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Patent 2072896 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2072896
(54) English Title: APPARATUS FOR HEAT TREATING SUCCESSIVE CHARGES
(54) French Title: INSTALLATION POUR LE TRAITEMENT THERMIQUE DE CHARGES SUCCESSIVES
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • F27B 9/00 (2006.01)
  • C21D 1/74 (2006.01)
  • C21D 9/00 (2006.01)
  • F27B 9/38 (2006.01)
  • F27B 9/39 (2006.01)
(72) Inventors :
  • BEURET, PIERRE (Switzerland)
  • BEURET, JACQUES (Switzerland)
(73) Owners :
  • CODERE SA (Switzerland)
(71) Applicants :
(74) Agent: ROBIC
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1996-08-20
(22) Filed Date: 1992-07-02
(41) Open to Public Inspection: 1993-03-20
Examination requested: 1992-07-02
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
2782/91 Switzerland 1991-09-19

Abstracts

French Abstract



Le chariot de chargement (25) amène la char-
ge et la dépose sur le bouchon (10) du four (1).
L'introduction de la charge dans le four (1)
et sa fermeture s'effectuent par action de l'élévateur
(12) qui redescend après le traitement jusqu'à une po-
sition intermédiaire, à partir de laquelle le four (1)
peut être déplacé horizontalement, la ceinture infé-
rieure (4) poussant la grille de base de la charge sur
le couvercle (17) et le plateau (22) de l'élévateur
(18) placé en position supérieure. Le couvercle (17)
assure l'étanchéité de l'ouverture du four aux gaz de
protection de la charge.
Cet élévateur permet d'introduire la charge
dans le bac de trempe, puis de la ramener en position
d'égouttement et de la déposer sur le chariot de dé-
chargement (38) se déplaçant sur la voie (36, 37).

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


- 11 -
REVENDICATIONS:

1. Installation pour le traitement thermique
de charges successives, comprenant un four à disposi-
tion verticale, ouvert vers le bas et situé dans une
position supérieure, un bac muni d'un élévateur et pla-
cé dans une position inférieure, une voie d'accès hori-
zontale installée à la hauteur de la base du bac, munie
de moyens de chargement, et un élévateur d'enfournement
placé à côté du bac de manière à élever une charge pla-
cée par les moyens de chargement sur l'élévateur pour
l'introduire dans le four, celui-ci étant mobile hori-
zontalement entre une position située au-dessus de l'é-
lévateur d'enfournement et une position située
au-dessus du bac, caractérisée par un plan de glisse-
ment placé à la hauteur de la base du four et permet-
tant le ripage d'une charge supportée par l'élévateur
d'enfournement à la hauteur du dit plan, par déplace-
ment du four.

2. Installation selon la revendication 1,
caractérisée en ce que l'élévateur d'enfournement porte
un bouchon capable d'obturer le four, et en ce que ce
bouchon présente une surface plane de support de la
charge.

3. Installation selon la revendication 2,
caractérisée en ce que le four est un four à cloche
dont la base est conformée de manière à pousser latéra-
lement une grille de support d'une charge pour la dé-
placer sur la dite surface de support, le bouchon étant
placé dans une position intermédiaire, lors d'un dépla-
cement du four de la position située au-dessus de l'é-
lévateur d'enfournement vers la position située
au-dessus du bac.

- 12 -
4. Installation selon la revendication 3,
caractérisée en ce que le bac est muni d'un couvercle
avec une ouverture pour le passage du plateau de l'élé-
vateur du bac, et en ce que la face supérieure du cou-
vercle constitue une partie du dit plan de glissement.

5. Installation selon la revendication 4,
caractérisée en ce que le couvercle du bac, le plateau
de l'élévateur du bac et la surface du bouchon forment,
lorsque le bouchon est en position intermédiaire, le
dit plan de glissement, sur lequel la grille de base se
déplace par glissement lorsqu'elle est poussée par la
base de la cloche du four.

6. Installation selon la revendication 5,
caractérisée en ce que les éléments du plan de glisse-
ment comportent une surface étanche aux gaz entre la
cloche et le plan de glissement lors de la translation
de la charge.

