the left or on the right depending on the type of vehicle for which the alternator is intended, without changing the general arrangement rear flange 10.
La grandeur croissante des ailettes 40 permet de réduire l'encombrement global des ensembles redresseurs 12,12' sur le flasque arrière 10. The increasing size of the fins 40 makes it possible to reduce the overall size of the rectifier assemblies 12, 12 ′ on the rear flange 10.
En effet, du côté des moyens de fixation 38, la réduction des ailettes 40 permet une inclinaison réciproque plus importante des ensembles redresseurs 12,12' sans pour cela nuire à l'efficacité de leur refroidissement. Indeed, on the side of the fixing means 38, the reduction of the fins 40 allows a greater reciprocal inclination of the rectifier assemblies 12, 12 ′ without thereby affecting the efficiency of their cooling.
Bien entendu la présente invention englobe toute variante que l'homme de métier pourrait y apporter. Of course the present invention encompasses any variant that the skilled person could make.
En particulier, un alternateur pourrait être équipé d'un seul ensemble redresseur avec ou sans sortie du point neutre sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. In particular, an alternator could be equipped with a single rectifier assembly with or without leaving the neutral point without thereby departing from the scope of the present invention.
Claims (8)
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Applications Claiming Priority (1)
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| FR9201923A FR2687861B1 (en) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ALTERNATOR HAVING A RECTIFIER ASSEMBLY, PARTICULARLY FOR A MOTOR VEHICLE, AND RECTIFIER ASSEMBLY FOR SUCH AN ALTERNATOR. |
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| FR2687861A1 true FR2687861A1 (en) | 1993-08-27 |
| FR2687861B1 FR2687861B1 (en) | 2000-12-29 |
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| FR (1) | FR2687861B1 (en) |
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Also Published As
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|---|---|
| FR2687861B1 (en) | 2000-12-29 |
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