7. Installation selon la revendication 2,
dans laquelle les moyens de chargement comporte des
chariots, caractérisée en ce que les chariots sont
munis de plateaux à déplacement vertical limité,
permettant de transférer une grille portant une charge,
respectivement du plateau d'un chariot d'enfournement
sur le bouchon du four ou de l'élévateur du bac sur le
plateau d'un chariot de déchargement.

8. Installation selon la revendication 7,
caractérisée en ce que les plateaux des chariots pré-
sentent chacun une ouverture en demi-cercle.

9. Installation selon la revendication 7,
caractérisée en ce que les plateaux des chariots sont




- 13 -
supportés par un dispositif excentrique permettant le-
dit déplacement limité par action d'un levier.


(sans priorité)

10. Installation selon la revendication 1,
caractérisée en ce que l'élévateur d'enfournement est
équipé d'un dispositif d'étanchéité apte à empêcher
toute pénétration d'air dans le four quand le dit élé-
vateur supporte une charge à une hauteur telle que sa
surface de base est à la hauteur du plan de glissement.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


- ZQ7;~896

Installation pour le traitement thermique de charges
succes~ives.

Des installations de traitement comportant
un ou plusieurs fours, de même qu'un ou plusieurs bacs
et des moyens pour transférer une charge successivement
d'un poste de chargement dans le four, puis dans le bac
et pour extraire ensuite cette charge du bac et l'ame-
ner à une station de sortie, existent déjà. On citera
notamment la demande de brevet européen No. 0 296 102
qui a été publiée le 21 décembre 1988.
Le brevet suisse CH-478 918 décrit aussi une
installation de ce genre. Dans cette dernière, la
cloche est suspendue à l'intérieur du four par des
moyens de suspension qui sont capables de la faire
tourner autour de son axe quand l'élévateur est en
position supérieure, de sorte que la charge peut être
placée sur des appuis saillants solidaires de la paroi
intérieure de la cloche.
Cette installation connue permet de transfé-
rer la charge de l'élévateur au four, puis de celui-ci
au bac de trempe, mais l'accrochage de la charge à la
cloche est une opération délicate et d'autre part lors
du déplacement du four de la position de changement à
la position de transfert dans le bac, la base du four
est ouverte et par conséquent la charge est soumise au
risque d'oxydation Un autre inconvénient de cette ins-
tallation connue est que les moyens de suspension de la
cloche empêchent de placer une turbine de circulation
des gaz à l'emplacement le plus favorable, soit au
sommet du four, dans l'axe de la cloche.
Le but de la présente invention est de con-
cevoir une installation du genre indiqué plus simple
que les installations déjà connues, susceptible d'être
commandée manuellement, tout en garantissant une

ZQ72896
-- 2
circulation de la charge entre les divers éléments de
l'installation qui élimine les risques pour les pièces
traitées, notamment les risques de contact avec l'air,
et par conséquent d'oxydation.
Dans ce but, la présente invention a pour
objet une installation pour le traitement thermique de
charges successives, comprenant un four à disposition
verticale, ouvert vers le bas et situé dans une posi-
tion supérieure, un bac muni d'un élévateur et placé
dans une position inférieure, une voie d'accès horizon-
tale installée à la hauteur de la base du bac, munie de
moyens de chargement, et un élévateur d'enfournement
placé à côté du bac de manière à élever une charge pla-
cée par les moyens de chargement sur l'élévateur pour
l'introduire dans le four, celui-ci étant mobile hori-
zontalement entre une position située au-dessus de l'é-
lévateur d'enfournement et une position située
au-dessus du bac, caractérisée par un plan de glisse-
ment placé à la hauteur de la base du four et permet-
tant le ripage d'une charge supportée par l'élévateurd'enfournement à la hauteur du dit plan, par déplace-
ment du four.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple,
plusieurs formes d'exécution de l'installation selon
l'invention en se référant au dessin annexé dont
la fig. 1 est une vue en élévation schémati-
que vue dans la direction des voies parallèles de char-
gement et de déchargement,
la fig. 2 est une vue schématique en plan de
dessus du four et du bac de l'installation de la fig.

la fig. 3 est une vue également en plan de
dessus montrant les voies et les chariots de chargement
et de déchargement,
la fig. 4 est une vue en élévation schémati-

2~7~896
-- 3
que dans une direction perpendiculaire aux voies de
chargement et de déchargement, `~
la fig. 5 est une figure en élévation analo-
gue à la fig. 1 montrant l'élévateur d'enfournement
dans une position intermédiaire,
la fig. 6 est une vue semblable à la fig. 1
d'une deuxième forme d'exécution de l'installation se-
lon l'invention,
la fig. 7 est une vue en plan de dessus de
cette deuxième forme d'exécution,
la fig. 8 est une vue en élévation selon la
flèche A de la fig. 7,
la fig. 9 est une vue schématique semblable
à la fig. l montrant une troisième forme d'exécution,
la fig. 10 est une vue en plan de dessus
analogue aux fig. 2 et 7 montrant la troisième forme
d'exécution, et
les fig. 11, 12 et 13 représentent respecti-
vement en plan de dessus, en élévation selon la flèche
A et en élévation/coupe selon la flèche B une forme
d'exécution munie d'un perfectionnement.
L'installation représentée au dessin est une
installation simple qui ne comporte qu'un four et qu'un
bac, par exemple un bac de trempe. Il s'agit d'une ins-
tallation permettant divers traitement comme l'austéni-
tisation, la cémentation, la cémentation accélérée, la
carbonitruration, la nitruration, le recuit, le revenu.
Dans l'installation de la fig. 1, on voit
tout d'abord un four 1 qui est un four à cloche 2, cel-
le-ci présentant à sa base une ouverture 3 limitée par
une ceinture 4 dont le rôle sera expliqué plus loin.
Des corps de chauffe 5, une turbine 6 et une double
chemise 7 assurent l'homogénéité des vitesses des gaz
de traitement dans la charge par circulation forcée à
l'intérieur et autour de la cloche 2. Le four l est mo-


`` ~ 2Q7~896
-- 4
bile de droite à gauche et de gauche à droite dans le
plan du dessin de la fig. 1. Pour cela, il est porté
par des galets 8, qui roulent sur une voie de roulement
désignée par 9 à la fig. 4.
Lorsqu'il est situé dans la position de la
fig. 1, le four 1 peut être fermé au moyen d'un bouchon
10 qui est supporté par le plateau 11 d'un élévateur
12, guidé par deux colonnes 13 (voir fig. 4) et entraî-
né par une vis 14, actionnée par un moteur 15. La com-
mande du moteur 15 permet ainsi de fermer hermétique-
ment le four 1. Ces conditions permettent une rapide
montée en température de la charge, cela par convection
et rayonnement de l'énergie de chauffage, dispensé par
les corps de chauffe et grâce à la turbine de circula-
tion forcée des gaz de traitement. Cette solution a
l'avantage d'assurer un traitement thermique de grande
précision où les dispersions de température dans l'en-
semble de la charge ne seront pas supérieures à +5C.
De même pour l'homogénéité des vitesses des
gaz des traitements dans la charge par circulation for-
cée au travers de la double chemise.
Lorsqu'il est déplacé sur la gauche à la
fig. 1, le four 1 se trouve au-dessus d'un bac de trem-
pe 16, de forme rectangulaire en plan, fermé par un
couvercle 17 et qui contient un élévateur 18 constitué
d'une colonne de guidage verticale 19, d'une vis d'en-
traînement 20, d'un bras de support 21 et d'un plateau
22. A l'intérieur du bac, sont placées des tôles de
guidage 23 délimitant un canal qui permet un flux homo-
gène du liquide de refroidissement à travers la charge
par l'intermédiaire de circulateurs ou pompes de
brassage. Comme on le voit à la fig. 2, le couvercle 17
est muni d'une ouverture 24 à travers laquelle peut
passer le plateau 22 de l'élévateur 18.
Pour assurer le transport de la charge, on

2Q72896
-- 5 --
prévoit deux chariots, soit un chariot de chargement 25
et un chariot de déchargement 38. Le chariot 25 roule
par l'intermédiaire de galets 26 sur une voie de char-
gement comportant deux rails parallèles 27 (fig. 2),
située au niveau de la base du bac, à côté de ce
dernier. Il comporte un caisson 28, et à sa partie su-
périeure un support 29 en forme de demi-cercle apte à
recevoir une grille de base 30 d'une charge 31 consti-
tuée de pièces en vrac dans des paniers empilés. Un
dispositif à excentrique 32, manoeuvré par un levier
33, permet d'abaisser ou d'élever légèrement le caisson
28 par rapport au chassis sur lequel pivotent les ga-
lets 26, ce qui permet de déposer une charge transpor-
tée par le chariot de chargement sur la surface plane
intérieure du bouchon 10 placé sur le plateau 11 amené
en position inférieure. Cette opération de transfert
étant effectuée, on conçoit que le chariot de charge-
ment 25 peut être évacué et que l'élévateur 12 peut
être entraîné de façon à enfourner la charge 31 et en
même temps à fermer le four au moyen du bouchon lO. Le
caisson 28 et le chariot 25 sont également visibles à
la fig. 4 qui illustre le mouvement du levier 33 per-
mettant le transfert de la charge du chariot 25 au pla-
teau 11 de l'élévateur de chargement.
La fig. 5 illustre l'opération de transfert
de la charge après un traitement thermique à haute tem-
pérture et sous atmosphère contrôlée. L'élévateur 12
est actionné de façon à venir se placer dans une posi-
tion intermédiaire entre la position de fermeture du
four visible à la fig. 1 et la position inférieure de
chargement décrite précédemment. Dans cette position
intermédiaire, le bouchon 10 est extrait de la cloche
du four et sa surface supérieure plane se trouve à
fleur du plan supérieur du couvercle 17 du bac 16. Le
four est alors déplacé de droite à gauche à la fig. 5,

ZQ7;~896
-



-- 6
les galets 8 roulant sur les rails 9, de sorte que la
ceinture de base 4 pousse la grille de base 30 sur la
face interne du bouchon 10 et fait glisser cette grille
jusqu'à ce qu'elle parvienne sur le couvercle 17. Le
déplacement du four se poursuit jusqu'à ce que la gril-
le 30 se trouve sur la face supérieure du plateau 22 de
l'élévateur 18 qui a été amené dans une position où
cette surface supérieure se trouve aussi à fleur de la
surface 17. Ainsi, la charge est amenée immédiatement
au-dessus du bac de trempe tout en restant confinée à
l'intérieur de la cloche du four et par conséquent pro-
tégée de l~latmosphère extérieur. Il suffit dès lors de
manoeuvrer l'élévateur 18 de façon à faire descendre la
charge dans le bac, puis de ramener le four dans sa po-
sition initiale et de le refermer au moyen de l'éléva-
teur 12 et du bouchon 10. Cette partie de l'installa-
tion est dès lors prête pour un nouveau chargement ef-
fectué au moyen du chariot 25 et de l'élévateur 12.
Une fois que l'opération de trempe est ter-
minée, on actionne à nouveau l'élévateur 18 de façon àamener la charge dans une position d'égouttement repré-
sentée par 31' à la fig. 5. Le chariot de déchargement
qui comporte également une embase en forme de demi-
cercle et qui est porté par trois galets 35 montés sur
les deux rails 36 et 37 est alors amené en position de
déchargement. En abaissant légèrement le plateau de
l'élévateur 18, la charge 31 vient reposer sur l'embase
du chariot 38. Ce dernier peut être évacué vers le pos-
te de déchargement une fois que l'élévateur 18 a été
abaissé jusqu'à l'intérieur du bac.
Un transfert manuel ou motorisé achemine
alors la charge vers une machine à laver ou vers une
prochaine cellule de traitement, ou une rampe
d'évacuation.
On comprend qu'en utilisant seulement deux

- Z~72~396
-- 7
voies de transport parallèles dont une pour le charge-
ment et l'autre pour le déchargement, on peut prévoir
le long de cette paire de voies une série d'installa-
tions avec chacune un four, un bac et un élévateur de
chargement, la disposition relative de ces éléments
étant celle décrite ci-dessus.
Les fig. 6, 7 et 8 représentent une deuxième
forme d'exécution dans laquelle on retrouve, pour le
bac et pour le four, la même disposition que dans la
première forme d'exécution, mais les élévateurs du bac
et du four sont disposés de façon un peu différente de
manière à réaliser une meilleure utilisation de l'espa-
ce disponible.
On retrouve donc un four 1 avec une cloche 2
et un bac de trempe 16. Ce dernier est disposé dans une
position inférieure et fixe alors que le four 1 est
placé dans une position supérieure et mobile latérale-
ment de façon à pouvoir être amené alternativement
au-dessus du bac 16 ou au-dessus d'un élévateur de
chargement qui est désigné ici par 39. Comme dans la
première forme d'exécution, l'élévateur 39 porte le
bouchon 10 du four. Il comporte un bras horizontal 40
fixé à l'extrémité d'un bras perpendiculaire 41 qui est
lui-même guidé en porte-à-faux par une colonne 42 et
entraîné verticalement par un vérin 43. La fig. 8 mon-
tre la disposition verticale de la colonne de guidage
42 et du vérin 43. Une colonne similaire 44 et un vérin
45 sont disposés immédiatement à côté des éléments 42
et 43 mais à l'intérieur de l'enceinte du bac 16. Le
vérin 45 actionne un bras 46, fixé à un bras transver-
sal 47 qui supporte un plateau 48 analogue au plateau
22. L'ensemble 44, 45, 46, 47 et 48 constitue un éléva-
teur 49 placé à l'intérieur du bac 16 de façon analogue
à l'élévateur 22.
On voit encore à la fig. 6 les moyens 50 qui

Z(~72896
-- 8
assurent la circulation du liquide de trempe à l'inté-
rieur du bac 16. Ces deux circulateurs 50 sont situés
dans les angles extérieurs du bac.
Les fig. 9 et 10 montrent une troisième
forme d'exécution illustrant une installation selon
l'invention et construite avec un four de forme rectan-
gulaire et un bac également de forme rectangulaire. Le
four 51 est par ailleurs de construction analogue au
four 1 t~n~;~ que le bac 52 comporte des éléments
analogues à ceux du bac 16.
La forme d'exécution perfectionnée, que l'on
voit aux figures 11, 12 et 13, se distingue par diffé-
rentes particularités.
Un four 61 mobile horizontalement sur une
structure 62, un élévateur d'enfournement 63 et un bac
64 constituent les éléments principaux de cette
installation.
Le four 61 se déplace horizontalement sur
deux rails 65 et 66 parallèles de manière à passer d'u-
ne position située au-dessus de l'élévateur 63 à une
position située au-dessus du bac 64 et vice versa.
Un plateau horizontal 67 dont la face supé-
rieure est plane s'étend au-dessus du bac dont il forme
le couvercle et au-dessous de l'emplacement occupé par
le four lors de l'enfournement. Ce plateau comporte une
ouverture circulaire 68 centrée par rapport au plateau
69 de l'élévateur 63. L'élévateur 63 porte un piston
hydraulique (non représenté) qui permet de déplacer le
plateau 69 et le bouchon 71 par rapport au bras de
l'élévateur, actionné lui-même par un vérin 78 et guidé
par une colonne 76. La grille 72 supportant la charge
73 est portée par le plateau 69. Un manteau cylindrique
74 en forme de cuvette entoure le plateau 69. Il est
monté sur le bras de l'élévateur.
Lors d'une opération d'enfournement le vérin

- 9 - 2Q7~896
78 est actionné pour faire monter l'élévateur jusqu'à
ce que le bord supérieur du manteau 74 bute contre la
face inférieure du couvercle 67. La grille se trouve
alors à la hauteur du plan de glissement. Le piston 70
est commandé de manière que le plateau 69, ainsi que le
bouchon 71 et la charge 73 passent à travers l'ouver-
ture 68. Le bouchon vient obturer l'ouverture infé-
rieure du four, pour permettre la montée en température
et le traitement thermique des pièces (position en
traits mixtes aux figures 12 et 13). Le manteau 74 est
alors en butée par son bord supérieur contre le
couvercle 67. Il assure une fermeture étanche du four
61 même quand le bouchon ne se trouve pas dans sa
position de fermeture complète. Cet effet d'étanchéité
permet d'effectuer le ripage de la charge sur le plan
de glissement définie par les nervures 68 sans risque
d'oxydation des pièces, bien que le bouchon se trouve
alors dans une position intermédiaire.
Le manteau 74 peut être réalisé de différen-
tes manières. Il peut comprendre deux parties qui se
téléscopent ou une seule partie, comme représenté au
dessin. Il peut être déplacé par un ou plusieurs
vérins. Le manteau peut aussi être constitué par un
tissu métallique souple apte à se déformer suivant la
position de l'élévateur, afin de fermer de manière
étanche l'ouverture 68 du plateau de glissement au
moment où la charge est ripée avec l'ensemble du four
pour être glissée sur le plateau 75 (fig. 11) de
l'élévateur du bac.
on remarque dans la forme d'exécution des
fig. 11, 12 et 13 que les colonnes 76 et 77 ainsi que
les vérins 78 et 79 de commande des élévateurs sont des
dispositifs groupés à proximité les uns des autres à
l'arrière de l'installation. Celle-ci est très compacte
et comporte un nombre minimum d'éléments.

- 2~72896
-- 10 --
Les installations décrites ci-dessus possè-
dent de nombreux avantages par rapport aux installa-
tions existantes:
1. Au moyen de trois dispositifs motorisés
seulement, l'ensemble des transferts pour l'ensemble
des traitements est assuré avec toute la souplesse
nécessaire.
2. Durant tout le traitement, la charge est
protégée par l'atmosphère de traitement, soit dans le
four, soit dans le bac.
3. Le four à cloche peut être un four à hau-
te température et du fait que son ouverture est située
à la base de la cloche, la température et la circula-
tion des gaz sont homogènes.
4. L'ensemble de l'installation occupe une
surface au sol très réduite.
5. Un même moyen de chargement et de déchar-
gement, à commande manuelle ou éventuellement motori-
sée, permet de faire travailler plusieurs unités de
traitement composées chacune d'un four, d'un bac ou de
deux bacs et d'un élévateur de chargement, ce dernier
pouvant, le cas échéant, être mobile.
6. La charge est supportée par un plateau
tout au long de l'opération et il n'est donc'pas néces-
saire de prévoir un moyen d'accrochage pour un trans-
fert suspendu sur le bac de refroidissement.
7. La conception générale du système est
très simple tout en étant souple, ce qui réduit les
frais d'installation.
8. L'ensemble de l'installation peut facile-
ment être automatisé ou informatisé.




Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date 1996-08-20
(22) Filed 1992-07-02
Examination Requested 1992-07-02
(41) Open to Public Inspection 1993-03-20
(45) Issued 1996-08-20
Lapsed 1998-07-02

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Registration of a document - section 124 $0.00 1993-02-12
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Maintenance Fee - Application - New Act 3 1995-07-03 $50.00 1995-06-22
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Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Cover Page 1994-03-05 1 23
Abstract 1994-03-05 1 28
Claims 1994-03-05 3 108
Drawings 1994-03-05 9 273
Description 1994-03-05 10 505
Drawings 1996-08-20 3 94
Drawings 1996-08-20 9 183
Cover Page 1996-08-20 1 15
Abstract 1996-08-20 1 23
Description 1996-08-20 10 450
Representative Drawing 1999-06-16 1 23
Correspondence 1996-03-31 3 102
Correspondence 1994-06-01 2 87
Correspondence 1997-02-07 2 39
Correspondence 1993-03-01 1 44
Correspondence 1997-03-18 1 14
Correspondence 1997-04-01 1 15
Assignment 1992-07-02 4 148
Fees 1996-06-13 1 42
Fees 1995-06-22 1 41
Fees 1994-05-26 1 43